Hogyan építsünk hópelyhet?
2008. január 22. 16:20, kedd
Két matematikus első alkalommal készített egy valósághű háromdimenziós hópelyheket előállító számítógépes szimulációt - ami a fizikusok szerint nem is működhetne.

Hirdetés

"Meglepően keveset tudunk a jégkristályok kialakulásáról" - nyilatkozott Ken Libbrech, a Caltech fizikusa, akit a hókristály fizikájának vezető szakértőjeként tartanak számon. A terület nem hangzik különösebben jelentősnek, azonban ha sikerülne megfejteniük a folyamatot, az sok új adattal járulna hozzá a természet "önmagukat összerakó" komplex szerkezeteiről szerzett ismereteinkhez. Ez az a trükk, amit az utóbbi években egyre nagyobb előszeretettel próbálnak elsajátítani a nanotechnikák alkalmazói.


Egy eredeti hókristály Libbrech fotógyűjteményéből

Janko Gravner, a Kalifornia Egyetem, valamint David Griffeath, a Wisconsin-Madison Egyetem matematikusai kikerülték a korábban alkalmazott megközelítést, a hókristályok molekulánkénti felépítését. Helyette a vízmolekuláknál jóval nagyobb virtuális 3D-s sejteket alkalmaztak, melyek ugyanazon fizika szerint viselkednek, mint ami elvileg a kristályok növekedését vezérli.

A virtuális sejtek - amiket a matematikusok celluláris automatáknak neveztek el - egy köbmikron méretűek, ami nagyjából egy porszemnek felel meg. Ezen a méreten a sejtek a vízpára és a kristályos növekedés fizikáját utánozzák. A kutatók ezután többször lefuttatták a modellt, különböző hőmérsékleti és páranyomási beállításokkal. Eredményként a hókristályok igen széles körét kapták, beleértve a bonyolult és egyben lenyűgöző hatoldalú csillagkristályt. Minden egyes kristály kiszámításához nagyjából 24 órára volt szükség egy erőteljes asztali számítógépen, mondta Gravner. "Egyes formákat könnyebb megkapni, mint másokat" - nyilatkozta a Discovery Newsnak. A modell gyakorlatilag visszatükrözte a természet munkáját, az egyszerűbben előállítható kristályok előfordulása a természetben is gyakoribb.


Gravner és Griffeath szimulációjának az eredménye

A matematikusok munkáját nagy előrelépésnek tartják. Sokan próbálkoztak valósághű hópelyhek előállításával, a kísérleteket azonban igen kevés siker övezte. Bár egy darabig eljutottak a kristályok fejlődésében, volt azonban egy pont, amin túl már egyáltalán nem hasonlítottak a modellek a valósághoz. Libbrecht szerint valószínűleg ekkor már túl sok számítási hiba gyűlt fel, tönkretéve a szimulációkat.

Az egész projektben az a legérdekesebb, hogy sikerült, tette hozzá Libbrecht, mivel a Gravner és Griffeath által a modellbe programozott fizika részletei nincsenek igazán összhangban azokkal, amit ő és más fizikusok a hókristály formálódáshoz társítanak. Ez azt jelentheti, hogy a fizikusok tévednek, vagy van valami a modellezésben, ami lehetővé teszi a működést a fizikai tényezők ellenére, így a fizikusok egy újabb kis rejtélyt is kaptak a sikeresnek tűnő szimuláció mellé.
Laptopok

Már 49 900 Ft-tól!

E-book olvasók

Már 17 043 Ft-tól!

Tablet PC-k

Már 23 140 Ft-tól!

LCD monitorok

Már 19 800 Ft-tól!

részletek » részletek » részletek » részletek »
Megosztás
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
 

IT/Tech, Hardver
Tudomány, Mobil, Film, Játék
Hirdetés



Hozzászólások
A témához csak regisztrált és bejelentkezett látogatók szólhatnak hozzá!
Bejelentkezéshez klikk ide
(Regisztráció a fórum nyitóoldalán)
2008. jan. 30. 19:58 | válasz | #38
És mennyi az esélye, hogy Ferikét megszállta az ördög? xD kb ugyanannyi, mint a kérdésedre adandó számérték.... (de legalábbis összemérhető a két szám xD)
2008. jan. 30. 19:56 | válasz | #37
Hát tudod...Ha az nem nagy ugrásnak számított, hogy a prokarióta (rendkívül egyszerű felépítésű valódi sejtmag nélüli egysejtűek) szervezetek bekebeleztek egy heterotróf prokariótát (ebből lett a mitokondrium), meg egy autotrófot (ebből meg a fotoszintetizáló színtest), és így a sejtalkotók megjelenésével mondhatni eukarióta szervezetekké fejlődtek lassanként, akkor mi a nagy ugrás?????? (Endoszimbionta elmélet ez, és még van pár magyarázat a "nagyobb ugrásokra") :)....ez csak 1 példa a sok közül
2008. jan. 28. 09:29 | válasz | #36
50-50%
Vagy igen, vagy nem.
2008. jan. 23. 20:11 | válasz | #35
A valóságban nem egyforma nagyok és formájúak a porszemek...
toto66  
2008. jan. 23. 14:45 | válasz | #34
Hópehelyhez hasonlító fraktálokat lehet a Comenius Logo-val előállítani...
Persze ezek nem olyanok mint a kristályok és csak esztétikai értelemben veszik fel a versenyt a fenti képpel (viszont kb.:10 s alatt kész vannak)...
toto66  
2008. jan. 23. 14:19 | válasz | #33
Lehet hogy az evolúció nem úgy zajlott ahogy azt most elképzelik, de valahogy csak volt, hiszen előbb voltak az egysejtűek és később alakultak ki a bonyolultabb élőlények, ezt vitatni nem lehet...
trogi  
2008. jan. 23. 13:54 | válasz | #32
Pár hónapja vettem egy dvd-t, ami az intelligens tervezésről szólt. Mást kerestem, de azért végignéztem. Nagyjából arról van szó, hogy az evolució nem válasz minden kérdésre, a nagyobb ugrások nem jöhetnek létre "csak úgy" . Ezt egy ostormeghajtású egysejtű példájával modellezték. Az evoluciót ők nem vetik el, de azt állítják, hogy az csak kisebb változásokra lehet magyarázat.

Azonban nem azt mondják, hogy minden mögött ezek miatt Isten van, hanem csak egyszerűen nem hisznek az evolució mindenek felettiségében.
toto66  
2008. jan. 23. 13:34 | válasz | #31
Ez is érdekes...
toto66  
2008. jan. 23. 13:30 | válasz | #30
Nézd meg itt!
Meg itt!
Most csak ezeket találtam a "gugliban" de már sok helyen találkoztam a témával...
Vorpal  
2008. jan. 23. 13:26 | válasz | #29
Hogy egy Rlslogos hozzászólással éljek : Ez jobb mint a HALO 3?
mclevi  
2008. jan. 23. 13:19 | válasz | #28
toto66  
2008. jan. 23. 12:02 | válasz | #27
A természetes formák sokszor majdnem szimmetrikusak, de pont az adja a szépségüket, hogy mégsem tökéletesen azok. A másik ilyen megfigyelhető jelenség az arányokban van, majdnem az aranymetszés szabálya szerint növekedik a legtöbb kristály, növény...
L3zl13  
2008. jan. 23. 11:31 | válasz | #26
Még egy kis környezetszennyezést kell adni az algoritmushoz, ami oka lehet a kristályhibáknak, és kész is van... :D
2008. jan. 23. 08:33 | válasz | #25
Csak nehogy a terroristák kezébe kerüljön!!!
Frayer   "Rest in Peace Frayer" 
2008. jan. 23. 07:58 | galéria | válasz | #24
lájf iz lájf, sálááláálálá, levelet kaptam lájf
Arra adjatok válszt hogy mekkora annak a valószínűsége hogy egy külföldi angol számban az előadó egyszercsak elkezd magyarul énekelni, holott soha nem tudott.
Flashy  
2008. jan. 22. 23:54 | válasz | #23
azért a felső kép védelmében: nem olyan egyszerű ezeket lefényképezni, ha 1-2 helyen sérül ez az apró dolog, hát előfordul. ennél "jóval" szabályosabb volt mielőtt piszkálni kezdték.
nem mondom hogy sok pénzt áldoznék erre a kutatásra a sajátomból, de azért érdekesnek tartom, hogy ennyire szabályosak és sokfélék.
2008. jan. 22. 23:36 | galéria | válasz | #22
Asszem 11 fajta kristály módosulata van a jégnek.
2008. jan. 22. 21:45 | válasz | #21
Miért is?
2008. jan. 22. 21:32 | válasz | #20
A lényeg, ahogy íródott a cikkben a nanotech rendszerek felépítésben van. Ugyanis az a kérdés, hogy hogyan lehet előállítani egy egyszerű „nanosejtet” úgy, hogy a körülmények befolyásolásával létre lehessen hozni a számunkra kívánatos nanoszerkezetet. (Akár egy bonyolult összetett gépet is). Valami olyasmit, mint pl. S. Lem: Legyőzhetetlen c. regényében.
Zocsi  
2008. jan. 22. 21:21 | válasz | #19
Mellesleg a utolsó bekezdésben én inkább öncélúságot érzek, mint nagy rejtéj felfedezését... Inkább arra tudok gondolni, hogy véletlenül sikerült egy algoritmust felírni, de igazából még azt sem értik hogyan működik... Ezzel persze nem azt mondom, hogy tök hülyék vagy ignoránsak a témában, sőt!
Én a jégkristályok nem feltétlenül izolált növekedését is tanulmányoznám... Pont most karácsonykor figyeltem meg otthon az ablakon a megfagyott párát. Vicces volt, hogy kb. alulról nézve 40-45 cmig volt felfagyba az ablak, és kb. az alsó 20 cm ilyen páfránylevél szerű mintát mutatott, majd fölötte totális káosz és felül megint valami megmagyarázhatatlan randszerű, de jellegzetes mintázat. A levélmotívum nagyon megfogott, mert olyan volt, mint egy régi fosszília jeges lenyomata kicsiben...
Maga pedig az ilyen jellegű kutatás szerintem jó dolog, bár nem tudom mennyibe van ez anyagilag (gondolom nem sok, ha asztali gépen tesztelnek). Szal' jó dolog, mert segíthet rámutatni azokra az erőkre, amik meghatározzák egy növekedő "sejt" alakját, tulajdonságait úgy hogy tök random az egész... bár a randomitás inkább lehet összefüggésbe azzal, hogy milyen hatások érik a vízmolekulákat azon rövid idő alatt, amíg hópehellyé fejlődnek.

Zocsi  
2008. jan. 22. 21:05 | válasz | #18
Hogyan építsünk?
Így passze!
http://www.popularfront.com/snowdays/
Jó építést!

2008. jan. 22. 20:42 | válasz | #17
ROTFL
2008. jan. 22. 20:41 | válasz | #16
Ne haragudj, hogy ezt mondom, de ha ezt a hozzászólást nem poénból írtad, akkor vagy rettenetesen hülye vagy, vagy csak a címet olvastad el (hozzáteszem ez is hülyeségre utal, lévén egy olyan dologról csak a hülyék mondanak véleményt, amiről fingjuk nincs).
7evenb  
2008. jan. 22. 20:13 | galéria | válasz | #15
amennyire értem a lényeg, hogy olyan programot fejlesztettek amely anélkül rajzol hópelyhet, hogy megmondanád a programnak, hogy neki azt kell rajzolnia. CSupán az egyes porszemeknek van meghatározva a tulajdonsága, működési mechanizmusa.

Az eredmény ennélfogva abban áll, hogy ha a végső állapot olyan mint a valóság, akkor a porszemek működési mechanizmusa nagy valószínűséggel helyes. Ergo megtudtuk milyen tulajdonságai vannak a porszemeknek, mindezt anélkül, hogy egyszer is belenéztünk volna egy mikrószkóba.

Szerintem ez tényleg szép eredmény.

Egy ehhez nagyon szorosan kapcsolódó érdekesség amin keresztül ezt is meg lehet érteni:
http://www.math.com/students/wonders/life/life.html
djukel  
2008. jan. 22. 19:50 | válasz | #14
Miért nem jó ezeknek egíóy sima hóágyú? Miért kell túlbonyolítani a dolgokat?
Su0my  
2008. jan. 22. 19:06 | válasz | #13
a természetben (pl nézzük meg a felső képet), akárhogy is, de a hópehely csak nagyvonalakban szimmetrikus.. rászántam vagy 2mp-t, találtam hibákat a fenti kép szimmetriájában. a lentin viszont tökéletes a szimmetria. szóval kuka a fejlesztés. majd legközelebb
Walaki  
2008. jan. 22. 18:42 | válasz | #12
Létzik olyan, hogy alapkutatás. Senkinek semilyen közvetlen haszna nem lesz
belőle, csak egy kicsit jobban megismerjük a természet dolgait.
2008. jan. 22. 18:29 | galéria | válasz | #11
Valakinek már megint túl sok ideje volt. :)
2008. jan. 22. 18:02 | válasz | #10
Ez azért fontos, mert a Krájzisz 10 megjelenésére pontosan tudniuk kell a hópelyhek kialakulásásnak menetét, hogy a játék motorja szimulálhassa! XD
Amúgy érdekesebb a dolog, mint amilyennek hangzik... :)
2008. jan. 22. 17:52 | galéria | válasz | #9
Jogos az észrevétel.
2008. jan. 22. 17:46 | válasz | #8
Mi az az "Inteligens"? Olyan mint az Intelnems? Vagy az AMDigens?
2008. jan. 22. 17:21 | galéria | válasz | #7
Ezt azért megmagyarázhatnád! Nekem.
2008. jan. 22. 17:15 | válasz | #6
Hát az Inteligens Tervezés híveinek egy újabb kínos pont :P Igaz ez nem a konzervatív molekuláris megközelítés, de azért egy mérföldkő a témában... good job!
2008. jan. 22. 16:52 | válasz | #5
"a hókristály fizikájának vezető szakértője"
Nagyon izgalmas lehet.
wolruf  
2008. jan. 22. 16:41 | válasz | #4
Tök aranyos :)
2008. jan. 22. 16:39 | válasz | #3
és mikor építik meg ?
toto66  
2008. jan. 22. 16:35 | válasz | #2
NEXUS6  
2008. jan. 22. 16:31 | galéria | válasz | #1
Valősághű jégkristály modell, hát ez tényleg kúl!;)