GIAs KULTURMIX 777

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Die Schwarm-Intelligenz

https://www.youtube.com/watch?v=QP-CD2Smn6k&feature=related



08.03.2012, 13:09 Uhr

Physiker kommen Aufklärung des Higgs-Rätsels näher

New York/La Thuile (dpa) – Neue Messergebnisse stimmen Physiker zuversichtlicher, dass das hypothetische Higgs-Teilchen tatsächlich existiert. „Wir haben jetzt mehr Daten, die auf das Higgs hinzuweisen scheinen“, sagte Dmitri Denisov vom Fermilab in Batavia bei Chicago der Nachrichtenagentur dpa.

Eine Analyse der am dortigen Tevatron-Beschleuniger gesammelten Daten war am Mittwoch auf einer Konferenz im italienischen La Thuile vorgestellt worden.

Das Ergebnis stützt sich auf „hunderte Billionen Experimente“, die in mehr als einem Jahrzehnt am Tevatron-Beschleuniger des Fermilabs durchgeführt wurden, heißt es in einer Erklärung des staatlichen US-Forschungslabors.

Das Higgs-Teilchen – auch Higgs-Boson genannt – gilt als letztes noch fehlendes Puzzlestück im derzeit gültigen Standardmodell der Teilchenphysik. Die Masse der Elementarteilchen ließe sich ohne es nicht erklären. Ohne Higgs würde die Suche nach „neuen Dimensionen in Raum und Zeit“ beginnen, sagte die Teilchen-Physikerin Anadi Canepa vom kanadischen Nationallabor Triumf in Vancouver der dpa.

Die Daten des seit September stillgelegten Tevatron-Beschleunigers siedeln das Higgs nach Angaben des zuständigen Projektleiters Rob Roser in einem Massebereich zwischen 115 und 135 Gigaelektronenvolt (GeV) an. In etwa diesem Bereich war auch das Europäische Teilchenforschungszentrum Cern bei Genf auf Hinweise gestoßen. Physiker geben die Masse von Elementarteilchen häufig als Energieäquivalent an – die übliche Einheit dafür ist das Elektronenvolt (eV).

Cern jagt mit zwei Forscherteams nach dem Higgs und glaubt, den Nachweis noch in diesem Jahr erbringen zu können. Die Europäer verfügen durch den modernen LHC (Large Hadron Collider) des Cern über das fast vierzigfache Datenmaterial der Amerikaner. Sie könnten das Higgs-Rätsel laut Roser schon im Juli bei der nächsten Konferenz der Teilphysiker in Melbourne (Australien) auflösen. Capena, die an den Cern-Versuchen beteiligt ist, sagte, der Nachweis des Higgs mit größerer Sicherheit dürfte bis Ende 2012 möglich sein. Die Messwerte des Fermilabs reichten als Nachweis nicht aus und könnten sich immer noch als Fluktuation herausstellen. „Es liegt noch eine Menge Arbeit vor uns, bevor wir mit Sicherheit sagen können, das Higgs existiert“, räumte auch Denisov ein.

Das Wachsen von Schneekristallen:

http://arxiv.org/abs/1202.1272

Numerical computations of facetted pattern formation in snow crystal growth

(Submitted on 6 Feb 2012)

Facetted growth of snow crystals leads to a rich diversity of forms, and exhibits a remarkable sixfold symmetry. Snow crystal structures result from diffusion limited crystal growth in the presence of anisotropic surface energy and anisotropic attachment kinetics. It is by now well understood that the morphological stability of ice crystals strongly depends on supersaturation, crystal size and temperature. Until very recently it was very difficult to perform numerical simulations of this highly anisotropic crystal growth. In particular, obtaining facet growth in combination with dendritic branching is a challenging task. We present numerical simulations of snow crystal growth in two and three space dimensions using a new computational method recently introduced by the authors. We present both qualitative and quantitative computations. In particular, a linear relationship between tip velocity and supersaturation is observed. The computations also suggest that surface energy effects, although small, have a larger effect on crystal growth than previously expected. We compute solid plates, solid prisms, hollow columns, needles, dendrites, capped columns and scrolls on plates. Although all these forms appear in nature, most of these forms are computed here for the first time in numerical simulations for a continuum model.

Comments: 12 pages, 28 figures
Subjects: Materials Science (cond-mat.mtrl-sci); Computational Physics (physics.comp-ph)
Cite as: arXiv:1202.1272v1 [cond-mat.mtrl-sci]

Freitag, 17. Februar 2012

Mathematisches Modell rekonstruiert erstmals Entstehung von Schneekristallen

Einige Beispiele der von Wilson Bentley fotografierten Schneekristalle (s. Buchempfehlung). | Copyright: W. Bentley, Public Domain

London/ England – Sie gelten als mathematisch-geometrische Meisterleitung der Natur und keine ihrer abermilliarden Variationen ist mit einer anderen identisch: Schneekristalle. Bislang waren einige dieser frostigen Formwunder derart komplex, dass es selbst mit Computern nicht möglich war, ihre Entstehung mathematisch zu simulieren. Britischen Wissenschaftlern ist dies nun erstmals gelungen.

Allgemein entstehen Schneekristalle immer dann, wenn sich in den Wolken feinste Tröpfchen unterkühlten Wasserdampfs an sogenannten Kristallisationskeimen (bspw. Staubteilchen) anlagern und dort gefrieren. Abhängig von Temperatur und der Sättigung des Wasserdampfs bilden sich unterschiedliche Arten von Kristallen, angefangen von einfachen Plättchen und Prismenstrukturen über Stäbchen bis hin zu den filigranen geometrischen Schneesternen, sogenannten Dendriten.

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Da die Voraussetzungen zur Entstehung der unterschiedlichen Kristallarten an der Eis-Luftgrenze jedoch derart feinfühlig und komplex sind, war es bislang nicht möglich, diese selbst mit Hilfe von Computermodellen zu simulieren.

Schema der Entstehung unterschiedlichen Schneekristallarten nach Ukichiro Nakaya: | Quelle: K. G. Libbrecht, The physics of snow crystals, arxiv.org/abs/1202.1272

Als besonders schwierig galt bislang vor allem die Simulation des gleichzeitigen Wachstums verschiedener Kristallformen während der Bildung der jeweiligen Arme der Dendrit-Sterne.

Das Team um John Barrett vom Imperial College in London hat dieses Problem nun offenbar gelöst und präsentiert einen Artikel über ihr Forschungsergebnis vorab auf „arxiv.org„, dem Dokumentenserver für Vorabveröffentlichungen wissenschaftlicher Artikel.

Wie die Forscher darlegen, ist es ihnen mit den eigens entwickelten Computermodellen erstmals gelungen, eine Vielzahl natürlicher Schneekristallformen zu simulieren, darunter plättchenförmige Eiskristalle, Prismen, hohle und geschlossene Säulen, Stäbchen und sogar Dendriten.

Das Computermodell, so berichtet der „The ArXiv Physics Blog“ (technologyreview.com/blog/arxiv), ermöglicht damit erstmals auch einen Einblick in die Art und Weise, wie die Kristalle entstehen, wenn das Modell beispielsweise eine lineare Abhängigkeit zwischen der Geschwindigkeit vorhersagt, mit der die Kristallspitze im Verhältnis zur Sättigung des gefrierenden Wasserdampfs wächst.

Solar Flares (Sonnenwinde):

http://www.fritz-albert-popp-institut.de/



http://www.quantica.tv/

Fibonacci-Folge

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie

Ein Kachelmuster aus Quadraten, deren Kantenlänge der Fibonacci-Folge entspricht

Die Fibonacci-Folge ist eine unendliche Folge von Zahlen (den Fibonacci-Zahlen), bei der sich die jeweils folgende Zahl durch Addition ihrer beiden vorherigen Zahlen ergibt: 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, … Benannt ist sie nach Leonardo Fibonacci, der damit 1202 das Wachstum einer Kaninchenpopulation beschrieb. Die Reihe war aber schon in der indischen und westlichen Antike bekannt.

Fibonacci-Folgen in der Natur [Bearbeiten]

Sonnenblume mit 34 und 55 Fibonacci-Spiralen

Viele Pflanzen weisen in ihrem Bauplan Spiralen auf, deren Anzahl durch Fibonacci-Zahlen gegeben sind, wie beispielsweise bei den Samen in Blütenständen. Das ist dann der Fall, wenn der Winkel zwischen architektonisch benachbarten Blättern oder Samen bezüglich der Pflanzenachse der Goldene Winkel ist. Hintergrund ist der Umstand, dass die rationalen Zahlen, die den zugrunde liegenden Goldenen Schnitt am besten approximieren, Brüche von aufeinanderfolgenden Fibonacci-Zahlen sind. Die Spiralen werden daher von Pflanzenelementen gebildet, deren Platznummern sich durch die Fibonacci-Zahl im Nenner unterscheiden und damit fast in die gleiche Richtung weisen. Durch diese spiralförmige Anordnung der Blätter um die Sprossachse erzielt die Pflanze die beste Lichtausbeute. Der Versatz der Blätter um das irrationale Verhältnis des Goldenen Winkels sorgt dafür, dass nie Perioden auftauchen, wie es z. B. bei 1/4 der Fall wäre (0° 90° 180° 270° | 0° 90° …). Dadurch wird der denkbar ungünstigste Fall vermieden, dass ein Blatt genau senkrecht über dem anderen steht und sich so die jeweils übereinanderstehenden Blätter maximalen Schatten machen oder maximale ‚Lichtlücken‘ entstehen.

Beispielsweise tragen die Köpfe der Silberdistel (Carlina acaulis) hunderte von gleichgestaltigen Blüten, die in kleineren Köpfen in einer 21 zu 55 Stellung, in größeren Köpfen in 34 zu 89 und 55 zu 144-Stellung in den Fruchtboden eingefügt sind. Auch die Schuppen von Fichtenzapfen wie auch von Ananasfrüchten bilden im und gegen den Uhrzeigersinn Spiralen, deren Schuppenanzahl durch zwei aufeinanderfolgende Fibonaccizahlen gegeben ist.

Wissenschaftshistorisch sei hier auf das Buch On Growth and Form von D’Arcy Wentworth Thompson (1917) verwiesen.

Ein weiterer interessanter Aspekt ist, dass die Fibonacci-Folge die Ahnenmenge einer männlichen (n=1) Honigbiene (Apis mellifera) beschreibt. Das erklärt sich dadurch, dass Bienendrohnen sich aus unbefruchteten Eiern entwickeln, die in ihrem Genom dem Erbgut der Mutter (n=2) entsprechen, welche wiederum zwei Eltern besitzt (n=3), usw.

Dies und noch viel mehr zum Thema auf Wikipedia.

Quelle: Internet

Die goldene Spirale

Beginnen wir mit einem Rechteck. Das Teilungsverhältnis eines Rechtecks wird in den Fibonacci-Zahlen dargestellt: 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34 usw., wobei jede nachfolgende Zahl nach 1 gleich der Summe der beiden vorhergehenden Zahlen ist. Das dabei entstandene Verhältnis ist – 1:1.618 – der Goldene Schnitt. Wenn Sie jedes kleinere Rechteck noch einmal mit dem gleichen Verhältnis dividieren und die Ecken verbinden, erhalten Sie eine logarhitmische Spirale genannt die goldene Spirale.
Die Haltung ist kein statisches Dasein unseres Körpers, sie ist ein dynamischer Prozess und von einem zum anderen Augenblick veränderbar. Wenn wir stehenbleiben, um uns von langem Laufen zu erholen in unserem Körper wirbeln tausende kleine goldene Spiralen, die uns unsere aufrechte Stand ermöglichen.
Die Natur kennt keine ruhigen Augenblicke, keine unbeweglichen Materie und keinen Verlust der Energie. Die Bewegung ist der höchste Priester der Natur. Unsere Körper und Bewegungsgeometrie sind aus den Naturgesetzen entstanden und in unsere Raum- Zeitdimension verschmolzen. Wir sollten die Entstehung unserer Gesundheit in uns selber und in der Natur und Philosophie die unser Dasein bestimmen, suchen.
Die Kinesitherapie ist aus den Naturgesetzen menschlichen Körperbaus, seiner Bewegungen und seiner Art zu denken herausgewachsen. In den Kinesitherapie Methoden vereinigen sich die Naturgesetze mit dem menschlichen Rhythmus und der Dynamik seiner Bewegungen. Wir sollten, um unsere Gesundheit pflegen und die Bewegungsschmerzen behandeln zu können, zuerst unser Körper mit allen seinen Rhythmen und die Dynamik seiner Bewegungen bewusst wahrnehmen lernen. Wenn wir dass gelernt haben, können wir unseren persönlichen Raum und Zeitdimesionen wahrnehmen und dann auch bestimmen. Das ist die wichtigste Wahrnehmung unseres Daseins weil unsere Gesundheit genau in diesen vier Dimensionen weilt.
Der Stress, nicht der Zeitmangel, ist unserer Krankmacher. Es ist die falsche Art zu denken ich bin gestresst weil ich keine Zeit habe. Die richtige Art zu denken wäre, ich habe keine Zeit weil ich gestresst bin.

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