• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Jaki to kształt? Klocki do budowy wszechświata 5D

    18.02.2011. 16:37
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Finansowany ze środków unijnych zespół naukowców postanowił wyposażyć matematyków w ich własny układ okresowy... kształtów. Naukowcy z Imperial College w Londynie (ICL), Wlk. Brytania, współpracują z kolegami z Australii, Federacji Rosyjskiej i Japonii nad identyfikacją podstawowych elementów składowych wszystkich możliwych kształtów we wszechświecie w trój-, cztero- i pięciowymiarze oraz nad analizą wzajemnych powiązań tych komponentów.

    Trzyletni projekt jest częściowo finansowany przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych (ERBN), której granty są przyznawane za pośrednictwem programu "Pomysły" Siódmego Programu Ramowego (7PR) UE.

    Kierownik projektu, Alessio Corti z Wydziału Matematyki ICL, wyjaśnia cele: "Układ okresowy jest jednym z najważniejszych narzędzi w chemii. Stanowi wykaz atomów, z których wszystko jest zbudowane i objaśnia ich właściwości chemiczne. Naszym pracom przyświeca ten sam cel w zakresie trój-, cztero- i pięciowymiarowych kształtów - stworzyć katalog obejmujący wszystkie geometryczne elementy składowe i przeanalizować ich właściwości za pomocą stosunkowo prostych równań."

    Zespół jest przekonany, że około 500 mln kształtów można zdefiniować algebraicznie w 4 wymiarach. Pośród tych kształtów naukowcy spodziewają się zidentyfikować kilka tysięcy, których nie można dalej podzielić: podstawowe elementy składowe, które tworzą wszystkie pozostałe kształty. Tom Coates, członek zespołu i kolega profesora Corti z Wydziału Matematyki, opracował program do modelowania komputerowego, który posłuży naukowcom jako pomoc w realizacji tego gigantycznego zadania.

    Jakkolwiek nie wydawałoby się ono ambitne, identyfikacja kształtów i ułożenie równań, które je opisują są tylko jednym z celów zespołu. Naukowcy planują również przeanalizować sposób, w jaki te komponenty wpływają na kształty, w które się układają. "O tych podstawowych elementach składowych można myśleć jak o atomach, podczas gdy większe kształty byłyby molekułami. Kolejnym wyzwaniem jest poznanie, w jaki sposób właściwości większych kształtów są uzależnione od atomów, z których się składają. Inaczej mówiąc, chcemy zbudować teorię chemii kształtów" - mówi dr Coates.

    Jeden z najbardziej intrygujących aspektów tych badań polega na tym, że wiele z tych kształtów nie jest widocznych w swojej pełnej, wielowymiarowej złożoności. Obok trójwymiarowości, która kształtuje nasze codzienne życie, nawet włączenie czasu jako koncepcji czwartego wymiaru może okazać się trudne. Projekt obejmie pięć wymiarów, choć wedle teorii strun może być ich znacznie więcej.

    "Większość ludzi jest zaznajomiona z koncepcją trójwymiarowości - stwierdza dr Coates - ale dla tych, którzy nie specjalizują się w naszej dziedzinie trudnym może okazać się zrozumienie pojęcia kształtów w cztero- i pięciowymiarze. Jednakże poznanie tego typu kształtów ma ogromne znaczenie dla wielu aspektów nauki".

    Na przykład dla teorii liczb, fizyki teoretycznej i komputerowych systemów wizyjnych. "W robotyce może zaistnieć konieczność ułożenia równania pięciowymiarowego kształtu, aby dojść do tego, w jaki sposób poinstruować robota, by spojrzał na obiekt, następnie poruszył ramieniem i chwycił ten obiekt" - mówi dr Coates. "W fizyce może zaistnieć konieczność przeanalizowania kształtów ukrytych wymiarów we wszechświecie, aby zrozumieć sposób, w jaki funkcjonują cząstki subatomowe."

    Zatem wyniki prac zespołu mogą stanowić kluczowy materiał referencyjny do badań w wielu dziedzinach, aczkolwiek mało prawdopodobnym jest, by układ zawisł w salach lekcyjnych przyszłych pokoleń. "Jesteśmy przekonani, że możemy odkryć ogromną liczbę tych kształtów - mówi profesor Corti - przez co trudno będzie zmieścić układ na ścianie, niemniej spodziewamy się, że będzie bardzo przydatnym narzędziem".

    Wsparcia dla projektu pochodziło również od brytyjskiej Rady Badań Naukowych w Inżynierii i Fizyce, Leverhulme Trust i Royal Society.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)

    Anatomia rybJednym z elementów dostosowywania się do warunków środowiska, zapełniania wolnych nisz ekologicznych jest kształtowanie sylwetki ciała ułatwiającej poruszanie się, zdobywanie pokarmu i ucieczkę przed drapieżnikami. Różnorodność kształtów ciała ryb wskazuje jak duże zdolności przystosowawcze posiada ta grupa zwierząt.

    Sieć triangulacyjna – zespół punktów geodezyjnych o wyznaczonym położeniu sytuacyjnym i zastabilizowanych w terenie specjalnymi trwałymi znakami geodezyjnymi. Sieci te składają się z zespołu trójkątów połączonych w ten sposób, że mają one wspólne, przyległe boki. Układ tych trójkątów może być różny, np. w postaci łańcucha trójkątów, sieci powierzchniowych. Wierzchołki tych trójkątów są punktami geodezyjnymi (punkty triangulacyjne), których wzajemne położenie zostało wyznaczone przez pomiar co najmniej trzech elementów (dwa kąty i co najmniej jedna długość). Jeżeli jest to łańcuch trójkątów, wystarczy pomierzyć długość jednego boku (tzw. bazę) oraz co najmniej dwa kąty w każdym trójkącie. W praktyce mierzy się w trójkątach wszystkie kąty.

    Sieć triangulacyjna – zespół punktów geodezyjnych o wyznaczonym położeniu sytuacyjnym i zastabilizowanych w terenie specjalnymi trwałymi znakami geodezyjnymi. Sieci te składają się z zespołu trójkątów połączonych w ten sposób, że mają one wspólne, przyległe boki. Układ tych trójkątów może być różny, np. w postaci łańcucha trójkątów, sieci powierzchniowych. Wierzchołki tych trójkątów są punktami geodezyjnymi (punkty triangulacyjne), których wzajemne położenie zostało wyznaczone przez pomiar co najmniej trzech elementów (dwa kąty i co najmniej jedna długość). Jeżeli jest to łańcuch trójkątów, wystarczy pomierzyć długość jednego boku (tzw. bazę) oraz co najmniej dwa kąty w każdym trójkącie. W praktyce mierzy się w trójkątach wszystkie kąty.

    Kształcenie na odległość – kształcenie, w którym nauczający znajduje się w dystansie przestrzennym, a często też czasowym od kształcącego się. Proces nauczania jest pobudzany i kierowany przez nauczyciela w sposób pośredni i ciągły za pomocą różnych mediów pozwalających pokonać dystans. Kształcenie zdalne ma na celu przede wszystkim przełamanie barier edukacyjnych takich jak:

    E-kształcenie to kształcenie odbywające się w środowisku całościowo zaprojektowanym tak, aby wszystkie lub przynajmniej wszystkie najważniejsze funkcje i działania były wykonywalne przy pomocy elektronicznych narzędzi komunikacji, współpracy oraz zarządzania wiedzą. Rodzaj, ilość, częstotliwość i metodyka użycia elektronicznych środków może być różna, jednak kryterium ich doboru jest optymalizacja jakości procesu kształcenia.

    Bit – końcówka robocza przystosowana do wkręcania i wykręcania wkrętów, mocowania w uchwycie ręcznym lub z napędem elektrycznym. Bit wykonany jest z sześciokątnego profilu stalowego. Jeden z końców jest odpowiednio wyprofilowany, całość utwardzona. Końcówki robocze, tzw. groty, najczęściej mają kształt odpowiadający kształtom nacięć łba wkrętów:

    Pozidriv - typ grotu wkrętaka z nacięciem krzyżowym, z krawędziami równoległymi oraz takie samo krzyżowe wgłębienie (nacięcie) na łbie wkręta. Oznaczany symbolem PZ, Pz, występuje w czterech rozmiarach: Pz1 2-3 mm, Pz2 3,5-5 mm, Pz3 6 mm, Pz4 8-12 mm. Podobny do typu Phillips, ale wgłębienie krzyżowe posiada ścianki prostopadłe do dna. Dla łatwiejszego rozróżnienia, groty wkrętów Pozidriv posiadają między krawędziami skośne zgrubienia w kształcie V, a na wkrętach Pozidriv umieszczone są ukośne cienkie nacięcia w kształcie X. Wkrętaki Pozidriv nie pasują do wkrętów Phillipsa, przylegają do nacięcia tylko niewielką częścią krawędzi, więc może dojść do uszkodzenia nacięcia wkręta lub narzędzia. Dlatego zaleca się używanie właściwych wkrętaków do stosowanych wkrętów, jak również odpowiednich rozmiarów wkrętaków.

    Dodano: 18.02.2011. 16:37  


    Najnowsze