Es ist der letzte Tag im August, was bedeutet, dass es auf der Nordhalbkugel morgen 10 Grad und bewölkt sein wird; südlich des Äquators wird heißes und feuchtes Wetter erwartet. In den Wissenschaftsnachrichten dieser Woche berichteten wir über Nanoplastik-Kontamination, Raumzeit-Verschiebung, Maisschweiß und eine KI-Technik zum zerstörungsfreien Lesen alter Papyrusrollen. Treffen Sie Ihre Wahl:
Schadstoffe geben Anlass zur Sorge
Wie viel Nanoplastik schlucken Sie? Wahrscheinlich eine ganze Menge – Nanoplastik ist in Trinkwasser, Nahrungsmitteln und der Luft enthalten, und niemand von uns kann einfach aufhören zu essen, zu trinken und zu atmen, mit Ausnahme der bekannten übermenschlichen Simone Biles. Das Verhältnis von Plastik zu menschlichem Zellgehalt wird weiter ansteigen, bis wir alle im Grunde wandelnde Plastikgolems sind, die nur noch von einem Zauberer entlebt werden können.
Forscher an der University of British Columbia waren krankhaft neugierig auf die (wahrscheinlich) unzähligen Mikroplastikablagerungen in menschlichen Zellen und entwickelten ein tragbares Gerät zur Messung von Nanoplastik, das aus Quellen wie Einwegbechern und Wasserflaschen freigesetzt wird. Es besteht aus einem drahtlosen digitalen Mikroskop, einem grünen LED-Licht und einem Anregungsfilter und verwendet Fluoreszenzmarkierungen, um Plastikpartikel von 50 Nanometern bis 10 Mikrometern zu erkennen. Es verbindet sich drahtlos mit einer Smartphone-App, um die Anzahl der Nanoplastikpartikel in einer Wasserprobe anzuzeigen.
Bei einem Test gossen sie kochendes Wasser in einen Styroporbecher, ließen ihn 30 Minuten abkühlen und entdeckten Hunderte Millionen Nanoplastikpartikel. Die gesundheitlichen Auswirkungen von Nanoplastik sind noch immer nicht gut erforscht, dürften aber nach Ansicht der Wissenschaftler schwerwiegend sein.
Raumzeit verformbar
Frame Dragging ist das Phänomen, bei dem ein schnell rotierendes Schwarzes Loch die Raumzeit in Rotationsrichtung um sich selbst dreht, wie der Rock einer prächtigen Tänzerin. Wissenschaftler des Beijing Computational Research Center berichteten kürzlich über eine Technik, mit der ermittelt werden kann, wie schnell Frame Dragging um ein rotierendes, massives Gravitationsobjekt wie ein Schwarzes Loch oder einen Neutronenstern auftritt. Um es klar zu sagen: Alle rotierenden Gravitationsobjekte, einschließlich der Erde, ziehen die Raumzeit um sich herum, aber der Effekt ist zu klein, um ihn zu messen. Bei massiven Objekten ist der Effekt deutlicher.
Die Forscher in Peking untersuchten das Phänomen, dass Atome bei schwacher Gravitation von einem niedrigeren auf ein höheres Energieniveau springen. Dies kann zum Beispiel dadurch verursacht werden, dass ein Elektron ein Photon oder ein Atomkern einen Gammastrahl absorbiert. Dabei kamen sie auf die Idee, dass die Stärke der Anregung von der Geschwindigkeit abhängt, mit der sich die lokale Raumzeit dreht. Durch die Messung der Änderungen in einer Reihe von Anregungen ließe sich daher die Geschwindigkeit des Frame Dragging bestimmen.
Nachdem sie festgestellt hatten, dass ein Atom in der Nähe eines rotierenden schwarzen Lochs angeregt würde, stellten sie mathematisch fest, dass die Anregungsenergien für Atome, die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und in unterschiedlichen Entfernungen vom massereichen Objekt rotieren, alle zwischen Null und einer Obergrenze für alle Werte der Frame-Dragging-Rotationsfrequenz lagen. Die Obergrenze ist messbar und kann zur Messung der Frame-Dragging-Rate verwendet werden.
Mais verschwitzt
Hier in den USA haben wir eine Maismonokultur. Wir verwenden Mais für die Herstellung von Süßstoffen und Bier bis hin zu Biokraftstoff, und die Nachfrage nach Mais wächst immer noch, insbesondere in der Energiebranche. Ein den Bewohnern von Maisanbaugebieten bekanntes Phänomen ist der „Maisschweiß“ – der Anstieg der Luftfeuchtigkeit im Sommer, der dadurch entsteht, dass sich Maispflanzen in einem Prozess namens Evapotranspiration selbst abkühlen: Bei großer Hitze ziehen Maispflanzen Wasser aus dem Boden, verwenden es für normale, biologische Prozesse, die Mais produzieren, und geben es dann als Dampf an die Luft ab, was die Pflanze abkühlt.
Früher geschah dies in den Hundstagen im August, aber laut dem US-Landwirtschaftsministerium und den Einwohnern Nebraskas, die schon vor Mittag ihre Hemden mit Grubenflecken befleckt haben, schwitzt der Mais schon viel früher im Sommer stärker. Experten zufolge ist dieses Phänomen definitiv auf den Klimawandel zurückzuführen, und Forscher untersuchen es, um festzustellen, wie sich der Klimawandel in Zukunft auf die Evapotranspiration und ihre nachgelagerten Auswirkungen auswirken wird.
Buch gelesen
Im Jahr 79 n. Chr. brach der Vesuv aus und begrub die Stadt Herculanium unter einer riesigen Ascheschicht. Im 18. Jahrhundert gruben Forscher eine luxuriöse römische Villa aus, in der Gemälde, Büsten und Statuen sowie die einzige erhaltene Bibliothek der Antike mit 1.000 Papyrusrollen aufbewahrt wurden. Im Laufe der Jahre führten Versuche, die Rollen mechanisch aufzurollen, dazu, dass sie wie vorhersehbar zerstört wurden.
Kürzlich hat sich ein Unternehmer aus dem Silicon Valley mit dem Informatiker Brent Seales zusammengetan, um einen Forschungswettbewerb ins Leben zu rufen, bei dem es darum geht, den Text der Schriftrollen mithilfe von Bildgebungsverfahren und künstlicher Intelligenz zerstörungsfrei zu lesen. Seit 2023 haben sich über 1.000 Teams an dem Wettbewerb beteiligt. Im Februar 2024 wurde der Preis an die ersten Gewinner verliehen, die ein KI-Modell entwickelt hatten, das Teile von 15 Spalten aus dem innersten Teil einer der Schriftrollen enthüllte – es handelt sich um einen Text über Ethik, wahrscheinlich von Philodemus.
Das Team scannte die verkohlte Schriftrolle in einem Teilchenbeschleuniger mit hoher Auflösung. Die physikalische Struktur der Schriftrolle wurde analysiert und virtuell abgeflacht. Dann trainierte das Team sein KI-Tintenerkennungsmodell anhand von Mustern im Papyrus selbst und visualisierte die Schrift auf den Schriftrollen. Die Organisatoren der Vesuvius Challenge sind überzeugt, dass die verbleibenden Schriftrollen mit einer verfeinerten Version dieses Ansatzes analysiert werden können, sobald sie eine Reihe technischer Herausforderungen überwunden haben.
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