Connect with us

science

Cientistas realizam primeiro teste de um sistema de radionavegação de raios cósmicos – Ars Technica

Published

on

Cientistas realizam primeiro teste de um sistema de radionavegação de raios cósmicos – Ars Technica
Mais Zoom / Os raios cósmicos que caem na atmosfera da Terra são a base para um novo sistema alternativo sem fio para navegação GPS.

2015 Hiroyuki KM Tanaka

O GPS é agora um dos pilares da vida cotidiana, ajudando-nos com posicionamento, navegação, rastreamento, mapeamento e tempo em uma ampla gama de aplicações. Mas tem algumas desvantagens, principalmente a incapacidade de passar por prédios, rochas ou água. É por isso que pesquisadores japoneses desenvolveram um sistema alternativo de radionavegação que se baseia em raios cósmicos, ou múons, em vez de ondas de rádio, de acordo com nova folha Publicado na revista iScience. A equipe realizou seu primeiro teste bem-sucedido e as equipes de busca e resgate poderiam um dia usar o sistema para, por exemplo, guiar robôs debaixo d’água ou ajudar veículos autônomos a navegar no subsolo.

“Os múons de raios cósmicos caem uniformemente pela Terra e sempre viajam na mesma velocidade, independentemente do material que atravessam, penetrando até mesmo quilômetros de rocha”, disse. disse o co-autor Hiroyuki Tanaka para Muographix na Universidade de Tóquio, Japão. “Agora, usando múons, desenvolvemos um novo tipo de GPS, que chamamos de muPS, que funciona no subsolo, em ambientes fechados e debaixo d’água.”

Como mencionado anteriormente, há uma longa história de uso de múons em Imagem de estruturas arqueológicasO processo é facilitado porque os raios cósmicos fornecem um suprimento constante dessas partículas. Múon também é usado Chase movido ilegalmente Material nuclear em passagens de fronteira e monitoramento de vulcões ativos, na esperança de detectar quando eles podem entrar em erupção. Em 2008, cientistas da Universidade do Texas, em Austin, trabalharamAntigos detectores de múon reutilizados para procurar possíveis ruínas maias escondidas em Belize. Físicos do Laboratório Nacional de Los Alamos desenvolveram versões portáteis de sistemas de imagens de múons para desvendar os segredos da construção do domo (Il Duomo) no topo Catedral de Santa Maria de Vênus Em Florença, na Itália, foi projetado por Filippo Brunelleschi no início do século XV.

READ  O primeiro planeta da SpaceX se aproxima quando a NASA começa a montar o 'Europa Clipper'

Em 2016, os cientistas usaram imagens de múons Pegue os sinais Ele aponta para uma passagem escondida atrás dos famosos blocos chevron na face norte do A Grande Pirâmide de Gizé No Egito. No ano seguinte, a mesma equipe descobriu um vazio misterioso em outra área da pirâmide, acreditando que poderia ser uma câmara escondida, que posteriormente foi pintada usando duas cores diferentes. imagem de múon Métodos. E no mês passado, os cientistas usaram imagens de múons para descobrir uma câmara anteriormente escondida nas ruínas da antiga necrópole de Neapolis, cerca de 10 metros (cerca de 33 pés) abaixo da atual Nápoles, Itália.

Robôs e veículos autônomos podem um dia ser comuns em residências, hospitais, fábricas e operações de mineração, bem como em missões de busca e salvamento, mas ainda não existe um meio universal de navegação e posicionamento, diz Tanaka. e outros. Conforme observado, o GPS não pode penetrar no subsolo ou debaixo d’água. As tecnologias RFID podem alcançar boa precisão com baterias pequenas, mas requerem um centro de controle com servidores, impressoras, monitores, etc. Uma conta inoperante sofre de erros crônicos de estimativa sem indicação externa para fornecer uma correção. Métodos acústicos, varredura a laser e lidar também apresentam desvantagens. Então Tanaka e seus colegas recorreram aos múons ao desenvolver seu sistema alternativo.

Infográfico mostrando os prós e contras de tecnologias alternativas para espaços internos e subterrâneos
Mais Zoom / Infográfico mostrando os prós e contras de tecnologias alternativas para espaços internos e subterrâneos

2023 Hiroyuki como Tanaka

Os métodos de imagem de múon geralmente envolvem câmaras cheias de gás. À medida que os múons atravessam o gás, eles colidem com as moléculas do gás e emitem um flash de luz (um flash), que é registrado pelo detector, permitindo que os cientistas calculem a energia e a trajetória da partícula. É semelhante aos raios X ou radar de penetração no solo, exceto que os múons de alta energia ocorrem naturalmente em vez de raios X ou ondas de rádio. Esta alta energia torna possível a imagem de matéria densa e densa. Quanto mais denso o objeto da imagem, mais múons são bloqueados. O sistema Muographix conta com quatro estações de referência de detecção de múons acima do solo que atuam como coordenadas para receptores de detecção de múons, que são implantados no subsolo ou debaixo d’água.

READ  Coronavírus no Oregon: casos semanais aumentam 30%, hospitalizações dobram após Omicron

A equipe realizou primeiro julgamento a partir de uma série de sensores subaquáticos baseados em múons em 2021, para serem usados ​​para detectar condições de maré em rápida mudança na Baía de Tóquio. Eles colocaram dez detectores de múon dentro do túnel de serviço da Tokyo Bay Aqua Line, localizado a cerca de 45 metros (147 pés) abaixo do nível do mar. Eles conseguiram obter imagens do mar acima do túnel com uma resolução espacial de 10 metros (cerca de 33 pés) e uma resolução temporal de 1 metro (3,3 pés), o suficiente para demonstrar a capacidade do sistema de detectar fortes ondas de tempestade ou tsunamis.

A matriz foi testada em setembro do mesmo ano, quando um tufão vindo do sul atingiu o Japão, resultando em uma onda oceânica e um tsunami. Excesso de volume de água ligeiramente aumentado dispersão de múons, e essa diferença está de acordo com outras medidas de inflação oceânica. E no ano passado, a equipe de Tanaka relatou que havia feito exatamente isso Filmado com sucesso Perfil vertical do tornado usando radiografias, mostrando seções transversais do tornado e revelando diferenças de intensidade. Eles descobriram que o núcleo quente tinha uma densidade baixa, em contraste com a parte externa fria e de alta pressão. Em combinação com os sistemas existentes de rastreamento por satélite, as imagens radiográficas podem melhorar as previsões de furacões.

A linha vermelha representa o caminho que ele percorreu
Mais Zoom / A linha vermelha representa o caminho percorrido pelo “navegador”. A linha pontilhada branca mostra a trajetória registrada pelo MuWNS.

2023 Hiroyuki como Tanaka

As iterações anteriores da equipe conectavam o receptor à estação terrestre com um fio, o que limitava muito o movimento. Esta nova versão – o Muometric Wireless Navigation System, ou MuWNS – como o nome sugere, é totalmente sem fio e usa relógios de quartzo altamente precisos para sincronizar as estações terrestres com o receptor. Combinados, estações de referência e relógios síncronos permitem determinar as coordenadas do receptor.

READ  O rastreamento do COVID-19 do Anime NYC fornece uma visão antecipada da transmissibilidade do Omicron Variant - Notícias

Para o teste, as estações terrestres foram colocadas no sexto andar do prédio e o “navegador” carregando o receptor percorreu os corredores do subsolo. As medições resultantes foram usadas para calcular o curso do navegador e confirmar a rota percorrida. Segundo Tanaka, o MuWNS funcionou com uma precisão entre 2 e 25 metros (6,5 a 82 pés), com alcance de até 100 metros (cerca de 328 pés). “Isto é tão bom quanto, se não melhor, do que o posicionamento GPS de ponto único sobre o solo em áreas urbanas”, disse ele. “Mas ainda está longe de ser prático. As pessoas precisam de precisão de um metro, e a chave para isso é a sincronização de tempo.”

Uma solução é incorporar relógios atômicos do tamanho de chips disponíveis comercialmente, que são duas vezes mais precisos que os relógios de quartzo. Mas esses relógios atômicos são muito caros no momento, embora Tanaka espere que o custo caia no futuro, à medida que a tecnologia for mais amplamente integrada aos telefones celulares. O restante da eletrônica usada no MuWNS será minimizada a partir de agora para torná-lo um dispositivo portátil.

DOI: iScience, 2023. 10.1016/j.isci.2023.107000 (sobre DOIs).

O pessoal da Muographix criou este encantador vídeo de ficção científica para explicar os sistemas baseados em múons.

Continue Reading
Click to comment

Leave a Reply

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *

science

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

Published

on

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.

READ  O primeiro planeta da SpaceX se aproxima quando a NASA começa a montar o 'Europa Clipper'

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.

READ  Novo telescópio espacial da NASA "Fringe" após a solução de problemas

“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).

READ  China pousa um veículo em Marte

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.

Continue Reading

science

Uma descoberta de meteorito sem precedentes desafia modelos astrofísicos

Published

on

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.

READ  O rastreamento do COVID-19 do Anime NYC fornece uma visão antecipada da transmissibilidade do Omicron Variant - Notícias

“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

READ  Resolvendo um quebra-cabeça matemático sobre quarks e glúons na matéria nuclear

Continue Reading

science

O CDC afirma que os caçadores não contraíram a doença do “cervo zumbi” por causa da carne de veado

Published

on

O CDC afirma que os caçadores não contraíram a doença do “cervo zumbi” por causa da carne de veado

Continue Reading

Trending

Copyright © 2023