Citas del sábado: escuchar los sueños de los pájaros, conseguir qubits, imaginar billares imposibles

Es sábado, lo que significa que en un universo donde la flecha del tiempo retrocede, la gente tiene que ir a trabajar mañana. En tal universo hipotético, Garfield odia los viernes, algo difícil de imaginar. Esta semana, analizamos varios cientos de avances científicos innovadores, cuatro de los cuales he destacado aquí, incluido un nuevo estudio de geoingeniería, un avance en infosec cuántica y escuchar los melodiosos sueños de las aves.

Las nubes se congelan

Durante el eclipse solar del lunes, mientras la luz en Brooklyn se hacía más tenue y la temperatura bajaba notablemente ocho grados, se me ocurrió: bloquear el sol es una excelente manera de enfriar la atmósfera (tengo un título asociado de una universidad acreditada ). Resulta que los investigadores han estado considerando durante décadas enfoques de geoingeniería con interés (y a menudo con puro terror).

Ahora, investigadores de la Universidad de Birmingham que modelan el brillo de las nubes marinas han determinado que funciona principalmente aumentando la cantidad de cobertura de nubes, lo que representa hasta el 90% de su efecto de enfriamiento. Los modelos anteriores se centraban principalmente en el efecto de la inyección de aerosol para aumentar el brillo de las nubes y reflejar la luz del sol justo en el lugar de donde venía. La idea es rociar pequeñas partículas reflectantes en la atmósfera, que se mezclan con las nubes y aumentan su brillo; Se están realizando experimentos en Australia mientras los investigadores oceánicos buscan reducir el blanqueamiento de la Gran Barrera de Coral.

En el estudio actual, los investigadores estudiaron la inyección natural de aerosoles de la erupción del Kilauea en Hawai utilizando modelos de aprendizaje automático, datos satelitales y datos meteorológicos históricos. Durante los períodos de actividad volcánica, estiman que la nubosidad aumentó hasta un 50% y produjo un efecto de enfriamiento de hasta -10 W m^-2 regionalmente.

Invención actualizada

Investigadores de la Universidad de Buenos Aires aprovecharon sus 20 años de investigación sobre la activación muscular aviar para transformar los datos neuronales de un pájaro inconsciente que sueña con una confrontación territorial en cantos sintéticos de pájaros. Mientras duermen, las aves exhiben patrones de actividad en sus músculos que corresponden a comportamientos conocidos, incluidas señales a la musculatura relacionadas con la vocalización.

De manera similar, los humanos y otros animales exhiben activaciones musculares durante los sueños que son análogas a las actividades de vigilia. El pájaro, un papamoscas llamado gran kiskadee (llamado así por su canto característico), fue elegido por sus mecanismos físicos de canto bien estudiados. Mientras el ave dormía, los investigadores observaron que levantaba su cresta de plumas en un gesto asociado al comportamiento territorial; Utilizando un modelo dinámico del aparato vocal suboscino, los investigadores transformaron los datos derivados de la actividad de los músculos jeringales del ave en el llamado territorial distintivo del gran kiskadee.

«Sentí una gran empatía al imaginar a ese pájaro solitario recreando una disputa territorial en su sueño. Tenemos más en común con otras especies de lo que normalmente reconocemos», dice el autor del estudio Gabriel Mindlin.

billar imaginario

Los investigadores llevan mucho tiempo utilizando un juego de billar idealizado como modelo para los fenómenos matemáticos y físicos. Suponiendo, por ejemplo, una mesa de billar perfecta y una bola blanca perfectamente esférica con cero fricción, la bola rebotará para siempre en las paredes de la mesa.

Las preguntas que exploran los teóricos incluyen cosas como: «¿La pelota regresa alguna vez a su punto de partida?» «¿La pelota alguna vez visita todos los puntos de la mesa?» ¿Y qué pasa si varías su punto de partida o el ángulo del disparo inicial?

Estas preguntas son aplicables en muchos contextos matemáticos, incluidas las exploraciones del caos. Ahora, un grupo de investigadores de la Universidad de Amsterdam ha modificado este experimento mental con una nueva restricción: ¿Qué pasaría si a la pelota se le impidiera cruzar su propia trayectoria? El resultado es que el tamaño de la mesa se vuelve cada vez más pequeño. La nueva restricción revela que la bola eventualmente queda atrapada en la mesa por su propio camino, y que es más probable que quede atrapada en algunas partes de la mesa que en otras.

Esto es interesante para los biólogos, porque muchas especies siguen sus propios caminos mientras buscan alimento, por ejemplo, para evitar áreas previamente exploradas. Los investigadores señalan que los mohos unicelulares utilizan estos caminos para evitarlos. «Los resultados nos ayudarían a comprender mejor estos sistemas biológicos y tal vez incluso incorporar las lecciones que aprendemos para optimizar esta forma de billar con memoria para su uso en robots», dice el coautor Mazi Jalaal.

cuantos hechizados

Los físicos de la Universidad de Oxford saben que actualmente no tienes una computadora cuántica en tu casa, pero si la tuvieras, creen que probablemente querrías subir fotos y todo eso a la nube. Quiero decir, la computación cuántica tiene por delante algunos desafíos enormes, como encontrar un qubit que se mantenga coherente a temperaturas superiores al cero absoluto, solo para empezar. Pero hipotéticamente, si lo hicieran y fuera posible producir en masa electrodomésticos con hardware de computación cuántica, usted querría que su conexión a la nube fuera segura.

Los investigadores describen la «computación cuántica ciega», un avance en redes cuánticas seguras que utilizan iones atrapados y fotones individuales. En el laboratorio, conectaron un servidor de computación cuántica con un detector de fotones a través de un enlace de red de fibra. Con su sistema, es posible acceder a sistemas cuánticos remotos, procesar información confidencial utilizando algoritmos secretos y verificar que los resultados sean correctos sin revelar información secreta.

Los cálculos incurren en correcciones que deben aplicarse a todos los cálculos siguientes, lo que requiere información en tiempo real para cumplir con el algoritmo. Imaginan un dispositivo que se conectaría a una computadora portátil para proteger los datos mientras se utilizan servicios de nube cuántica.

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