กระจกสลักหยุดรอยร้าวบนราง

กระจกสลักหยุดรอยร้าวบนราง

การเพิ่มเส้นหยักช่วยลดความเปราะบางของวัสดุการแกะสลักเส้นหยักๆ ลงในแก้วอาจทำให้กระจกแข็งขึ้นได้ เทคนิคการแกะสลักแบบใหม่สามารถป้องกันไม่ให้แก้วไวน์ กระจกหน้าต่าง และรากฟันเทียมทางการแพทย์แตกได้ มันอาจทำให้กระจกกันกระสุนแข็งแกร่งขึ้น

กระจกกันกระสุนแบบธรรมดาใช้แซนวิชที่ทำจากแก้ว พลาสติก และกาวยางที่เรียกว่าโพลียูรีเทนเพื่อดูดซับแรงกระแทกจากกระสุนที่พุ่งออกไปอย่างรวดเร็ว Francois Barthelat และเพื่อนร่วมงานที่ McGill University ในมอนทรีออลใช้กลยุทธ์ที่แตกต่างออกไปเพื่อกันกระแทก

นักวิจัยเลเซอร์ตัดลวดลายหยักของรูเล็ก ๆ ลงในสไลด์กล้องจุลทรรศน์แก้วแล้วเติมลวดลายด้วยโพลียูรีเทน เช่นเดียวกับกระดาษฉีกตามแนวที่มีรูพรุน กระจกสลักแตกตามลวดลายเมื่อนักวิจัยเน้นย้ำ

แต่ลวดลายโค้งมนล็อคกระจกไว้ด้วยกันเหมือนชิ้นส่วนจิ๊กซอว์ 

ชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อกันเหล่านี้ดูดซับพลังงาน ดังนั้นรอยแตกที่ปกติแล้วจะรูดทะลุผ่านวัสดุที่เปราะบางจึงหลุดออกมาแทน ทีมรายงานในรายงานของNature Communications 28 มกราคม

ชีววิทยาเป็นแรงบันดาลใจให้นักวิจัยวางตำแหน่งจุดอ่อนอย่างมีกลยุทธ์ซึ่งนำรอยร้าวไปยังพื้นที่ที่ยากต่อการแตกหัก Barthelat กล่าวว่า “เคล็ดลับประเภทนี้ใช้ในกระดูก ฟัน และเปลือกหอย ซึ่งเป็นวัสดุแข็งใดๆ ที่คุณนึกออกในธรรมชาติ”

Cavagna และเพื่อนร่วมงานกล่าวถึงความเฉื่อยในคำอธิบายทางคณิตศาสตร์ของฝูงแกะ พวกเขาสรุปว่ารูปแบบต่างๆ ของนกที่ปรับตัวเข้าหากันเป็นสัญญาณที่ส่งผ่านฝูงสัตว์ที่หันหลังกลับ ต้องรักษารูปแบบเหล่านี้ไว้ทั่วทั้งฝูงเพื่อให้นกบินได้เหนียวแน่นซึ่งอาจเป็นสาเหตุที่ทำให้สัญญาณเปลี่ยนทิศทางเคลื่อนที่ในระยะเวลาที่กำหนดจากนกหนึ่งไปอีกตัวหนึ่ง หากเกิดความคลาดเคลื่อนระหว่างนกเกิดขึ้นที่ใดที่หนึ่งในฝูง การหงิกงอไม่สามารถแก้ไขได้ในนกสองสามตัว ในทางกลับกัน ความคลาดเคลื่อนต้องเดินทางผ่านฝูงแกะทั้งหมด และกลุ่มก็เปลี่ยนทิศทางโดยรวม

สมการที่อธิบายพฤติกรรมนี้ตรงกับคณิตศาสตร์ที่ใช้อธิบายพลวัตของควอนตัมของฮีเลียมซุปเปอร์ฟลูอิด superfluid ทำหน้าที่เหมือนของไหล แต่สามารถไหลได้อย่างอิสระโดยไม่มีความต้านทาน ในสถานะนี้ อนุภาคทั้งหมดจะจัดทิศทางในลักษณะเดียวกัน ราวกับว่าพวกมันเป็นนาฬิกาที่มีเข็มนาฬิกาชี้ไปที่เวลาเดียวกัน ความคล้ายคลึงกันระหว่างวิธีที่นกและอนุภาคควอนตัมปรับทิศทางตัวเองนำไปสู่โครงสร้างทางคณิตศาสตร์ที่เหมือนกันในสองระบบที่แตกต่างกันมาก Cavagna และเพื่อนร่วมงานของเขาเขียน 

ทุกคนไม่มั่นใจ นักฟิสิกส์ John Toner จาก University of Oregon ใน Eugene ให้เหตุผลว่าคำอธิบายทางคณิตศาสตร์แบบใหม่ไม่จำเป็นต้องเข้าใจพฤติกรรมของนก นอกจากนี้ เขายังแนะนำว่าถึงแม้สมการใหม่จะคงอยู่ แต่ก็อาจใช้ไม่ได้กับฝูงนกทั้งหมด โดยเฉพาะอย่างยิ่งกลุ่มที่มีขนาดใหญ่มาก เช่น ฝูงนกฟลามิงโกในแอฟริกาและอินเดีย ซึ่งแต่ละแห่งมีนกหลายแสนตัว

ตัวอย่างเช่น การละเมิดหลักการที่แน่นอนสามารถอธิบายได้โดยใช้คณิตศาสตร์ควอนตัม 

ดังที่Jose Acacio de Barrosจากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐซานฟรานซิสโกและ Gary Oas แห่ง Stanford แสดงในบทความล่าสุดอีกฉบับที่ arXiv.org. ไม่ว่าจะซื้อตั๋วไปฮาวายหรือไม่สามารถดูได้ว่าเป็นการทดลองการรบกวนควอนตัมแบบ double-slit ซึ่งอิเล็กตรอนผ่านหน้าจอที่มีรอยแยกสองช่องและตกลงบนพื้นผิวของเครื่องตรวจจับ หากช่องเจาะช่องใดช่องหนึ่งปิดอยู่ (ซึ่งสัมพันธ์กับการทดสอบผ่านหรือไม่ผ่าน) อิเล็กตรอนจะมีพฤติกรรมเหมือนอนุภาคและตกลงไปที่จุดที่แม่นยำบนหน้าจอ หากช่องเปิดทั้งสองช่องเปิดอยู่ (คุณไม่ทราบผลการทดสอบ) อิเล็กตรอนจะมีพฤติกรรมเหมือนคลื่น ทำให้ไม่สามารถพูดได้ว่าช่องใดที่อิเล็กตรอนไหลผ่านจริง (ซึ่งสัมพันธ์กับการไม่ทราบผลการทดสอบ) คลื่นอิเล็กตรอนไปรบกวนตัวเอง ทำให้ความน่าจะเป็นของตำแหน่งที่จะตกบนจอภาพเปลี่ยนไป การวิเคราะห์ทางกลควอนตัมแสดงให้เห็นว่าความน่าจะเป็นของควอนตัมเหล่านั้นละเมิดการคาดคะเนของหลักการที่แน่นอน เช่นเดียวกับที่นักศึกษาจิตวิทยาทำ

มีการวิเคราะห์วิธีปฏิบัติในการตัดสินใจที่ไม่สมเหตุผลอื่นๆ และการตัดสินความน่าจะเป็นที่ไม่ดีโดยใช้แง่มุมต่างๆ ของคณิตศาสตร์ควอนตัม “แบบจำลองควอนตัมของการตัดสินและการตัดสินใจทำให้เกิดความก้าวหน้าที่น่าประทับใจในการจัดระเบียบและการบัญชีสำหรับข้อค้นพบที่ทำให้งงมากมายโดยใช้หลักการร่วมกัน” Busemeyer และเพื่อนร่วมงานเขียน

ล่าสุด การวิเคราะห์ควอนตัมถูกนำมาใช้เพื่ออธิบายปริศนาว่าเหตุใดการสำรวจความคิดเห็นของประชาชนจึงได้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกัน เมื่อถามคำถามเดียวกันในลำดับที่ต่างกัน ตัวอย่างเช่น สมมติว่าคุณถามว่า Shoeless Joe Jackson ควรอยู่ในBaseball Hall of Fameหรือไม่ แล้วคุณก็ถามพีทโรสเหมือนกัน หากคุณเปลี่ยนลำดับโดยถามเกี่ยวกับโรสก่อนแล้วจึงค่อยแจ็คสัน คุณจะได้สัดส่วนใช่/ไม่ใช่ที่แตกต่างกัน (แจ็คสันได้รับคะแนนโหวตว่า “ใช่” มากกว่าถ้าคุณถามเกี่ยวกับเขาก่อน) นักจิตวิทยากล่าวถึงปรากฏการณ์นี้ว่าเป็น “ผลกระทบจากบริบท”

ความน่าจะเป็นของ ควอนตัมสามารถอธิบายความขัดแย้งนี้ได้ ขณะที่Zheng Wangและ Tyler Solloway จาก Ohio State University ร่วมมือกับ Busemeyer และRichard Shiffrinจาก Indiana รายงานออนไลน์ในวันที่ 16 มิถุนายนในProceedings of the National Academy of Sciences