Forskningsbloggen

CCS (Carbon capture and storage) är en teknologi på allas läppar nuförtiden. Kortfattat går det ut på att avskilja koldioxid från en industriell fossilbränsleeldad förbränningsprocess och gömma undan den någonstans där den inte bidrar till ytterligare antropogen växthuseffekt. Lämpliga lagringsplatser kan exempelvis vara djup porös berggrund där man tidigare har pumpat upp olja och naturgas. Tekniken har identifierats av den internationella klimatpanelen IPCC som ett potentiellt viktigt bidrag för att minska den globala uppvärmningen.

Ett pilotprojekt ska nu genomföras i Hurum i Norge där ca 200 ton koldioxid ska pumpas ner i berggrunden. Mängden är givetvis helt försumbar klimatmässigt, men tekniken är fortfarande på forskningsstadiet. Projektet genomförs under Eureka-klustret Eurogia+ med det norska forskningsinstitutet Sintef som ledare.

Matematikern Simon Blackburn på Royal Holloway University of London har funderat på hur mycket utrymme som egentligen behövs när man fickparkerar. Om man  tillåter endast en backningsomgång med fullt rattutslag åt höger (och alltså förbjuder rörelser fram och tillbaka) reduceras problemet till en enkel geometrisk betraktelse där det minsta utrymmet bestäms av bilens geometri, dess svängradie och bredden på framförvarande fordon. Inga konstigheter egentligen. Det märkliga är att ingen tycks ha analyserat detta tidigare. Ny Teknik har rapporterat om Blackburns uppsats och länkar till den.

Parkeringsgeometri. Källa: S. R. Blackburn (2009)

Vad som skulle vara intressantare att se är en analys av en faktisk ”parkeringsalgoritm” där man tillåter upprepade omtag och nya spår. Hur stort utrymme behöver man då för att komma in i fickan med ett rimligt antal manövrer? (Som någon av kommentarerna hos Ny Teknik konstaterar räcker det i princip att fickan är infinitesimalt längre än bilen för att man teoretiskt ska kunna komma in – men det kan ta oändligt lång tid).

I december rapporterade Nature att forskare hittat ett mönster i hur gerillakrig utkämpas som tycks vara universellt. Man fann bland annat ett exponentiellt samband mellan omfattningen hos en gerillaattack (räknat i antalet offer) och frekvensen hos attacker av samma omfattning. Det här sambandet har man bekräftat vid analyser av 54 000 händelser under nio stora krig, bland annat kriget i Irak 2003 – 2008.

Man har gått vidare och utvecklat en matematisk modell som bygger på hypotesen att gerillagrupper bildas och splittras baserat på den aktuella hotbilden, och att de genomför sina militära handlingar för att maximera sin mediaexponering.

Det är nog för tidigt, dock, att hoppas på att man kan förutsäga händelseförloppen i krigen. Och det tycks finnas delade meningar bland världens konfliktforskare om resultaten här. Men vissa mönster tycks finnas där, och det är alltid intressant.

Science News rapporterar att man för första gången lyckats påvisa mörk materia – kanske. Mörk materia är någonting som inte syns men som man teoretiskt slutit sig till måste finnas och som dessutom utgör omkring 80 % av all massa i universum. Detta grundar man på att den synliga materian inte ”räcker till” för att förklara observationer av hur galaxer roterar och rör sig. Man tror att den mörka materian utgörs av MACHOs, som är storskaliga astrofysiska objekt som är för ljussvaga för att synas, och WIMPs, som är en exotisk och hittills obekräftad elementarpartikel som huvudsakligen växelverkar genom sin massa.

WIMP-detektor (från Science News)

Nu har experimentet Cryogenic Dark Matter Search rapporterat att man hittat spår av något som kan vara WIMP-partiklar. Med hjälp av speciella detektorer av germanium, nedkylda till nära 0 K och nedgrävda till 800 m djup, hoppas man kunna registrera vibrationer av WIMP:ar som passerar genom jorden. Nu har man fått mätresultat som kan vara positiva, men det är inte helt bekräftat ännu. Det finns en möjlighet att de uppmätta vibrationerna har orsakats av radioaktivt sönderfall i berget omkring detektorerna.

Miljardären Sir Richard Branson och hans rymdturistföretag Virgin Galactic har nu avtäckt den andra generationens kommersiella rymdfarkost, rapporterar bland andra BBC.

SpaceShipTwo är ett raketplan med fällbara vingar som lyfts upp i luften med bärplanet WhiteKnightTwo och därefter stiger till 110 kilometers höjd innan det glidflyger ner till marken igen. Resorna ska utgå ifrån en specialbyggd flygplats i i New Mexico, USA. Det finns plats för två besättningsmän och sex passagerare. En tripp tar omkring två timmar, inklusive sex minuters tyngdlöshet och biljetten kostar ungefär 1,4 miljoner kronor – tur och retur. Planet ska nu testas under ca 18 månader innan man kan starta den kommersiella verksamheten. Därefter räknar Virgin Galactic med att forsla ett tusental människor upp i rymden det första året, och därmed tredubbla antalet astronauter i världshistorien.

Om man analyserar förekomsten av ord i ett språk, så finner man att det näst vanligaste ordet används ungefär hälften så ofta som det vanligaste, det därpå vanligaste förekommer med en tredjedels frekvens, och så vidare. Detta samband upptäcktes inom lingvistiken på 1930-talet och har kommit att kallas för Zipfs lag, efter lingvisten George Kingsley Zipf. Lagen tycks gälla för alla naturliga språk, och man har dessutom visat att den gäller även för stora textmassor där orden slumpats fram.

Zipfs lag säger att den relativa frekvensen hos ett ord är omvänt proportionell mot ordets rangordning. Mera generellt talar man också om högre ordningars samband med en högre exponent på rangordningen.

Nu rapporterar Physical Review Letters att man har hittat Zipfs lag i schack. Om man analyserar frekvens av spelöppningar och rangordnar dem efter popularitet visar det sig att de följer Zipfs lag med exponenten 2.

Ny Teknik tipsar om Galaxy Zoo – en chans för den astronomiintresserade gemene man att hjälpa till med praktiskt arbete. Galaxy Zoo är en avknoppning av the Sloan Digital Sky Survey, som under åtta år genomförde en systematisk automatiserad fotografering i flera frekvensband av omkring en miljon galaxer. Alla dessa avbildade objekt är en stor källa till forskningsmaterial om hur galaxer utvecklas, lever och dör. Men först måste de klassificeras så att man kan göra statistik av dataunderlaget och detta kan man hjälpa till med som lekman på Galaxy Zoo. Man får helt enkelt titta på bilder av galaxer och svara på en del enkla frågor av typen ”Är den spiralformad eller eliptisk?”, ”är den helt rund eller linsformad?”.

Det här är inte första gången som astronomer tar hjälp av allmänheten. SETI@Home är ett annat projekt som tar hjälp av frivilligas datorkraft. Genom att installera en speciell skärmsläckare på sin internetanslutna dator kan man låna ut en del av sin processorkraft till att analysera radiobrus från avlägsna stjärnor. Syftet med det projektet är att leta efter mönster i signalerna som kan tyda på intelligent liv i rymden.

Large Hadron Collider (LHC) vid CERN i Schweiz ska nu återstartas efter 14 månaders reparationer, rapporterar bland andra BBC och Dagens Nyheter.

LHC vid Cern (från cern.ch)

Den gigantiska protonstråleacceleratorn gick sönder under stort buller och bång vid de första provkörningarna hösten 2008. Men nu har man alltså fått ordning på hårdvaran igen och man räknar med att börja producera experimentella resultat i liten skala redan under hösten. De riktigt höga energinivåerna, som bland annat krävs för att bekräfta Higgsbosonens existens, får vänta till nästa år.

Läs mer om LHC på forskningsbloggen här.

Mandelbrotmängden är namngiven efter matematikern Benoît Mandelbrot. Den dök upp 1980 och ligger bakom mycket av det stora intresse för fraktaler och kaosteori som blommade upp på 1980- och 1990-talen. Mängden är en matematisk konstruktion som utgår från en rekursiv talserie där varje tal är kvadraten av det föregående talet plus en konstant. Om man applicerar den här funktionen på komplexa tal, visar det sig att för vissa värden på konstanten så rusar talserien mot oändliga värden, men för andra värden så är den begränsad även då antalet iterationer går mot oändligheten. Det intressanta är skiljelinjen mellan dessa två regioner i det komplexa talplanet. Den har ett oändligt djup, och är fraktal såtillvida att den är sönderbruten oavsett hur långt in man zoomar. Den är dock inte självrekursiv, vilket brukar ”krävas” av fraktaler, men det gör den bara ännu mer visuellt intressant.

Mandelbrotmängd

Det är okänt om det finns några flerdimensionella motsvarigheter till den plana Mandelbrotmängden. Ny Teknik tipsar nu om den senaste utvecklingen. Den brittiske hobbymatematikern Daniel White har utvecklat en algoritm baserad på hyperkomplexa tal som ger liknande resultat fast i tre dimensioner, som han kallar Mandelbulb. White producerar fantastiskt vackra bilder som han visar på sin webbplats. Han tror dock inte själv att hans fraktaler är ”äkta” såtillvida att de har en oändlig upplösning på samma sätt som det tvådimensionella originalet.

Mandelbulb

Bilister i en storstad borde kanske inte få bestämma själv vilka vägar de ska välja. Detta har visats av forskare från USA och Korea (se Physical Review Letters). De har använt sig av spelteori för att göra modeller av trafikflödena i Boston, New York och London, där kostnadsparametern har varit den sammanlagda restiden för samtliga resenärer. Det visar sig, när individuella resenärer inriktar sig på att minimera sin egen personliga restid (vilket man tenderar att göra i sådana situationer), att man hamnar i en så kallad Nash-jämvikt, som är en situation där ett socialt spel är ”låst” i ett icke-optimalt läge på grund av att ingen deltagare kan förbättra sin egen situation genom egna handlingar.

Spelteoretisk modell av Londons trafikleder. Genom att stänga av de streckade lederna skulle effektiviteten i systemet öka. Från Physical Review Letters.

I de studerade fallen ligger Nash-jämvikten väldigt långt från det socialt optimala läget, dvs den totala restiden skulle kunna förkortas avsevärt om resenärernas vägval kunde styras av någon med överblick över hela situationen. En sådan styrning är svår att implementera; man kan försöka exempelvis med vägtullar men erfarenhetsmässigt fungerar det inte särskilt bra. Något som däremot är lätt att implementera och som fungerar förvånansvärt bra är att stänga vissa trafikleder. Genom detta tvingar man resenärer att välja socialt mer optimala vägar. Detta är en konkret illustration av Braess’s paradox, och går stick i stäv med den traditionella strategin att bygga bort trafikproblem.