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Cambridge usa simulações de viagem no tempo para resolver problemas “impossíveis”.

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Cambridge usa simulações de viagem no tempo para resolver problemas “impossíveis”.

Pesquisadores da Universidade de Cambridge usaram o emaranhamento quântico para simular um cenário semelhante a uma viagem no tempo para trás. Isto permite que procedimentos anteriores sejam alterados retrospectivamente, o que pode melhorar os resultados atuais.

Os físicos demonstraram que modelos simulados de viagens virtuais no tempo podem resolver problemas experimentais que parecem impossíveis de resolver usando a física padrão.

Se os jogadores, investidores e experimentalistas quantitativos conseguissem dobrar a flecha do tempo, a sua vantagem seria muito maior, levando a resultados muito melhores.

“Não estamos propondo uma máquina de viagem no tempo, estamos propondo um mergulho profundo nos fundamentos da mecânica quântica.” – David Arvidsson-Shukur

Pesquisadores da Universidade de Cambridge mostraram que, ao manipular o emaranhamento – uma característica da teoria quântica que torna as partículas intrinsecamente conectadas – eles podem simular o que aconteceria se alguém pudesse viajar de volta no tempo. Assim, os jogadores, investidores e experimentalistas quantitativos podem, em alguns casos, alterar retroativamente as suas ações passadas e melhorar os seus resultados no presente.

Simulações e loops temporais

Se as partículas podem viajar para trás no tempo é um tema controverso entre os físicos, embora os cientistas o tenham feito. anteriormente Simulações de como esses loops de espaço-tempo se comportariam se realmente existissem. Ao ligar a sua nova teoria à metrologia quântica, que utiliza a teoria quântica para fazer medições extremamente sensíveis, a equipa de Cambridge mostrou que o emaranhamento pode resolver problemas aparentemente impossíveis. O estudo foi publicado em 12 de outubro na revista Cartas de revisão física.

“Imagine que você queira enviar um presente a alguém: você tem que enviá-lo no primeiro dia para garantir que ele chegue no terceiro dia”, disse o autor principal David Arvidsson-Shukur, do laboratório da Hitachi em Cambridge. “No entanto, você só recebe a lista de desejos daquela pessoa no segundo dia. Então, nesse cenário cronológico, é impossível você saber com antecedência o que ela vai querer de presente e garantir que enviará o presente certo.

“Agora imagine que você poderia mudar o que enviou no primeiro dia com informações da lista de desejos que recebeu no segundo dia. Nossa simulação usa manipulação de emaranhamento quântico para mostrar como você pode alterar retroativamente suas ações passadas para garantir que o resultado final seja o que você deseja. querer.

Compreendendo o emaranhamento quântico

A simulação baseia-se no emaranhamento quântico, que consiste em fortes conexões que as partículas quânticas podem compartilhar, e que as partículas clássicas – aquelas governadas pela física cotidiana – não podem fazer.

A peculiaridade da física quântica é que se duas partículas estiverem próximas o suficiente uma da outra para interagir, elas podem permanecer conectadas mesmo quando separadas. Esta é a base Estatísticas quantitativas Aproveitar partículas contínuas para realizar cálculos muito complexos para computadores clássicos.

“Em nossa proposta, um cientista experimental emaranha duas partículas”, disse a coautora Nicole Younger Halpern, pesquisadora do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) e da Universidade de Maryland. “A primeira partícula é então enviada para uso no experimento. Ao obter novas informações, o experimentalista manipula a segunda partícula para efetivamente alterar o estado anterior da primeira partícula, alterando o resultado do experimento.

“O efeito é ótimo, mas só acontece uma em cada quatro vezes!” Arvidsson-Shukur disse. Ou seja, a probabilidade de falha da simulação é de 75%. Mas a boa notícia é que você sabe se falhou. Se nos atermos à nossa analogia do presente, uma em cada quatro vezes o presente será o que você deseja (por exemplo, um par de calças), e outra vez será um par de calças, mas do tamanho errado ou da cor errada, ou será uma jaqueta.”

Aplicações práticas e limitações

Para dar relevância técnica ao seu modelo, os teóricos o vincularam à ciência da medição quantitativa. Em um experimento de quantificação comum, fótons – pequenas partículas de luz – brilham sobre uma amostra de interesse e depois são registrados usando um tipo especial de câmera. Para que este experimento seja eficaz, os fótons devem ser preparados de uma determinada maneira antes de chegarem à amostra. Os pesquisadores mostraram que, mesmo que aprendam a preparar melhor os fótons somente depois que eles atingirem a amostra, eles poderão usar simulações de viagem no tempo para alterar retroativamente os fótons originais.

Para enfrentar a alta probabilidade de falha, os teóricos propõem o envio de um grande número de fótons emaranhados, sabendo que alguns deles acabarão por carregar a informação correta e atualizada. Eles então usam um filtro para garantir que os fótons corretos passem para a câmera, enquanto o filtro rejeita o restante dos fótons “ruins”.

“Pense na nossa analogia anterior sobre presentes”, disse o co-autor Aidan McConnell, que conduziu esta investigação enquanto fazia o seu mestrado no Laboratório Cavendish em Cambridge, e é agora estudante de doutoramento na ETH, Zurique. “Suponhamos que enviar presentes seja barato e que possamos enviar vários pacotes no primeiro dia. No segundo dia saberemos qual presente deveríamos ter enviado. Quando os pacotes chegarem no terceiro dia, um em cada quatro presentes será correto, e nós os escolhemos.” Dizendo ao destinatário qual entrega deve ser descartada.

“O facto de precisássemos de utilizar um candidato para tornar o nosso ensaio bem-sucedido é, na verdade, muito reconfortante”, disse Arvidsson-Shukur. “O mundo seria muito estranho se as simulações de viagem no tempo funcionassem sempre. A relatividade e todas as teorias nas quais baseamos a nossa compreensão do nosso universo seriam jogadas fora pela janela.”

“Não estamos propondo uma máquina de viagem no tempo, estamos propondo um mergulho profundo nos fundamentos da mecânica quântica. Esta simulação não permite que você volte e mude seu passado, mas permite que você crie um amanhã melhor, resolvendo hoje os problemas de ontem.”

Referência: “Recurso não clássico em metrologia gerado por simulações quânticas de curvas de tempo virtuais fechadas” por David R. M. Arvidsson-Shukur, Aidan G. McConnell e Nicole Yunger Halpern, 12 de outubro de 2023, Cartas de revisão física.
doi: 10.1103/PhysRevLett.131.150202

Este trabalho foi apoiado pela American Sweden Foundation, pela Lars Herta Memorial Foundation, pelo Girton College e pelo Conselho de Pesquisa em Engenharia e Ciências Físicas (EPSRC), parte da Pesquisa e Inovação do Reino Unido (UKRI).

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Vamos conversar: os bate-papos online melhoram a função cerebral em pessoas mais velhas

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Vamos conversar: os bate-papos online melhoram a função cerebral em pessoas mais velhas

resumo: As conversas baseadas na Internet podem melhorar significativamente as funções cognitivas em idosos socialmente isolados. O ensaio, conhecido como I-CONECT, envolveu 186 participantes com 75 anos ou mais que participaram em chats de vídeo estruturados quatro vezes por semana, o que ajudou a aumentar a memória e a função executiva, especialmente entre aqueles com comprometimento cognitivo ligeiro.

Ao longo de um ano, estas interações não só aumentaram os resultados cognitivos, mas também melhoraram o bem-estar emocional e aumentaram a conectividade em áreas do cérebro associadas à atenção. As descobertas sugerem que as conversas digitais podem ser uma estratégia viável para combater o isolamento social e as suas repercussões cognitivas.

Principais fatos:

  1. Melhorar a função cognitiva: Os participantes do ensaio I-CONECT que se envolveram em conversas digitais frequentes mostraram melhorias nas pontuações dos testes cognitivos globais e nas funções executivas baseadas na linguagem.
  2. Melhorar o bem-estar emocional: Tanto o grupo de controlo como o de intervenção registaram melhorias na saúde emocional, sugerindo que o contacto social regular, mesmo que breve, pode ter efeitos positivos.
  3. Benefícios neurológicos: As imagens cerebrais revelaram maior conectividade dentro da rede de atenção dorsal para o grupo de intervenção, destacando o potencial das interações conversacionais para melhorar a função cerebral.

fonte: Harvard

A simples conversa com outras pessoas pode estimular várias funções cerebrais entre idosos socialmente isolados, mesmo quando as interações são baseadas na Internet, de acordo com um novo ensaio clínico realizado no Massachusetts General Hospital.

Os resultados são publicados em O mundo do envelhecimento.

“Iniciámos o nosso primeiro estudo de intervenção comportamental de prova de conceito em 2010, quase uma década antes da pandemia da COVID-19, chamando a atenção para os efeitos nocivos do isolamento social na nossa saúde geral”, explicou a autora principal Hiroko H. Dodge, investigadora principal. . De ensaios financiados pelos Institutos Nacionais de Saúde.

As medidas de bem-estar emocional melhoraram tanto no grupo de controlo como no grupo de intervenção, sugerindo que a emoção pode ser melhorada através de breves chamadas telefónicas semanais, enquanto a melhoria da função cognitiva requer um envolvimento frequente em conversas. Crédito: Notícias de Neurociências

A segunda fase do ensaio randomizado com 186 participantes, denominado I-CONECT, utilizou a Internet e webcams para permitir interações conversacionais entre entrevistadores treinados e indivíduos socialmente isolados com 75 anos ou mais que têm cognição normal ou comprometimento cognitivo leve.

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Os investigadores alternaram os parceiros de conversa atribuídos a cada participante para melhorar a novidade da experiência, forneceram dispositivos fáceis de usar que permitiram aos participantes sem qualquer experiência de Internet/webcam participar facilmente em conversas baseadas em vídeo e incentivaram conversas usando tópicos diários padronizados e instruções de imagem .

Conversas de trinta minutos foram realizadas quatro vezes por semana durante seis meses e depois duas vezes por semana durante mais seis meses. Um grupo de controle de indivíduos semelhantes não participou de tais conversas, mas tanto o grupo de intervenção quanto o grupo de controle receberam ligações telefônicas semanais de 10 minutos.

Após o período inicial de seis meses, o grupo de intervenção teve uma pontuação mais elevada no teste cognitivo global em comparação com o grupo de controle, com um grande tamanho de efeito entre aqueles com comprometimento cognitivo leve. Além disso, os participantes do grupo de intervenção com cognição normal tiveram pontuações indicando maior função executiva baseada na linguagem.

No final do período final de seis meses, os participantes do grupo de intervenção com comprometimento cognitivo leve obtiveram pontuações nos testes indicando melhor função cerebral relacionada à memória do que o grupo de controle.

As medidas de bem-estar emocional melhoraram tanto no grupo de controlo como no grupo de intervenção, sugerindo que a emoção pode ser melhorada através de breves chamadas telefónicas semanais, enquanto a melhoria da função cognitiva requer um envolvimento frequente em conversas.

Além disso, testes de imagem cerebral mostraram que o grupo de intervenção tinha maior conectividade dentro da rede de atenção dorsal – uma região importante para manter a atenção visuoespacial – em comparação com o grupo de controle, embora este achado deva ser interpretado com cuidado devido ao número limitado de participantes avaliados. Devido a limitações de pesquisa relacionadas ao COVID-19.

Com base em solicitações de ex-participantes do estudo que continuamente solicitavam conversas, Dodge e seus colegas criaram uma organização sem fins lucrativos, a Fundação I-CONNECT. A organização oferece interações sociais gratuitas para idosos isolados na comunidade, utilizando os mesmos materiais utilizados no ensaio.

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“Nosso próximo objetivo é expandir essas atividades para alcançar indivíduos necessitados mais isolados, bem como aprofundar os mecanismos biológicos por trás do impacto das interações sociais em nossa função cerebral”, disse Dodge.

“Fornecer interações de conversa online estimulantes e frequentes pode ser uma estratégia eficaz para reduzir o risco de demência em casa contra o isolamento social e o declínio cognitivo.

“Planejamos expandir este tratamento para ambulatórios geriátricos, onde estamos atualmente arrecadando fundos para isso, e também examinar sua eficácia no tratamento de sintomas leves a moderados de depressão”.

A equipa também está a explorar a possibilidade de fornecer interações conversacionais através de um chatbot – um bot treinado em IA – que proporciona conversas estimulantes como uma intervenção económica.

“Sabemos que as conexões humanas são extremamente importantes para o nosso bem-estar emocional, mas para a estimulação cognitiva, os chatbots podem funcionar tão eficazmente quanto os humanos, o que estamos investigando atualmente”, disse Dodge, diretor de análise de pesquisa da Universidade da Califórnia. , Califórnia. Recentemente, ele abriu o Centro Multidisciplinar do Cérebro no MGH e é membro do corpo docente da Harvard Medical School.

Financiamento: O financiamento foi fornecido pelo Instituto Nacional do Envelhecimento.

Sobre notícias de pesquisa sobre cognição e envelhecimento

autor: Tracy Hampton
fonte: Harvard
comunicação: Tracy Hampton – Harvard
foto: Imagem creditada ao Neuroscience News

Pesquisa original: Acesso livre.
Ensaio clínico controlado randomizado de engajamento conversacional baseado na Internet (I-CONECT) entre adultos socialmente isolados com mais de 75 anos de idade com cognição normal ou comprometimento cognitivo leve: principais resultados“Por Hiroko H. Dodge et al. O mundo do envelhecimento


um resumo

Ensaio clínico controlado randomizado de engajamento conversacional baseado na Internet (I-CONECT) entre adultos socialmente isolados com mais de 75 anos de idade com cognição normal ou comprometimento cognitivo leve: principais resultados

Antecedentes e objetivos

O isolamento social é um fator de risco para declínio cognitivo e demência. Conduzimos um ensaio clínico controlado randomizado (ECR) de interações sociais aprimoradas, levantando a hipótese de que as interações conversacionais podem estimular a função cerebral entre idosos socialmente isolados sem demência. Relatamos as principais descobertas deste ensaio clínico RCT (engajamento conversacional baseado na Internet) em vários locais [I-CONECT]; NCT02871921).

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Desenho e métodos de pesquisa

O grupo experimental recebeu conversas semiestruturadas cognitivamente estimulantes com entrevistadores treinados via Internet/webcam 4 vezes por semana durante 6 meses (familiarização) e duas vezes por semana durante mais 6 meses (manutenção).

Tanto o grupo experimental quanto o de controle receberam ligações semanais de 10 minutos. Modificações no protocolo foram necessárias devido à pandemia da doença coronavírus de 2019.

resultados

Um total de 186 participantes foram randomizados. Após o período de indução, o grupo experimental obteve pontuações mais altas nos testes cognitivos globais (Montreal Cognitive Assessment [primary outcome]; 1,75 pontos [p = .03]) em comparação com o grupo controle.

Após a indução, os participantes do grupo experimental com cognição normal apresentaram maior função executiva baseada na linguagem (teste de fluência semântica [secondary outcome]; 2,56 pontos [p = .03]). No final do período de manutenção, o grupo experimental de pessoas com comprometimento cognitivo leve apresentou maior função de codificação (Craft Story Immediate Recall Test). [secondary outcome]; 2,19 pontos [p = .04]).

A medição do bem-estar emocional melhorou tanto no grupo controle quanto no experimental. A fMRI em estado de repouso mostrou que o grupo experimental aumentou a conectividade dentro da rede de atenção dorsal em comparação com o grupo de controle.é= 0,02), mas o tamanho da amostra foi limitado.

Discussão e suas implicações

Proporcionar interações conversacionais online estimulantes frequentes pode ser uma estratégia eficaz para reduzir o risco de demência em casa contra o isolamento social e o declínio cognitivo.

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Uma descoberta de meteorito sem precedentes desafia modelos astrofísicos

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Uma descoberta de meteorito sem precedentes desafia modelos astrofísicos

Os pesquisadores descobriram uma rara partícula de poeira em um meteorito, feita de uma estrela diferente do nosso Sol. Usando tomografia de sonda atômica avançada, eles analisaram a proporção única de isótopos de magnésio da partícula, revelando sua origem em um tipo recentemente identificado de supernova que queima hidrogênio. Esta descoberta fornece insights mais profundos sobre eventos cósmicos e formação de estrelas. Crédito: SciTechDaily.com

Os cientistas descobriram uma partícula de meteorito com uma proporção isotópica de magnésio sem precedentes, sugerindo a sua origem numa supernova que queima hidrogénio.

A pesquisa descobriu uma rara partícula de poeira presa em um antigo meteorito extraterrestre, formado por uma estrela diferente do nosso Sol.

A descoberta foi feita pela autora principal, Dra. Nicole Neville, e colegas durante seus estudos de doutorado na Curtin University, que agora trabalha no Instituto de Ciência Lunar e Planetária em colaboração com… NASACentro Espacial Johnson.

Meteoritos e grãos pré-solares

Os meteoritos são feitos principalmente de material formado em nosso sistema solar e também podem conter pequenas partículas originárias de estrelas que nasceram muito antes do nosso sol.

Evidências de que essas partículas, conhecidas como grãos pré-solares, são restos de outras estrelas foram encontradas através da análise dos diferentes tipos de elementos encontrados dentro delas.

Técnicas analíticas inovadoras

Dr. Neville usou uma técnica chamada milho Sonda de tomografia para analisar partículas, reconstruir a química em nível atômico e acessar as informações ocultas nelas.

Dr Neville disse: “Essas partículas são como cápsulas do tempo celestiais, fornecendo um instantâneo da vida de sua estrela-mãe”.

“Os materiais criados no nosso sistema solar têm proporções previsíveis de isótopos – diferentes tipos de elementos com diferentes números de nêutrons. A partícula que analisamos tem uma proporção de isótopos de magnésio que é diferente de qualquer coisa no nosso sistema solar.

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“Os resultados foram literalmente fora dos gráficos. A proporção isotópica mais extrema para o magnésio de estudos anteriores de grãos pré-solares foi de cerca de 1.200. O grão em nosso estudo tem um valor de 3.025, o valor mais alto já descoberto.

“Esta razão isotópica excepcionalmente elevada só pode ser explicada pela formação num tipo de estrela recentemente descoberto – uma supernova que queima hidrogénio.”

Avanços na astrofísica

O coautor, Dr. David Saxey, do Centro John D. Laiter em Curtin, disse: “A pesquisa abre novos horizontes na forma como entendemos o universo, ultrapassando os limites das técnicas analíticas e dos modelos astrofísicos.

“A sonda atômica nos deu todo um nível de detalhe que não conseguimos acessar em estudos anteriores”, disse o Dr. Saksi.

“Uma supernova que queima hidrogênio é um tipo de estrela que só foi descoberta recentemente, mais ou menos na mesma época em que estávamos analisando a minúscula partícula de poeira. Usar uma sonda atômica neste estudo nos dá um novo nível de detalhe que nos ajuda a entender como essas estrelas forma.”

Vinculando resultados de laboratório a fenômenos cósmicos

O co-autor, Professor Phil Bland, da Curtin School of Earth and Planetary Sciences, disse: “Novas descobertas do estudo de partículas raras em meteoritos permitem-nos obter informações sobre eventos cósmicos fora do nosso sistema solar.

“É simplesmente incrível poder correlacionar medições em escala atômica em laboratório com um tipo de estrela recentemente descoberto.”

Pesquisa intitulada “Elemento atômico e investigação isotópica 25Poeira estelar rica em magnésio de supernovas que queimam H. Foi publicado em Jornal Astrofísico.

Referência: “Elemento em escala atômica e investigação isotópica 25“Poeira estelar rica em Mg de uma supernova que queima H”, por N. D. Nevill, P. A. Bland, D. W. Saxey, W. D. A. Rickard e P. Guagliardo, NE Timms, LV Forman e L. Daly e SM Reddy, 28 de março de 2024, Jornal Astrofísico.
doi: 10.3847/1538-4357/ad2996

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