Týden na ScienceMag.cz: Polovodiče a záporný index lomu grafenu

23. 1. 2017 | Redakce | Různé | 2902×

Můžeme postavit počítač silnější než Turingův stroj a jak s tím souvisejí černé díry? Úvod do smyčkové kvantové gravitace. Generátor náhodných čísel a hádání z papírků, uvěříte tomu? Voda v uhlíkových nanotrubičkách. Co si ťuhýk myslí o rozdílech mezi strakou a sojkou. Hyperloop.

Černá díra jako opravdový superpočítač

Umožňují vlastnosti černé díry uspořádání, v němž dokáže projít nekonečné množství čísel a dát pozorovateli zprávu, zda všechna tato čísla mají určitou vlastnosti? Existují systémy silnější než Turingův stroj? Může fyzika být nikoliv překážkou („šlo by to spočítat, ale v čase delším než trvání vesmíru“), ale naopak otevírat netušené výpočetní možnosti? Je snad Churchova-Turingova teze chybná? Jaké typy úloh by šly pomocí počítače a pozorovatele padajícího do černé díry řešit, kdo by byl ochoten ze zájmu do černé díry skočit? (Otázky/námitky např. mohou znít, zda to tak vůbec může fungovat, zda člověku padajícímu do černé díry je ještě možné poslat informaci. Bude vesmír trvat nekonečně dlouho? A stačí k projití nekonečně čísel nekonečný čas, nebylo by třeba také nekonečně energie?)

Úvod do smyčkové kvantové gravitace

Co vlastně tvrdí smyčková kvantová gravitace, jedna z teorií přibližně konkurujících superstrunám? Co z této teorie plyne o času a prostoru, o velkém třesku (velký třesk a velký odraz), o černých dírách a co jsou to tzv. Planckovy hvězdy? Populární představení celé teorie.

Lze přehádat náhodu?

Absurdně působící zadání: „Napíšete na dva papírky dvě různá čísla a položíte je na stůl popsanou stranou dolů. Já jeden papírek otočím a řeknu vám, jestli je číslo na druhém papírku větší či menší. I když se to zdá neuvěřitelné, odpovím správně ve více než polovině případů,“ praví matematik. Stačí k tomu prý maličkost, generátor náhodných čísel. Diskuse o možných verzích této úlohy. (Poznámka: Přesvědčil vás autor? Mě ne, připouštím.)

Led při teplotě páry

Na rozměrech, které jsou jen o málo větší než samotné molekuly vody, podle vědců z MITu led neroztaje ani za teploty, kdy by se voda jinak dávno vařila. Můžeme se prý dostat až na 151 stupňů Celsia. O teplotě tání rozhoduje průměr uhlíkové trubičky, do které vodu nacpeme – jde nám o rozměry, které se už blíží velikosti molekul vody. Můžeme ale u pár molekul vody vůbec rozumně mluvit o jejím skupenství? Plus související diskuse o protonové vodivosti.

Záporný index lomu bez metamateriálů

Výroba metamateriálů (zmiňovaných nejčastěji jako technologie pro dosažení neviditelnosti) je velmi obtížná a v praxi těžko realizovatelná. V principu by mohlo být jednodušší dosáhnout záporného lomu s elektronovými vlnami v polovodiči. Na rozhraní mezi oběma typy polovodiče (přechod P-N) mění Fermiho vektor své znaménko, a může tak docházet k zápornému indexu lomu. Záporný lom na přechodu P-N se však v praxi nikomu dlouho nedařilo pozorovat. Co v tomto ohledu umožňuje grafen plus k čemu je to všechno dobré… Na rozdíl od většiny článků na ScienceMagu jde v tomto případě spíše o odborný než populární text.

Ťuhýk, straka, sojka – biologie jako teorie her

Pořádná biologie je mnohdy spíš aplikovaná matematika, zejména teorie her či „ekonomické optimalizace“. Straka a sojka se snaží vybrat ťuhýkovi hnízdo, ťuhýk však proti oběma protivníkům používá jiné strategie. Z pohledu člověka není mezi strakou a sojkou zase takový rozdíl, straka je jen o kousíček větší (hmotnější); zatímco na sojku ťuhýk nalétává, straky si nevšímá. Co si tedy o rozdílech mezi strakou a sojkou může myslet samotný ťuhýk? Uděláme v tomto smyslu několik experimentů, když do systému přidáme poštolku a holuba… (A nakolik celá konstrukce přijde přesvědčivá vám?)

Krátce

Jihomoravský kraj a Brno chtějí studii proveditelnosti hyperloopu. Při vývoji vzniknou nové technologie, které se mohou uplatnit i v úplně jiném odvětví.

Hyperloop chce svézt první lidi už za tři roky. Hyperloop prý může obsluhovat nejen vzdálená centra, ale i příměstské oblasti, kde se nerozjede na maximální rychlost.

Alzheimerova porucha: amyloidy vs. proteiny tau Koncentrace proteinů tau v mozku dokážeme zjistit pomocí protonové emisní tomografie i u živých lidí.

Nový Zéland uchoval ztracená strnadí nářečí. A jak to souvisí s Čechy v rumunském Banátu?

MitoTam, zbraň na rakovinu z BIOCEVu. Nová metoda cílí na mitochondrie buněk nádorů prsu.

ALMA začíná detailně pozorovat temné skvrny na Slunci. Radioteleskop zachytil například tmavou centrální část sluneční skvrny, která v době pozorování svou velikostí téměř dvakrát předčila průměr Země.

Pavel Houser

       

Komentáře

[Blaazen]

Jak je to s těma číslama? Přece když znám interval, tak nemusím vybírat to třetí číslo náhodně, ale dám ho do středu intervalu a jsem na 75%. A když interval neznám, tak je to 50/50. Pokud interval znám a třetí číslo vybírám taky náhodně, tak jsem "jen" na 66%.

Náš administrátor shledal tento komentář závadným.

trolling

Zobrazit komentář

[pavel houser]

on to ma byt neomezeny interval, treba cela cisla od -nekonecna do +nekonecna. predlozenemu reseni ovsem nemuzu uverit (viz tam poznamky u odkazovaneho clanku), ale opravdu se nechci poustet do prilis kategorickych tvrzeni...

[alkoholik]

"zatímco na sojku ťuhýk nalétává, sojky si nevšímá" mi nezni uplne spravne.

[pavel houser]

straky si nevšímá.

[LinuxTorvalc]

V pořádku : 3x15=19+7=21

[D.A.Tiger]

V blyzkosti horizontu udalosti to muze klidne byt pravda :)

[pc2005]

Bude vesmír trvat nekonečně dlouho? A stačí k projití nekonečně čísel nekonečný čas, nebylo by třeba také nekonečně energie?

Černá díra by se měla po nějaké době vypařit.

[D.A.Tiger]

Cervi dira by se mela po nejake dobe vyparit.

[BigBoss]

A co takhle zasobnik?

[pavel houser]

hravali jste hru jmenem Stupido? (takovy slovni fotbal se synonymy). v teto hre slo pak protestovat proti "retezci slov", nicmene hrac si musel vybrat jedine slovo. prevedeno do prikladu naseho clanku. kdybyste si meli vybrat 1 nejpadnejsi argument "proc to nemuze fungovat", co byste volili? (nejde poslat informace pres horizont? cerna dira se vypari? neni dost energie/dost velky zasobnik? neco jineho?) sam nevim.

[D.A.Tiger]

"Poctar" bude mrtvi driv, nez se na nej staci uplatnit predokladane (relativni!!!!) efekty.

[D.A.Tiger]

Aneb "Pocitame s Azatothem" ;)