#小柯机器人# 【科学家发现固体轨迹体被塑造成沿着期望路径滚动的形状】近日，韩国蔚山基础科学研究所的Bartosz A.Grzybowski及其研究小组与瑞士日内瓦大学的Jean-Pierre Eckmann等人合作，并取得一项新进展。经过不懈努力，他们发现固体轨迹体被塑造成沿着期望路径滚动的形状。相关研究成果https://t.cn/A601gO3Q 已于2023年8月9日在国际权威学术期刊《自然》上发表。
该研究团队开发了一种算法，用于设计一种物体——研究人员称之为“轨迹体”。然后，研究人员通过三维打印计算出的形状并跟踪它们的滚动路径来实验验证这些设计，包括那些靠近自身的物体，这样物体的质量中心就会间歇性地向上移动。这项研究主要是出于基本的好奇心，但是大多数路径的轨迹体的存在对量子和经典光学具有意想不到的影响，因为量子比特、自旋和光偏振的动力学可以精确地映射到轨迹体及其路径。
据悉，在日常生活中，滚动运动通常与沿着线性路径运动的圆柱形（例如，汽车车轮）或球形（例如，台球）物体有关。然而，几十年来，数学家们一直对形状更奇特的物体感兴趣，比如著名的椭球体、球体、多边形、柏拉图体和以曲线路径向下滚动的双圆滚子（与圆柱体或球体相反），以及与锥体相反的形状。
这些物体追踪的轨迹已经被详细研究过，并且在高效混合和机器人技术的背景下是有用的，例如，在磁驱动的毫米大小的球形机器人，或更大的球形和椭球形机器人中，通过移动它们的质心来转位。然而，这些形状的滚动路径都是正弦状的，它们的多样性到此为止。因此，研究人员对一个更普遍的问题很感兴趣：给定一个无限的周期轨迹，找到当沿着这个轨迹滚下斜坡时的形状。https://t.cn/A601gO3H
该研究团队开发了一种算法，用于设计一种物体——研究人员称之为“轨迹体”。然后，研究人员通过三维打印计算出的形状并跟踪它们的滚动路径来实验验证这些设计，包括那些靠近自身的物体，这样物体的质量中心就会间歇性地向上移动。这项研究主要是出于基本的好奇心，但是大多数路径的轨迹体的存在对量子和经典光学具有意想不到的影响，因为量子比特、自旋和光偏振的动力学可以精确地映射到轨迹体及其路径。
据悉，在日常生活中，滚动运动通常与沿着线性路径运动的圆柱形（例如，汽车车轮）或球形（例如，台球）物体有关。然而，几十年来，数学家们一直对形状更奇特的物体感兴趣，比如著名的椭球体、球体、多边形、柏拉图体和以曲线路径向下滚动的双圆滚子（与圆柱体或球体相反），以及与锥体相反的形状。
这些物体追踪的轨迹已经被详细研究过，并且在高效混合和机器人技术的背景下是有用的，例如，在磁驱动的毫米大小的球形机器人，或更大的球形和椭球形机器人中，通过移动它们的质心来转位。然而，这些形状的滚动路径都是正弦状的，它们的多样性到此为止。因此，研究人员对一个更普遍的问题很感兴趣：给定一个无限的周期轨迹，找到当沿着这个轨迹滚下斜坡时的形状。https://t.cn/A601gO3H
#与星星玩“捉迷藏”#
在CHEOPS空间望远镜的帮助下，一个国际天文学家团队成功地确定了4颗新系外行星的存在。这4颗迷你海王星更小、更冷，比热类木星更难发现。其中有两颗行星被命名为TOI 5678 b和HIP 9618 c，其大小与海王星相当或略小，分别是地球半径的4.9倍和3.4倍。
CHEOPS卫星观察着恒星的亮度，以便捕捉到名为“凌星”的恒星变暗事件。通过寻找这些事件，科学家们已经发现了数千颗系外行星。伯尔尼大学的Hugh Osborn博士说：“美国航天局的TESS卫星擅长探测系外行星的凌星现象。然而，为了快速扫描大部分天空，它每27天改变一次视场，这使它无法找到轨道周期较长的行星。”
尽管如此，TESS卫星还是能够观察到TOI 5678和HIP 9618这两颗恒星的单次凌星。不过，虽然TESS进行了这些观测，但由于信息不完整，科学家们仍然无法明确断定这些恒星周围存在行星。
日内瓦大学的Solène Ulmer-Moll博士说：“这就是CHEOPS发挥作用的地方：CHEOPS一次只关注一颗恒星，它是一项后续任务，非常适合继续观测恒星，从而找到缺失的信息碎片。”
Osborn说：“我们利用CHEOPS与行星玩一种‘捉迷藏’的游戏。我们在给定的时间里将CHEOPS指向一个目标，根据我们是否观察到凌星现象排除一些可能性，并选择另一个时间再次尝试，直到找到唯一解决方案。”科学家们分别进行了5次和4次尝试，才清楚地确认了两颗系外行星的存在，并确定TOI 5678 b的周期为48天，而HIP 9618 c的周期为52.5天。
故事并没有就此结束。后续，研究小组又确定了TOI 5678 b和HIP 9618 c的质量分别为20和7.5个地球质量。
有了行星的大小和质量，就等于知道了行星的密度，然后科学家就可以知道行星是由什么构成的。Ulmer-Moll解释说：“然而，对于迷你海王星来说，只有密度是不够的，关于行星的组成仍然有一些假设：它们要么是含有大量气体的岩质行星，要么是富含水的行星，具有非常潮湿的大气。”相关研究已发表在Monthly Notices of the Royal Astronomical Society和Astronomy & Astrophysics上。
图为CHEOPS的艺术想象图。
来源：https://t.cn/A600ufXH
图源：https://t.cn/A600ufXT
在CHEOPS空间望远镜的帮助下，一个国际天文学家团队成功地确定了4颗新系外行星的存在。这4颗迷你海王星更小、更冷，比热类木星更难发现。其中有两颗行星被命名为TOI 5678 b和HIP 9618 c，其大小与海王星相当或略小，分别是地球半径的4.9倍和3.4倍。
CHEOPS卫星观察着恒星的亮度，以便捕捉到名为“凌星”的恒星变暗事件。通过寻找这些事件，科学家们已经发现了数千颗系外行星。伯尔尼大学的Hugh Osborn博士说：“美国航天局的TESS卫星擅长探测系外行星的凌星现象。然而，为了快速扫描大部分天空，它每27天改变一次视场，这使它无法找到轨道周期较长的行星。”
尽管如此，TESS卫星还是能够观察到TOI 5678和HIP 9618这两颗恒星的单次凌星。不过，虽然TESS进行了这些观测，但由于信息不完整，科学家们仍然无法明确断定这些恒星周围存在行星。
日内瓦大学的Solène Ulmer-Moll博士说：“这就是CHEOPS发挥作用的地方：CHEOPS一次只关注一颗恒星，它是一项后续任务，非常适合继续观测恒星，从而找到缺失的信息碎片。”
Osborn说：“我们利用CHEOPS与行星玩一种‘捉迷藏’的游戏。我们在给定的时间里将CHEOPS指向一个目标，根据我们是否观察到凌星现象排除一些可能性，并选择另一个时间再次尝试，直到找到唯一解决方案。”科学家们分别进行了5次和4次尝试，才清楚地确认了两颗系外行星的存在，并确定TOI 5678 b的周期为48天，而HIP 9618 c的周期为52.5天。
故事并没有就此结束。后续，研究小组又确定了TOI 5678 b和HIP 9618 c的质量分别为20和7.5个地球质量。
有了行星的大小和质量，就等于知道了行星的密度，然后科学家就可以知道行星是由什么构成的。Ulmer-Moll解释说：“然而，对于迷你海王星来说，只有密度是不够的，关于行星的组成仍然有一些假设：它们要么是含有大量气体的岩质行星，要么是富含水的行星，具有非常潮湿的大气。”相关研究已发表在Monthly Notices of the Royal Astronomical Society和Astronomy & Astrophysics上。
图为CHEOPS的艺术想象图。
来源：https://t.cn/A600ufXH
图源：https://t.cn/A600ufXT
“天体巨怪”——特大质量恒星
韦布空间望远镜帮助天文学家发现了特大质量恒星最初的化学迹象，这些“天体怪物”群体在早期宇宙中相当于数百万倍太阳亮度。迄今为止，我们观测到的最大恒星质量都没超过太阳的300倍。但根据最近一项新研究，特大质量恒星的质量估计为5000到10000个太阳。这项研究背后的欧洲研究小组曾在2018年提出了特大质量恒星存在的理论，试图解释天文学中的一个重大谜团。几十年来，天文学家一直对球状星团中不同恒星成分的多样性感到困惑。这些星团大多非常古老，在一个相对较小的空间里可以包含数百万颗恒星。球状星团被认为是宇宙中第一批恒星和第一批星系之间缺失的一环。问题在于，为什么这些星团中的恒星具有如此不同的化学元素，尽管它们可能都是在同一时间、从同一气体云中诞生的?
研究人员提出了一个可能的答案：一颗狂暴的特大质量星释放出化学“污染”。日内瓦大学的天体物理学家、研究的主要作者Corinne Charbonnel提出，这些巨大的恒星是在紧密相连的球状星团中连续碰撞后诞生的，它们不断地吸食物质、喷出大量的物质，最终变成“一个巨大的核反应堆”。这些被丢弃的“污染物”又反过来为年轻的、形成中的恒星提供养分，使它们越接近特大质量恒星，就拥有越多种类的化学物质。不过，研究小组仍然需要观测结果来支持这一理论。Charbonnel说：“我们有点像发现了一块骨头，然后猜测这一切背后的罪魁祸首是谁。”但目前想直接观察这头“巨兽”，希望渺茫。科学家们估计，特大质量恒星的预期寿命只有200万年左右——在宇宙时间尺度上只是一眨眼的功夫。也许球状星团能揭示出可能曾拥有的特大质量恒星的更多痕迹。
图为M15，一个拥有一百多万颗恒星的球状星团。
源.中国国家天文
韦布空间望远镜帮助天文学家发现了特大质量恒星最初的化学迹象，这些“天体怪物”群体在早期宇宙中相当于数百万倍太阳亮度。迄今为止，我们观测到的最大恒星质量都没超过太阳的300倍。但根据最近一项新研究，特大质量恒星的质量估计为5000到10000个太阳。这项研究背后的欧洲研究小组曾在2018年提出了特大质量恒星存在的理论，试图解释天文学中的一个重大谜团。几十年来，天文学家一直对球状星团中不同恒星成分的多样性感到困惑。这些星团大多非常古老，在一个相对较小的空间里可以包含数百万颗恒星。球状星团被认为是宇宙中第一批恒星和第一批星系之间缺失的一环。问题在于，为什么这些星团中的恒星具有如此不同的化学元素，尽管它们可能都是在同一时间、从同一气体云中诞生的?
研究人员提出了一个可能的答案：一颗狂暴的特大质量星释放出化学“污染”。日内瓦大学的天体物理学家、研究的主要作者Corinne Charbonnel提出，这些巨大的恒星是在紧密相连的球状星团中连续碰撞后诞生的，它们不断地吸食物质、喷出大量的物质，最终变成“一个巨大的核反应堆”。这些被丢弃的“污染物”又反过来为年轻的、形成中的恒星提供养分，使它们越接近特大质量恒星，就拥有越多种类的化学物质。不过，研究小组仍然需要观测结果来支持这一理论。Charbonnel说：“我们有点像发现了一块骨头，然后猜测这一切背后的罪魁祸首是谁。”但目前想直接观察这头“巨兽”，希望渺茫。科学家们估计，特大质量恒星的预期寿命只有200万年左右——在宇宙时间尺度上只是一眨眼的功夫。也许球状星团能揭示出可能曾拥有的特大质量恒星的更多痕迹。
图为M15，一个拥有一百多万颗恒星的球状星团。
源.中国国家天文
✋热门推荐