完璧なハンバーガーの物理学から、シンクロトロンに触発されたボード ゲームまで、物理学は今年、かなり風変わりな話がありました。 順不同でベスト10を選んでみました。
ダイヤモンド：ゲーム
シンクロトロンと一部のボード ゲームには、少なくとも XNUMX つの共通点があります。 英国のダイヤモンド光源シンクロトロンのマーク・バシャムとクレア・マレー、ケンブリッジ大学のマシュー・ダンスタン 類似点を見て、「ダイヤモンド：ゲーム」を作成しました. 10 歳以上のすべての人に適したこのゲームは、完了するのに 200 分もかからず、プレイヤーはダイアモンドの研究者の役割を果たします。 参加者は、ボードを一周しながらさまざまなビームラインを訪問することで、物理学、化学、文化遺産など、施設で行われている科学の多様性について学びます。 このゲームは 2020 人以上の学生によってテストされ、14,000 年に無料で印刷できるゲームとしてオンラインでリリースされました。それ以来、Diamond は世界 30 か国以上で 2 人以上のプレイヤーにプレイされてきました。 午前XNUMX時にビームラインで立ち往生することがより耐えられるかどうかは疑問の余地があります.
犬小屋で
オークションハウス クリスティーズは、XNUMX 月下旬に希少で珍しい隕石の年次セールを開催しました。. 66 個のロットには、15 g のウィンチカム隕石の破片が含まれていました。この隕石は、2021 年にコッツウォルズの町の上空で見られた後、英国で最も切望された岩石になりました。 30,240 ドルで販売され、1.7 g の小さな破片は 12,600 ドルで落札されました。 ハンマーの下の別のアイテムは、2019 年 18 月にコスタリカのアグアス ザルカスにある犬小屋の酸化したブリキの屋根に 70 cm の穴を開けた隕石でした。 その居住者であるロッキーという名前のジャーマンシェパードは、無傷で生き残りました。 40,000% が「融合地殻」で覆われている犬小屋に衝突する隕石のガイド価格は 60,000 ～ 21,240 ドルでしたが、最終的には 4 ポンドという期待外れの価格になりました。 しかし、それは最も珍しいアイテムではありませんでした。 「ロット300,000」は犬小屋そのもので、オレンジ色の犬用ボウルと一緒に人工芝の上に置かれました. ロットの目安価格は 44,100 万ドルで、わずか XNUMX ドルでしたが、Roky がすてきな新しい家を買うにはおそらく十分です。
恋のチャンスはここにある
2020 年後半、物理学者のスティーブン ウッディングは、地球が円盤ではなく球体であることを「地球平面説」に説得するためのオンライン リソースを作成しました。 ウッディングは今年、同じようにトリッキーなこと、つまり愛のチャンスを見つけることについての新しいプロジェクトで戻ってきました. バレンタインデー直前に発売された、 愛の電卓のためのドレイク方程式 これは、有名なドレイクの方程式を応用したもので、銀河系内で通信できるエイリアン文明の数を推定します。 データサイエンティストのRijk de Wetの助けを借りて作成された愛の計算機は、ユーザーに場所、社会的スキル、魅力、潜在的なパートナーの年齢層、大学教育を受けているかどうかを入力するように求めます. 出力は、地球から 1000 光年以内に存在するエイリアン文明の可能性と比較されます。 ウッディングは言った 物理学の世界 愛を見つける彼自身の確率は、エイリアンの生命の可能性よりも2.1倍高い. 彼はおそらく少しうるさいですか？
ジュラ紀のレース
ジャマイカのスプリンター ウサイン ボルトは、400 m のスプリントで 100 kg の恐竜を倒すことができたでしょうか? おそらくこれまで疑問に思ったことはないでしょうが、オハイオ州のトレド大学の物理学者であるスコット・リーは、 彼の生徒が解決するのに良い問題だと思った. 公平なレースにするために、リーは獣脚類の恐竜を選びました ディロフォサウルスウェザリリ これは、ボルトが 10 年にベルリンで開催された世界陸上競技選手権大会の 9.58 m スプリントで打ち立てた 100 秒の世界記録をわずかに上回っているためです。 学生たちは、2009D キネマティクスと数値技術の概念を使用して、開始時のボルトの加速がディロフォサウルスをほこりの中に残し、伝説のスプリンターが 1 秒の余裕を持ってレースに勝つことを発見しました。 ディロフォサウルスには非常に鋭い爪があり、祈ると毒を吐き出す能力があったことを考えると (DNA 泥棒のデニス・ネドリーが映画で発見したように) Jurassic Park）、私たちは、ボルトが、どの仮想レースでも、自分の記録を打ち破る十分な動機を持っていると想像しています.
もつれた物語
絶対零度近くまで冷やしても生きていけると想像してみてください。 それはクマムシと呼ばれる小さな生物ができることですが、これらのかわいい見た目の「ミズナギドリ」には、別の低温トリックが用意されているのでしょうか? 調べるには、 物理学者の国際チームは、クマムシを 10 mK 未満に冷却しました そして、それ自体が超伝導トランスモンキュービットの一部であるコンデンサーの誘電体として使用しました。 その後、研究チームは、クマムシをウォームアップし、クリプトバイオシスと呼ばれる生命の潜在状態から引き出す前に、キュービット (クマムシとすべて) を別の超伝導キュービットと絡ませました。 しかし、一部の物理学者はまだ納得していません。 「これは意味のある意味でのもつれではありません」とライス大学の物理学者ダグラス・ナテルソンは述べています。 彼のブログで指摘された. 研究者が量子エンタングルメントを達成したかどうかにかかわらず、クマムシは 420 mK 未満の温度と 10 × 6 の圧力で 10 時間過ごし、複雑な生命体が生き残ることができる極端な条件の記録を確実に打ち立てました。-6 mbar。
蓋をしておく
お気に入りのボードゲーム ボックスのふたを閉じるには、ベースをスライドして閉じるため、しばらく時間がかかる場合があります。 このいわゆる「はめ込み式」段ボール箱 (蓋が土台とほとんど重ならない) は、ボード ゲームや履物から携帯電話に至るまで、さまざまな物を保管または発送するために一般的に使用されています。 そのような箱は安価に作ることができ、経済的および環境的側面は十分に研究されていますが、物理学は決して研究されていません. 償いをするために、ワーヘニンゲン大学の Jolet de Ruiter と同僚 スライディングボックスの蓋の流体力学を調査するために、市販のボックスと3Dプリントモデルで実験を実施しました. 研究者は、低レイノルズ数の流体の流れを使用して、蓋とベースの間のギャップ内の空気の薄膜の流れに関する理論を導き出しました。 次に、これを実験と比較して、ボックスの蓋を閉じる最も速い方法は、従来のまっすぐな蓋ベースの構成に基づくのではなく、蓋が垂直ベースに対してわずか数度の角度を持つことを発見しました. このデザインが棚に並ぶことがあれば、既成概念にとらわれずに考えてくれた研究者に感謝できます。
ひねりましょう
オレオを食べるとき、どうしても XNUMX 枚のビスケットをひねって中身をなめてしまう人がいます。 これは、すべてではないにしても、ほとんどのフィリングがいずれかのビスケットにくっついてしまうためです。 マサチューセッツ工科大学の博士課程の学生である Crystal Owens は、その不思議な分離がどのように発生するかという物理学に取り組みました。 彼女と彼女の同僚は、XNUMX つのビスケットをつかみ、XNUMX つに分離するまでクッキーにねじれを与えるレオメーターである「エロメーター」を作成しました。 彼らはそれを確認しました フィリングは常に XNUMX つのビスケットで終わります。これは、効果がオレオのねじれ方に正確に依存しないことを示唆しています。 フィリングの量も分離プロセスには影響しませんが、違いを生むのは撚り速度であり、ゆっくりとした撚りはきれいな破断に適しています. 残念ながら、この研究では、フィリングが常に片面に偏ってしまう理由は説明されていませんが、オレオの製造方法に関連している可能性があるとオーエンズ氏は考えています。 ええ、でもカスタードクリームはどうですか？
Fizzは超音速になる
良質のシャンパンのボトルを開けることは、人生の大きな喜びの XNUMX つであり、多くの物理学を必要とするプロセスでもあります。 ランス・シャンパーニュ・アルデンヌ大学のジェラール・リジェ・ベレールとその同僚たち 研究 栓抜きのプロセス、特にボトルが開けられてから数ミリ秒で何が起こるかを詳しく説明します。 2019年、このグループによる研究では、コルクが弾ける際に流体内に衝撃波が形成されることが初めて示されました。 その作業に基づいて、チームは、一連の垂直および斜めの衝撃波が結合して「ショック ダイヤモンド」を形成することを発見しました。これは、ロケットの排気プルームに通常見られるリングのパターンです。 これにより、ガス混合物が超音速でボトルから漏れ出します。 Liger-Belair 氏は、「私たちの論文は、発泡酒の栓を抜くたびに、鼻のすぐ下に隠れている予想外の美しい流れのパターンを解き明かします」と述べています。 「私たちの誰もが経験するこのような共通の状況の背後に隠された複雑で美的な現象を誰が想像できたでしょうか?」 それにグラスを上げます。
完璧なハンバーガーの物理学
ハンバーガーやステーキを焼く最も効果的な方法は? 一部のシェフは、ひっくり返すのは一度だけにすべきだと考えています。何度もひっくり返すと焦げ目がつきにくくなり、風味が損なわれるからです。 しかし、他の人は、肉の各表面が比較的均等に熱にさらされ、冷却する時間が短いことを考えると、定期的にひっくり返すとより均一に調理され、約30％速くなると主張しています. 米国ウィスコンシン大学出身の数学者 Jean-Luc Thiffeault 「シンプルな」モデルを作成 ひっくり返した肉のこの迅速な調理時間を実証するために。 ハンバーガーが無限の薄いスラブであり、対称的な熱特性 (上部と下部で同じ) を持っていると仮定すると、彼は 1D 熱方程式を使用して、パティを 80 回ひっくり返すと、最終的な調理時間は約 20 秒になることを発見しました。 20 回ひっくり返すと、調理時間が 63% 短縮されます。 Thiffeault のモデルを数学的に極端にすると、ハンバーガーを XNUMX 秒で調理できます。 これは、最も経験豊富なグリル職人でさえ難しいものです。
羊に従って、私に従ってください
ムクドリの鳴き声、微生物の動き、交通量の多い高速道路での交通の停止と開始には、どのような共通点がありますか? これらはすべて、物理学者によって研究された集団運動の例です。そして、羊の群れをリストに追加できるようになりました。 フランスのニースにあるコートダジュール大学の Fernando Peruani は、 羊の群れの動きを推進する際に「リーダー」と「フォロワー」が果たす役割を調べる研究を主導しました. 彼のチームは、群れの観察と数学的モデルを組み合わせて、羊の集合的な動きが、先頭の動物の動きと群れの他の動物の反応の両方によって支配されていることを示しました。 Peruani と彼のギャングはまた、個々の羊が一見無作為にリーダーとフォロワーを交互に繰り返すことも発見しました。 チームは、羊の集団行動は、群れ内の階層的プロセスと民主的プロセスの両方によって支配されていると結論付けています。 あなたは最初にそれをここに集めます。
来年は、物理学の世界から風変わりな話がかなりの部分を占めることになると確信できます。 また来年お会いしましょう！
