Αναζητώντας την υπερσυμμετρία. The status of supersymmetry

Μήπως είδατε την SUSY; Once the most popular framework for physics beyond the Standard Model, supersymmetry is facing a reckoning—but many researchers are not giving up on it yet. Illustration by Sandbox Studio, Chicago with Steve Shanabruch

H θεωρία που περιγράφει τις αλληλεπιδράσεις και την συμπεριφορά των στοιχειωδών σωματιδίων, το Καθιερωμένο Πρότυπο των στοιχειωδών σωματιδίων, είναι μεν πολύ επιτυχημένο αλλά και εμφανώς ατελές.

A Higgs boson decays in this collision recorded by the ATLAS detector on May 18, 2012. (Image: © ATLAS)

Οι προβλέψεις του έχουν συνδέσει μεταξύ τους πολλά από τα γνωστά χαρακτηριστικά του σύμπαντος και καθοδήγησαν τους φυσικούς σε νέες ανακαλύψεις, όπως το σωματίδιο Higgs. Όμως, δεν μπορεί να μπορεί να εξηγήσει την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης – την μυστηριώδη ουσία που αποτελεί το 85% της ύλης του σύμπαντος – ή να εξηγήσει την μάζα του σωματιδίου Higgs.

Πως μπορούν οι φυσικοί να συμπληρώσουν τα κενά του; Εδώ και δεκαετίες, ένα σύνολο θεωριών που ήταν γνωστά ως υπερσυμμετρία φάνηκε να δίνει μια κομψή λύση.

Table of the Standard Model (left) particles and their hypothetical supersymmetric particles.

Η υπερσυμμετρία υπερδιπλασιάζει τον αριθμό των σωματιδίων στο Καθιερωμένο Πρότυπο. Τα σωματίδια που γνωρίζουμε μπορούν να χωριστούν σε δυο κατηγορίες: τα φερμιόνια και τα μποζόνια. Στις υπερσυμμετρικές θεωρίες κάθε σωματίδιο έχει έναν ακόμα ‘υπερ-σύντροφο’ με πολλές παρόμοιες ιδιότητες – που όμως δεν έχουν ανακαλυφθεί. Τα φερμιόνια συνδυάζονται με τα μποζόνια και αντιστρόφως.

Η υπερσυμμετρία προβλέπει ότι για κάθε γνωστό στοιχειώδες σωματίδιο (επάνω) υπάρχει ο αντίστοιχος υπερσυμμετρικός συντρόφός του (κάτω). Τα υπερσυμμετρικά σωματίδια έχουν μεγαλύτερες μάζες από τα αντίστοιχα γνωστά μας σωματίδια (όπως υποδεικνύεται από το μέγεθος των σφαιρών). Supersymmetry it predicts a partner particle for each particle in the Standard Model. If the theory is correct, supersymmetric particles should appear in collisions at the LHC.

Η ιδέα μιας συμμετρίας μεταξύ φερμιονίων και μποζονίων ξεκίνησε στις αρχές της δεκαετίας του 1970 για να επιλυθεί ένα μαθηματικό ζήτημα στην θεωρία των χορδών.  Το 1974, οι Julius Wess και Bruno Zumino ανακάλυψαν ότι μια ευρεία τάξη κβαντικών θεωριών πεδίων που θα μπορούσε να γίνει υπερσυμμετρική μέσω μιας γενίκευσης των συμμετριών της σχετικότητας. Σύντομα οι ερευνητές επινόησαν θεωρίες στις οποίες ένα σωματίδιο και ο σύντροφός του θα μπορούσαν να έχουν διαφορετικές μάζες.

Στις αρχές της δεκαετίας του 1980 οι θεωρητικοί συνειδητοποίησαν ότι το ίδιο το Καθιερωμένο Πρότυπο θα μπορούσε να γίνει υπερσυμμετρικό και ότι αυτή η επέκταση θα επιλύσει ορισμένα ενοχλητικά θεωρητικά προβλήματα. Για παράδειγμα, η μικρή μάζα του μποζονίου Higgs είναι εξαιρετικά δύσκολο να εξηγηθεί – ο υπολογισμός του απαιτεί αφαίρεση δυο πολύ μεγάλων αριθμών που είναι ελαφρώς διαφορετικοί μεταξύ τους. Αλλά σύμφωνα με την Elodie Resseguie, postdoc στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Berkeley, «αν προστεθεί η υπερσυμμετρία, τότε τακτοποιούνται όλες αυτές οι ακυρώσεις έτσι ώστε να πάρουμε μια μικρή μάζα για το Higgs».

Εκτός όμως από μια ερμηνεία για την μάζα του Higgs, η υπερσυμμετρία προσέφερε κι άλλα θεωρητικά πλεονεκτήματα. Το ελαφρότερο υπερσυμμετρικό σωματίδιο θα ήταν ένας από τους καλύτερους υποψήφιους για την σκοτεινή ύλη. Και οι ισχείς (ή μήπως οι ισχύες;) της ηλεκτρομαγνητικής, της ασθενούς και της ισχυρούς αλληλεπίδρασης γίνονται ίσες σε εξαιρετικά υψηλές ενέργειες, υποδεικνύοντας ότι οι θεμελιώδεις δυνάμεις που παρατηρούμε σήμερα, στο αρχέγονο σύμπαν ήταν ενοποιημένες.

Particle collisions event simulation at 13,000 GeV in the CMS, a general-purpose detector at the Large Hadron Collider. Media credits: CERN

Οι απλούστερες υπερσυμμετρικές θεωρίες – αυτές που εξηγούν καλύτερα το μποζόνιο Higgs – προβλέπουν έναν ζωολογικό κήπο νέων σωματιδίων με μάζες συγκρίσιμες με αυτές των μποζονίων W και Ζ. Όταν το 2009 ενεργοποιήθηκε ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) στο CERN, πολλοί φυσικοί σωματιδίων πίστευαν ότι η ανακάλυψη των υπερ-συντρόφων ήταν θέμα χρόνου. Όμως, μετά την θριαμβευτική ανακάλυψη του μποζονίου Higgs … δεν εμφανίστηκε κανένα άλλο σωματίδιο. Σοκαρίστηκα με την μη ανακάλυψη υπερσυμμετρικών σωματιδίων στις πρώτες μέρες του LHC, λέει ο Michael Peskin, ένας θεωρητικός φυσικός από το SLAC.

Όμως δεν εξεπλάγησαν όλοι οι θεωρητικοί. «Υπήρχαν πολλοί φυσικοί που έλεγαν δυνατά ότι υπήρχε κάτι λάθος με τη βασική εικόνα της υπερσυμμετρίας πολύ πριν από την λειτουργία του LHC», λέει ο Nima Arkani-Hamed, θεωρητικός στο Ινστιτούτο Προηγμένων Μελετών στο Πρίνστον του Νιου Τζέρσεϋ. Αν όλα αυτά τα σωματίδια με τις προβλεπόμενες μάζες βρίσκονταν γύρω μας θα είχαν μια κάποια έμμεση επίδραση στις φυσικές διαδικασίες χαμηλών ενεργειών.

Σύμφωνα με τον Arkani-Hamed, τα πειράματα στον Large Electron-Positron Collider (LEP), που πραγματοποιήθηκαν από το 1989 έως το 2000, είχαν ήδη δημιουργήσει αμφιβολίες για τα πιο απλά υπερσυμμετρικά μοντέλα.

Sylvester James Gates Jr., a Perimeter Institute Distinguished Visiting Research Chair, Professor at the University of Maryland, and a member of the US President's scientific advisory council, explains his early work in supersymmetry, and some of the surprising discoveries it has enabled. Credit: Perimeter Institute for Theoretical Physics

Ο Jim Gates, ένας θεωρητικός στο Πανεπιστήμιο του Μπράουν και εκλεγμένος πρόεδρος της Ένωσης Αμερικανών Φυσικών, λέει ότι δεν περίμενε να εμφανιστεί ποτέ υπερσυμμετρία στον LHC. Εδώ και δεκαετίες, οι πιο εύλογες υπερσυμμετρικές θεωρίες προβλέπουν ότι οι υπερσυμμετρικοί σύντροφοι έχουν πολύ μεγάλες μάζες για να ανακαλυφθούν με τους τρέχοντες επιταχυντές.

Gluino vs. Squark mass possibilities plotted out for natural SUSY. 2015.04.29

Καθώς τα δεδομένα από τον LHC συνεχίζουν να συσσωρεύονται, αποκλείστηκαν σε μεγάλο βαθμό τα μοντέλα της υπερσυμμετρίας που προτιμήθηκαν αρχικά από την επιστημονική κοινότητα. Για παράδειγμα, οι υπερσυμμετρικοί σύντροφοι των γλοιονίων, τα gluinos (γλοιίνια;), έχουν αποκλειστεί για μάζες έως 2 τρισεκατομμύρια ηλεκτρονιοβόλτ (2GeV)- μια τάξη μεγέθους μεγαλύτερη από ότι περίμεναν πολλοί θεωρητικοί. Φαίνεται μάλλον απίθανο ότι η υπερσυμμετρία θα μπορούσε να περιλαμβάνει και τα τρία χαρακτηριστικά που θεωρούσαν τα μοντέλα πριν τον LHC – μια εξήγηση για την μάζα του σωματιδίου Higgs, ένα σωματίδιο σκοτεινής ύλης και ενοποίηση δυνάμεων.

Η έλλειψη πειραματικών αποδεικτικών στοιχείων για την υπερσυμμετρία στον LHC δεν σημαίνει και τον θάνατο αυτής της ιδέας. «Τώρα οι φυσικοί στρέφονται σε πολλές διαφορετικές κατευθύνσεις», λέει ο Peskin. «Είμαστε όλοι πολύ μπερδεμένοι αυτή τη στιγμή.»

Επαναξιολόγηση υποθέσεων

To identify collision events in which long-lived particles could be decaying far away from the LHC collision point, the ATLAS collaboration focused on signals from the experiment’s calorimeter and muon spectrometer (both pictured here). (Image: S. Goldfarb/ATLAS collaboration)

Εάν η υπερσυμμετρία ισχύει, υπάρχουν δύο κύριες δυνατότητες: Είτε όλα τα υπερσυμμετρικά σωματίδια είναι πολύ βαριά για να παραχθούν στις ενέργειες που επιτυγχάνουν οι σημερινοί επιταχυντές σωματιδίων, όπως υποπτεύεται ο Gates – ή τα υπερσυμμετρικά σωματίδια δημιουργούνται σε συγκρούσεις στον LHC, αλλά για κάποιο λόγο δεν καταγράφονται από τους ανιχνευτές.

Στη δεύτερη περίπτωση, «οι φυσικοί ψάχνουν για νέα μοντέλα που παράγουν εξωτικές υπογραφές που δεν έχουμε ψάξει στο παρελθόν, ή ψάχνουν για μοντέλα των οποίων οι υπογραφές είναι δύσκολο να εντοπιστούν πειραματικά», λέει ο Resseguie, μέλος της συνεργασίας ATLAS.

Για παράδειγμα, οι περισσότερες αναζητήσεις για νέα σωματίδια στον LHC υποθέτουν πως διασπώνται σχεδόν αμέσως μετά τη δημιουργία τους, ώστε να μην προλαβαίνουν να απομακρυνθούν από το σημείο αλληλεπίδρασης. Ωστόσο, πολλές μη συμβατικές υπερσυμμετρικές θεωρίες προβλέπουν σωματίδια με μεγάλο χρόνο ζωής. Αυτά τα σωματίδια θα μπορούσαν να διανύσουν από μερικά μικρόμετρα μέχρι εκατοντάδες χιλιόμετρα πριν διασπαστούν. Έρευνες που πραγματοποιούνται τόσο στα πειράματα ATLAS όσο και στο CMS επιδιώκουν να εντοπίσουν τα ίχνη τέτοιων υπερσυμμετρικών σωματιδίων με μεγάλο χρόνο ζωής.

The CMS experiment is looking for exotic long-lived particles that could get trapped in its detector layers (Image: Michael Hoch, Maximilien Brice/CERN)

Οι ερευνητές του ATLAS και του CMS αναζητούν επίσης υπερσυμμετρικά σωματίδια που όταν διασπώνται δίνουν τα γνωστά σωματίδια του Καθιερωμένου Προτύπου χαμηλής ενέργειας. «Είναι μια πολύ δύσκολη αναζήτηση, επειδή δεν μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τις κλασικές τεχνικές που χρησιμοποιούμε για τις περισσότερες από τις άλλες υπερσυμμετρικές αναζητήσεις», λέει ο Christian Herwig, postdoc στο Fermi National Accelerator Laboratory που εργάζεται στο πείραμα CMS.

Ακόμα και χωρίς υπερσυμμετρία, τα σωματίδια χαμηλής ενέργειας είναι άφθονα στους ανιχνευτές, οπότε οι ερευνητές πρέπει να επινοήσουν έξυπνους τρόπους διαχωρισμού αυτού του άσχετου υποβάθρου από τις αλληλεπιδράσεις που αποδεικνύουν την υπερσυμμετρία.

Ο καθηγητής του Πανεπιστημίου του Στάνφορντ Σάββας Δημόπουλος μιλά στις «Ανιχνεύσεις web tv» για τη Φυσική του 21ου αίώνα, το κβαντικό πεδίο, τη θεωρία χορδών, τη σκοτεινή ύλη και ενέργεια και τα μικρά πειράματα της φυσικής τα οποία μπορεί να κάνει και η Ελλάδα.

Ένα πλαίσιο που καθοδηγεί τις τρέχουσες αναζητήσεις υπερ-συντρόφων είναι η split (διαχωρισμένη;)  υπερσυμμετρία , την οποία πρότειναν ο Σάβας Δημόπουλος με τον Nima Arkani-Hamed το 2004. Η υπερσυμμετρία split αντιστοιχεί ελαφρούς υπερ-συντρόφους στα μισά από τα σωματίδια του Καθιερωμένου Προτύπου και βαρείς υπερ-συντρόφους στα υπόλοιπα.

Η split υπερσυμμετρία φαίνεται ως η πιο ελπιδοφόρα θεωρία παίρνοντας υπόψιν τα μέχρι στιγμής δεδομένα. Σύμφωνα με τον Arkan-Hamed, «οι θεωρητικοί δεν είναι παντρεμένοι με τις θεωρίες τους. Προσπαθούμε να ανακαλύψουμε την αλήθεια. Έτσι συλλέγουμε ιδέες και τις εξερευνούμε για να δούμε τι συνεπάγονται και αφήνουμε το πείραμα να αποφασίσει.»

Παρόλο που η split υπερσυμμετρία προσφέρει έναν υποψήφιο σκοτεινής ύλης και ενοποιεί τις θεμελιώδεις δυνάμεις σε υψηλές ενέργειες, δεν αντιμετωπίζει την σταθερότητα του μποζονίου Higgs, αφήνοντας ορισμένους θεωρητικούς με αμφιβολίες. «Η πρώτη μου προτεραιότητα είναι η επίλυση του προβλήματος του Higgs και δεν βλέπω την split υπερσυμμετρία να λύνει το πρόβλημα», λέει ο Peskin. Αντιμέτωπος με την έλλειψη πειραματικών στοιχείων για την υπερσυμμετρία, διερευνά τώρα εναλλακτικές ερμηνείες για τις ιδιότητες του μποζονιού Higgs. Ακριβώς όπως τα πρωτόνια αποτελούνται από κουάρκ και γλουόνια, ο Peskin υποψιάζεται ότι το μποζόνιο Higgs μπορεί να έχει μια κρυφή υπο-δομή.

Το έπος της υπερσυμμετρίας «πρέπει να ληφθεί ως προειδοποίηση», λέει ο Gates. «Δυστυχώς, αυτό είναι ένα παράδειγμα όπου η κοινότητα της σωματιδιακής φυσικής ξεπέρασε τα όριά της. Πρέπει να είμαστε πάντα εξαιρετικά προσεκτικοί και να αντλούμε τα στοιχεία μας από την φύση.»

 Η αναζήτηση συνεχίζεται

New studies from the ATLAS collaboration search for hypothetical “supersymmetric” particles around uncharted corners. The ATLAS detector (Image: CERN)

Καθώς αρκετοί σωματιδιακοί φυσικοί έχουν απομακρυνθεί από την υπερσυμμετρία, πολλοί πειραματιστές παραμένουν αισιόδοξοι. «Τώρα κάνουμε έρευνες με τον ανιχνευτή μας που ποτέ δεν είχαμε σκεφτεί ότι θα ήταν δυνατές όταν τον κατασκευάζαμε», λέει ο Herwig. «Κάνοντας αυτά τα πράγματα ανοίγονται εντελώς νέες δυνατότητες και στρατηγικές ανάλυσης που προσπαθούμε να εφαρμόσουμε για τα επόμενα χρόνια της συλλογής δεδομένων».

Η αναβάθμιση που έγινε στον LHC, γνωστή ως High Luminosity LHC, θα επιτρέψει στους πειραματικούς να εξερευνήσουν περιοχές του υπερσυμμετρικού τοπίου που δεν έχουν απορριφθεί. Σε μελλοντικούς επιταχυντές που θα επιτυγχάνουν ακόμη υψηλότερες ενέργειες θα μπορούσαν να εμφανιστούν και τα υπερσυμμετρικά σωματίδια. Αλλά αντί να εμπνέονται από την αναζήτηση υπερσυμμετρίας, «ένας λόγος για την κατασκευή των επόμενων επιταχυντών είναι η μελέτη του μποζονίου Higgs μέχρι θανάτου», λέει ο Arkani-Hamed.

Ο Peskin συμφωνεί ότι το ‘ξεψάχνισμα’ του Higgs είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση της φυσικής πέρα από το καθιερωμένο Πρότυπο. «Σχεδόν κάθε θεωρία του μποζονίου Higgs είναι συνεπής με τα τρέχοντα δεδομένα», και έτσι κανένα από αυτά δεν μπορεί να αποκλειστεί. Στην πραγματικότητα δεν γνωρίζουμε τίποτα γι ‘αυτό.»

Σύμφωνα με τον Gates, θα μπορούσαν να περάσουν δεκαετίες μέχρι οι φυσικοί να μάθουν την αλήθεια για την υπερσυμμετρία. Εάν υπάρχουν υπερσυμμετρικά σωματίδια, ο Gates λέει ότι θα μπορούσε να περάσει ένας αιώνα πριν από την ανακάλυψή τους. Αλλά «ξέρουμε πώς να είμαστε υπομονετικοί ως κοινότητα», λέει ο Herwig.

Για τα νετρίνα, η πορεία από τη θεωρητική πρόβλεψη μέχρι την πειραματική τους ανίχνευση χρειάστηκαν 25 χρόνια. Για το μποζόνιο Higgs χρειάστηκε μισός αιώνας. Και για τα βαρυτικά κύματα, χρειάστηκαν 100 ολόκληρα χρόνια.

Η υπερσυμμετρία παρότι δεν λύνει όλα τα προβλήματα που ήλπιζαν οι φυσικοί, ίσως μας βοηθήσει να κατανοήσουμε καλύτερα την φύση. Είτε η υπερσυμμετρία είναι η απάντηση είτε όχι, ο μόνος τρόπος για να το ανακαλύψουμε είναι να συνεχίσουμε την πειραματική κυρίως διερεύνηση.

Πηγές: https://www.symmetrymagazine.org/article/the-status-of-supersymmetry - https://home.cern/tags/supersymmetry - https://physicsgg.me/2021/01/17/

 

 

 

Τυχαία ανακάλυψη ενός νέου κβαντικού σωματιδίου. Discovery of quantum behavior in insulators suggests possible new particle

Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Princeton θεωρούν ότι βρίσκονται κοντά στην ανακάλυψη ενός νέου σωματιδίου στον κβαντικό κόσμο. A team led by Princeton physicists discovered a surprising quantum phenomenon in an atomically thin insulator made of tungsten ditelluride. The results suggest the formation of completely new types of quantum phases previously hidden in insulators. Image designed by Kai Fu for the Wu Lab, Princeton University

O κόσμος των σωματιδίων μπορεί να είναι συναρπαστικός εκτός από δύσκολα προσεγγίσιμος, όπως φαίνεται από τις τελευταίες εξελίξεις. Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Princeton θεωρούν ότι βρίσκονται κοντά στην ανακάλυψη ενός νέου σωματιδίου στον κβαντικό κόσμο.

Η προσεκτική παρατήρηση των επιστημόνων του Princeton εστίασε στην εμφάνιση ιδιοτήτων που είχαν μέχρι τώρα παρατηρηθεί σε μέταλλα και σε άλλα υλικά, κάτι που έφερνε νέες προκλήσεις για την παρατήρηση του κόσμου της σωματιδιακής Φυσικής. To νέο σωματίδιο οι επιστήμονες το ονόμασαν ουδέτερο φερμιόνιο, ή αγγλιστί neutral fermion.

Όλα γίνονται με την παρατήρηση του πώς επιτρέπει ένα υλικό να περάσει ο ηλεκτρισμός από μέσα του. Τα μέταλλα είναι καλοί αγωγοί του ηλεκτρισμού, ενώ άλλα υλικά είναι κακοί αγωγοί του ηλεκτρισμού. Αυτό σημαίνει ότι στην πρώτη περίπτωση έχουμε ταχεία κίνηση των ηλεκτρονίων. Από την άλλη πλευρά, ακόμα και τα μέταλλα, όταν επηρεαστούν από ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο ενδέχεται να γίνουν κακοί αγωγοί του ηλεκτρισμού, ένα φαινόμενο που ονομάζεται κβαντικός παλμός.

In a surprising discovery, Princeton physicists have observed an unexpected quantum behavior in an insulator made from a material called tungsten ditelluride. This phenomenon, known as quantum oscillation, is typically observed in metals rather than insulators, and its discovery offers new insights into our understanding of the quantum world. The findings also hint at the existence of an entirely new type of quantum particle. The research was done under the supervision of Prof. Sanfeng Wu (second from left), seen here in January 2020 with members of his lab, including the two co-first-authors: graduate student Guo Yu (left) and postdoctoral research associate Pengjie Wang (right). Other Princeton co-authors include graduate students Yanyu Jia (center) and Michael Onyszczak (second from right). Photo by Rick Soden

Οι ερευνητές πειραματιζόμενοι με ένα τύπο βολφραμίου, μπόρεσαν για πρώτη φορά να παρατηρήσουν μία παρόμοια συμπεριφορά σε έναν κακό αγωγό του ηλεκτρισμού, με αλλαγή κατάστασης σε κβαντικό επίπεδο που τους οδήγησε στο συμπέρασμα ότι βρίσκονται ενώπιον μίας εξαιρετικής ανακάλυψης, εκείνης ενός νέου σωματιδίου, ή εάν προτιμάτε μίας νέας κβαντικής κατάστασης της ύλης.

Είναι προφανές ότι πολλές μελέτες πρέπει να γίνουν πάνω σε αυτό, αλλά το σίγουρο είναι ότι ο μικρόκοσμος της ύλης είναι γεμάτος… καταστασιακές εκπλήξεις!

Πηγές: “Landau quantization and highly mobile fermions in an insulator,” by Pengjie Wang, Guo Yu, Yanyu Jia, Michael Onyszczak, F. Alexandre Cevallos, Shiming Lei, Sebastian Klemenz, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Robert J. Cava, Leslie M. Schoop, and Sanfeng Wu, was published Jan. 4 in the journal Nature (DOI: 10.1038/s41586-020-03084-9). - https://www.princeton.edu/news/2021/01/11/discovery-quantum-behavior-insulators-suggests-possible-new-particle - https://techblog.gr/gadgets/tychaia-anakalypsi-enos-neoy-kvantikoy-somatidioy/

 

 

Αλγόριθμος «βρίσκει» τον πολιτικό προσανατολισμό μας. AI algorithm over 70% accurate at guessing a person's political orientation

Ερευνητής του Πανεπιστημίου Στάνφορντ των ΗΠΑ δημιούργησε ένα έξυπνο σύστημα που βγάζει συμπεράσματα για τον πολιτικό προσανατολισμό ενός ανθρώπου. A team of researchers at Stanford University has developed an AI algorithm that proved to be slightly over 70% accurate at guessing a person's political affiliation after studying a single photograph. Hans Holbein the Younger, The Ambassadors, 1533.

Ένα «έξυπνο» σύστημα που βγάζει συμπεράσματα για τον πολιτικό προσανατολισμό ενός ανθρώπου, απλώς αναλύοντας φωτογραφίες του προσώπου του, δημιούργησε ένας ερευνητής του Πανεπιστημίου Στάνφορντ των ΗΠΑ.

The Stanford research who made headlines in 2017 for designing an AI that uses 'facial landmarks' to determine a person's sexual preference (pictured) is back with what may be another controversial system.

Ο δρ Μιχάλ Κοζίνσκι, ο οποίος έκανε τη σχετική δημοσίευση στο «Nature», σύμφωνα με τη βρετανική «Ντέιλι Μέιλ», είχε το 2017 παρουσιάσει έναν άλλο επίμαχο αλγόριθμο αναγνώρισης προσώπου, ο οποίος -υποτίθεται ότι- προσδιόριζε, πάλι μόνο από φωτογραφίες, τον σεξουαλικό προσανατολισμό κάποιου. Το νέο σύστημα ουσιαστικά αποτελεί προέκταση του προηγούμενου αλγόριθμου στο πεδίο των πολιτικών πεποιθήσεων.

Procedure used to predict political orientation from facial images. The technology was trained with more than a million images from dating websites and Facebook and programmed to focus in on expressions and posture. The machine learning system crops and resizes the face, as to reduce capturing non-facial features. Credit: Scientific Reports (2021). DOI: 10.1038/s41598-020-79310-1

Ο νέος αλγόριθμος μηχανικής μάθησης «εκπαιδεύθηκε» αναλύοντας πάνω από ένα εκατομμύριο φωτογραφίες, από το Facebook και άλλες ιστοσελίδες, ανθρώπων με γνωστές πολιτικές πεποιθήσεις, μαθαίνοντας έτσι να συσχετίζει τις εκφράσεις του προσώπου (έκφραση συναισθημάτων κ.α.) και άλλα χαρακτηριστικά (π.χ. την κλίση του κεφαλιού) με τις πολιτικές προτιμήσεις καθενός. Ένα από τα συμπεράσματα του Κοζίνσκι είναι ότι οι προοδευτικοί τείνουν περισσότερο να κοιτάζουν κατάματα την κάμερα, ενώ οι συντηρητικοί έχουν συχνότερα ένα ύφος αηδίας.

Ο Κοζίνσκι ισχυρίζεται ότι το σύστημα του μπορεί να «διαβάσει» -με μία μόνο φωτογραφία- τον πολιτικό προσανατολισμό με ακρίβεια 70% έως 72%%, δηλαδή «πέφτει μέσα» επτά στις δέκα φορές, αρκετά καλύτερα από μια αξιολόγηση στην τύχη (πιθανότητα 50% ή πέντε στις δέκα φορές). Σύμφωνα με τον ίδιο, ο μέσος άνθρωπος είναι σωστός περίπου σε ποσοστό 55%, όταν καλείται να κρίνει οπτικά πώς τοποθετείται κάποιος στην πολιτική. Τα αντίστοιχα ποσοστά για την «με το μάτι» αναγνώριση του σεξουαλικού προσανατολισμού είναι 76% (τεχνητή νοημοσύνη) έναντι 56% (άνθρωπος).

«Οι άνθρωποι μπορεί να παραβλέπουν ή να παρερμηνεύουν κάποιες ενδείξεις, αλλά αυτή η χαμηλή ακρίβεια τους δεν αντιπροσωπεύει κατ’ ανάγκη το όριο του τι μπορούν να πετύχουν οι αλγόριθμοι», σύμφωνα με τον Κοζίνσκι.

Πηγές: Michal Kosinski. “Facial recognition technology can expose political orientation from naturalistic facial images”, Scientific Reports (2021). DOI: 10.1038/s41598-020-79310-1 - https://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-9149089/AI-determine-persons-political-affiliation-based-photo-70-accuracy.html - https://www.tovima.gr/2021/01/15/science/algorithmos-vriskei-ton-politiko-prosanatolismo-mas-pos-leitourgei/

 

 

Ανακαλύφθηκε το πιο μακρινό κβάζαρ στο σύμπαν. Most distant quasar discovered sheds light on how black holes grow

Μία διεθνής ομάδα αστρονόμων ανακάλυψε το πιο μακρινό και άρα πιο πρώιμο κβάζαρ (λαμπρό ενεργό γαλαξιακό πυρήνα) στο σύμπαν, σε απόσταση 13,03 δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη, μόνο 670 εκατομμύρια χρόνια μετά τη «Μεγάλη Έκρηξη» (Μπιγκ Μπανγκ), όταν το σύμπαν είχε μόλις το 5% της σημερινής ηλικίας του. Μια καλλιτεχνική απεικόνιση του quasar J0313-1806. A team of astronomers led by the University of Arizona has observed a luminous quasar 13.03 billion light-years from Earth—the most distant quasar discovered to date. Dating back to 670 million years after the Big Bang, when the universe was only 5% its current age, the quasar hosts a supermassive black hole equivalent to the combined mass of 1.6 billion suns. Credit: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva

Το κβάζαρ, που βρίσκεται στον γαλαξία J0313-1803 και είναι τουλάχιστον 1.000 φορές πιο λαμπρό από όλον τον δικό μας γαλαξία, φιλοξενεί και τροφοδοτείται ενεργειακά από μία τεράστια μαύρη τρύπα, ισοδύναμη με τη μάζα άνω των 1,6 δισεκατομμυρίων ήλιων, η οποία είναι η πιο πρώιμη αυτού του μεγέθους που έχει βρεθεί μέχρι σήμερα. Το απρόσμενα μεγάλο μέγεθός της για τόσο πρώιμη μαύρη τρύπα εξέπληξε τους επιστήμονες, οι οποίοι δυσκολεύονται να εξηγήσουν την ύπαρξή της σε μία τόσο νεαρή φάση του σύμπαντος, καθώς θεωρητικά δεν υπήρχε αρκετός χρόνος για να γίνει τόσο μεγάλη, π.χ. μέσω συγχώνευσης μικρότερων μελανών οπών.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον κινεζικής καταγωγής Φάιγκε Γουάνγκ του Αστεροσκοπείου Στιούαρντ του Πανεπιστημίου της Αριζόνα, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό Αστροφυσικής «Astrophysical Journal Letters», καθώς και σχετική παρουσίαση σε συνέδριο της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας. Ο προηγούμενος κάτοχος του ρεκόρ μακρινότερου κβάζαρ είχε ανακαλυφθεί πριν τρία χρόνια και ήταν 20 εκατομμύρια έτη φωτός πιο κοντά στη Γη και είχε μόνο τη μισή μάζα.

An international team of astronomers have discovered the most distant quasar in the Universe, fully formed around 670 million years after the Big Bang. Credit: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva

Η υπερμεγέθης μαύρη τρύπα στο κέντρο του νέου κβάζαρ υπολογίστηκε ότι «καταπίνει» κάθε χρόνο μία μάζα ισοδύναμη με 25 ήλιους. Αντίθετα, η μαύρη τρύπα στο κέντρο του δικού μας γαλαξία βρίσκεται σχεδόν σε ύπνωση. Η ενέργεια που απελευθερώνεται από το κβάζαρ τροφοδοτεί ένα ισχυρό ρεύμα ιονισμένου αερίου που εκτινάσσεται με ταχύτητα περίπου του ενός πέμπτου της ταχύτητας του φωτός.

Τα κβάζαρ πιστεύεται ότι προκύπτουν από τεράστιες μαύρες τρύπες που καταβροχθίζουν την πέριξ ύλη, όπως αέρα ή και ολόκληρα άστρα, δημιουργώντας έτσι έναν περιστρεφόμενο δίσκο καυτών υλικών γύρω από τη μαύρη τρύπα. Λόγω της τεράστιας παραγόμενης ενέργειας, τα κβάζαρ, που παρομοιάζονται με πυρσούς κοσμικών διαστάσεων, είναι ανάμεσα στις πιο φωτεινές πηγές στο σύμπαν, συχνά ξεπερνώντας σε λάμψη και τους ίδιους τους γαλαξίες τους. Όταν οι μαύρες τρύπες των κβάζαρ δεν έχουν τίποτε άλλο πια να «φάνε» στον γαλαξία τους, σταματούν να μεγαλώνουν.

This is CosmoView Episode 17 for press release noirlab2102: The Earliest Supermassive Black Hole and Quasar in the Universe. Credit: Images and Videos: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva, ESO/M.Kornmesser, CTIO/D. Munizaga, International Gemini Observatory/Kwon O Chul. Music: Stellardrone - Comet Halley

Οι αστρονόμοι σχεδιάζουν να συνεχίσουν τη μελέτη του συγκεκριμένου κβάζαρ με επίγεια και διαστημικά τηλεσκόπια. Το νέο μεγάλο διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA, το οποίο προγραμματίζεται για εκτόξευση φέτος, αναμένεται, μεταξύ άλλων, να ρίξει περισσότερο φως γενικότερα στα μυστικά των κβάζαρ.

Πηγές: "The Most Distant Quasar in the Universe," Feige Wang, [238], Jan. 12, 4:10-4:20 p.m. EST. aas.org/meetings/aas237 - https://phys.org/news/2021-01-distant-quasar-black-holes.html - https://www.amna.gr/home/article/519876/Anakalufthike-to-pio-makrino-kbazar-sto-sumpan%E2%80%93me-mia-terastia-mauri-trupa-sto-kentro-tou

 

 

Tα μυστικά της δύναμης του ανθρώπινου μυαλού. Secrets of the Human Brain

Pablo Picasso. Study for Les Demoiselles D'Avignon. Paris, early 1907.

Τον Απρίλιο του 1970, οι μηχανικοί της NASA στο Χιούστον των ΗΠΑ προσπάθησαν επί ογδόντα ώρες και τελικά κατάφεραν (εκμεταλλευόμενοι γνώσεις, ιδέες, αντοχές αλλά και μία κάλτσα, ένα λάστιχο, κομμάτια χαρτονιού και μια πλαστική σακούλα), να διασώσουν το πλήρωμα της αποστολής «Apollo 13», το οποίο, έπειτα από μια έκρηξη στο σκάφος τους, βρισκόταν 320.000 χιλιόμετρα μακριά από τη Γη. Η ιστορία είναι σχετικά γνωστή.

Just some of the 100 preparatory drawings Picasso did before committing himself to this final version.

Λιγότερο διαδεδομένη είναι μια άλλη προσπάθεια, 63 χρόνια πριν, που καταβλήθηκε από έναν νεαρό ζωγράφο ονόματι Πάμπλο Πικάσο: θέλοντας να φιλοτεχνήσει ένα έργο πρωτόγνωρο, δοκίμασε πολλές παραλλαγές ενός πίνακα που θα αμφισβητούσε την τέχνη του παρελθόντος και θα έμενε γνωστός ως «Οι δεσποινίδες της Αβινιόν».

Το βιβλίο «Η δύναμη του νου: Επινοώντας τον κόσμο μέσα από τη δημιουργική διαδικασία» που κυκλοφορεί από τις εκδόσεις Οξύ.

Αυτό που ίσως αγνοούμε, είναι η σύνδεση των δύο ιστοριών. Τις βρίσκουμε ως ενδεικτικές της ανθρώπινης δημιουργικότητας στο βιβλίο του νευροεπιστήμονα Ντέιβιντ Ιγκλμαν και του μουσικοσυνθέτη Άντονι Μπραντ, «Η δύναμη του νου». Από τον τίτλο του, ίσως ακούγεται σαν μια new age εξύμνηση των δυνατοτήτων της επιστήμης και του ανθρώπου. Είναι έτσι;

Centuries of study have provided increasingly detailed understanding of human brain anatomy. Now scientists are turning their attention to the complex circuits that connect the brain’s many regions—some 100,000 miles of fibers called white matter, enough to circle the Earth four times. In this image taken at the Martinos Center, pink and orange bundles transmit signals critical for language. VAN WEEDEN AND L. L. WALD, MARTINOS CENTER FOR BIOMEDICAL IMAGING, HUMAN CONNECTOME PROJECT; BRAIN PREPARATION PERFORMED AT ALLEN INSTITUTE FOR BRAIN SCIENCE

«Οι γνωστικές διεργασίες που κρύβονται πίσω από τις δημιουργικές πράξεις της NASA και του Πικάσο είναι ίδιες», διαβάζουμε στην εισαγωγή του, καθώς και ότι «όποιος σπάει το καλούπι του καθιερωμένου για να δημιουργήσει κάτι καινοτόμο χρησιμοποιεί το βασικό λογισμικό που λειτουργεί σε κάθε εγκέφαλο». Το εν λόγω λογισμικό, επεξεργαζόμενο τα αισθητηριακά δεδομένα που δέχεται και παράγοντας νέες εκδοχές του κόσμου, τελικά δίνει υπόσταση σε όλα όσα μας περιβάλλουν. Κάπου εδώ βρίσκεται και ο σκοπός του βιβλίου: «Κοιτώντας την πολυπλοκότητα των τεχνών, των επιστημών και της τεχνολογίας, θα ανακαλύψουμε τα κοινά στοιχεία της καινοτομίας που ενώνουν διαφορετικούς τομείς», σημειώνουν οι συγγραφείς.

Dr. David Eagleman is a neuroscientist and writer. He directs the Laboratory of Perception and Action at Baylor College of Medicine. (Sharon Steinmann/Department of Neurobiology and Anatomy at the University of Texas, Houston Medical School)

Το ενδιαφέρον είναι ότι και η συνεργασία τους συνιστά έναν φαινομενικά απροσδόκητο συνδυασμό. Όπως λένε, όλα ξεκίνησαν όταν ο Άντονι Μπραντ, ο συνθέτης, προσκάλεσε τον Ντέιβιντ Ιγκλμαν, τον νευροεπιστήμονα, σε ένα συνέδριο για τη σχέση μουσικής και εγκεφάλου. 

Dr. Brandt is a Professor of Composition and Theory at Rice University’s Shepherd School of Music.  He has been awarded the University’s Faculty Award for Excellence in Professional Service and Leadership (2019), a George R. Brown Award for Superior Teaching (2007), and a Phi Beta Kappa Teaching Award (2001).

Μερικά χρόνια αργότερα συζητούσαν σε ένα καφέ για το θέμα της δημιουργικότητας «και εκεί διαπιστώσαμε ότι ήταν κάτι που σκεφτόμασταν και οι δύο για καιρό, από διαφορετικές αλλά συμβατές οπτικές γωνίες. Ήταν ένα ταιριαστό σμίξιμο: μέχρι το τέλος του καφέ είχαμε αποφασίσει να γράψουμε το βιβλίο μαζί».

Τάση αυτοματοποίησης

Αφετηρία του Ιγκλμαν ήταν το ενδιαφέρον του για το πώς ο νους μας επιχειρεί ασυνείδητα να αυτοματοποιήσει τα πάντα, θέμα που τον είχε απασχολήσει στο βιβλίο του «Incognito: The Secret Lives of the Brain». 

«Σκεπτόμενος τους τρόπους με τους οποίους ο εγκέφαλος χτίζει αυτοματοποιημένες συμπεριφορές, άρχισα να αναρωτιέμαι για την άλλη πλευρά του νομίσματος. Για όσα συμβαίνουν όταν ο εγκέφαλος παράγει νέες επιλογές», εξηγεί. Για τον Μπραντ, «το να ζω στον κόσμο της μουσικής σύνθεσης, μου γεννούσε πάντα την απορία πώς οι άνθρωποι παράγουν πρωτότυπες μουσικές και τι ήταν αυτό που το κοινό θεωρούσε άξιο λόγου. Η δημιουργικότητα είναι μέρος του κόσμου μου, έτσι λοιπόν άρχισα να μελετώ τα μυστικά της».

Anatomy of a Mystery: New technologies let scientists peer deep into the hidden structure of the brain. A high-resolution view of the image above reveals white matter fibers arranged in a mysterious grid structure, like longitude and latitude lines on a map. VAN WEDEEN AND L. L. WALD, MARTINOS CENTER FOR BIOMEDICAL IMAGING, HUMAN CONNECTOME PROJECT

Βασική θέση του βιβλίου (την ελληνική έκδοση του οποίου προλογίζει ο επίτιμος διευθυντής του Ευγενιδείου Πλανηταρίου Διονύσης Σιμόπουλος), είναι ότι οι ολοένα επιταχυνόμενες αλλαγές του κόσμου αντιμετωπίζονται από τους ανθρώπους με τη βοήθεια της γνωστικής τους ευελιξίας. Σύμφωνα με τους συγγραφείς, η εξήγηση βρίσκεται στη βιολογία: ενώ ο εγκέφαλος της μέλισσας έχει ένα εκατομμύριο νευρώνες, ο ανθρώπινος έχει εκατό δισεκατομμύρια, που μεταφράζονται σε μεγαλύτερη γκάμα συμπεριφορών. Ένα άλλο προνόμιο είναι ότι «έχουμε περισσότερα εγκεφαλικά κύτταρα μεταξύ της αίσθησης (τι είναι εκεί έξω;) και της δράσης (πρόκειται να κάνω αυτό)». Κάπως έτσι, η ζωή των ανθρώπων είναι ένας ανταγωνισμός μεταξύ αυτοματοποιημένης συμπεριφοράς, που αντικατοπτρίζει τις συνήθειες, και διαμεσολαβούμενης, η οποία τις υπερνικάει. Οι γνωστικές αυτές λειτουργίες χωρίζονται σε τρεις στρατηγικές: την απόκλιση, την αποδόμηση και την ανάμειξη.

Pablo Picasso. Minotaur Caressing the Hand of a Sleeping Girl with his Face (Minotaure caressant du mufle la main d'une dormeuse) from the Vollard Suite (Suite Vollard) 1933, published 1939.

Στην απόκλιση, το πρωτότυπο τροποποιείται, όπως λ.χ. συμβαίνει με τις κυματιστές προσόψεις κτιρίων του αρχιτέκτονα Φρανκ Γκέρι και με τη «μαλακή ρομποτική», που αντί για μέταλλα χρησιμοποιεί υφάσματα. Στην αποδόμηση, ένα σύνολο διαλύεται, με χαρακτηριστικά παραδείγματα την κυβιστική ζωγραφική και τον διαχωρισμό του μορίου της ινσουλίνης από τον χημικό Φρέντερικ Σάνγκερ. Στην ανάμειξη, δύο ή περισσότερα στοιχεία ενώνονται και οδηγούν στον Μινώταυρο και στη Σφίγγα, αλλά και στη μουσική που ενσωματώνει samples παλιότερων τραγουδιών.

Η διαχρονικότητα τέτοιων παραδειγμάτων οφείλεται στο γεγονός ότι οι άνθρωποι κοιτούν πάντα προς το μέλλον. «Ο στόχος δεν είναι το σωστό, είναι το επόμενο», λένε οι Ιγκλμαν και Μπραντ, καθώς και ότι «η αποφυγή της επανάληψης είναι ο θεμέλιος λίθος της ανθρώπινης κουλτούρας». Σαν κάπως βαρύγδουπο όμως να ακούγεται το τελευταίο. Τα περισσότερα παραδείγματα των συγγραφέων προέρχονται από τη δυτική νεωτερικότητα, γνωστή για τα δυναμικά χαρακτηριστικά της, τα οποία αποτυπώνονται και σε ένα γράφημα του βιβλίου. Στο παρελθόν, όμως, αρκετοί πολιτισμοί άκμασαν παρότι μεταβάλλονταν πιο αργά και σταθερά, χώρια που οι έννοιες της δημιουργικότητας και της αλλαγής ενδέχεται να αντικατοπτρίζουν σύγχρονες και εξατομικευμένες επιθυμίες και προσλαμβάνουσες. Πώς λοιπόν εξασφαλίζεται η οικουμενικότητα των υποθέσεων του βιβλίου;

«Είναι αλήθεια ότι η έρευνα περί δημιουργικότητας θα ωφελούταν πολύ από μια μεγαλύτερη ποικιλομορφία στα υποκείμενά της», αποκρίνονται οι συγγραφείς. «Όπως δείχνει και το βιβλίο του Τζόζεφ Χένρικ “The weirdest people in the world”, υπάρχει μια τάση στην ψυχολογία να εξάγει “οικουμενικά” συμπεράσματα από ένα περιορισμένο δείγμα δυτικών υποκειμένων. Στην πραγματικότητα, αυτά τα “δυτικά, μορφωμένα, βιομηχανοποιημένα, εύπορα και δημοκρατικά” άτομα αποδεικνύονται συχνά εξαιρέσεις. Ωστόσο, η ανάλυσή μας περί δημιουργικότητας επικεντρώνεται σε πιο θεμελιώδη χαρακτηριστικά του εγκεφάλου, όπως ο ρόλος του στην πραγματοποίηση προβλέψεων, και σε φαινόμενα σαν την “καταστολή λόγω επανάληψης” (σ.σ.: η ολοένα και μικρότερη αντίδραση του εγκεφάλου σε ό,τι συνηθίζει). Με δεδομένο λοιπόν ότι όλοι έχουμε τα ίδια βιολογικά χαρακτηριστικά, τα παραπάνω δεν προσδιορίζονται πολιτισμικά».

Οι καινοτομίες

People with spinal cord injuries can’t move because the brain and body no longer communicate. Scientists hope to restore motion with a mechanical skeleton controlled by the wearer’s thoughts. It’s a daunting challenge: Hundreds of sensors must be implanted in the brain to send commands to the exoskeleton. Signals must also travel in reverse, from touch sensors telling the brain where the body is in space. JASON TREAT, NGM STAFF; ANTHONY SCHICK. ART: BRYAN CHRISTIE. SOURCES: MIGUEL NICOLELIS, DUKE UNIVERSITY; GORDON CHENG, INSTITUTE FOR COGNITIVE SYSTEMS, TECHNISCHE UNIVERSITAT MÜNCHEN, GERMANY

Μιλώντας για πολιτισμικούς προσδιορισμούς, ο Ιγκλμαν και ο Μπραντ τονίζουν ότι μια καινοτομία είναι από μόνη της ανεπαρκής: αυτό που χρειάζεται είναι η απήχηση στην κοινωνία. Ο δημιουργός και το κοινό του δεσμεύονται από πολιτιστικούς περιορισμούς αλλά και από το ιστορικό γίγνεσθαι, για αυτό διαφέρουν το ευρωπαϊκό μπαλέτο και ο ινδικός χορός, οι αγγλικοί και οι γαλλικοί κήποι, η επιτυχία της εφεύρεσης του τρανζίστορ στις ΗΠΑ και στο Παρίσι του Δευτέρου Παγκοσμίου Πολέμου.

 Εδώ, θα μπορούσε κανείς να προσθέσει ότι η ανθρώπινη δημιουργικότητα δεν σχετίζεται με το κοινωνικό πλαίσιο μόνο με όρους γούστου ή δεκτικότητας στις αλλαγές. Στοχαστές, από τον Βέμπερ και τον Ντιρκέμ, μέχρι τον Μπουρντιέ και τον Φουκό, έχουν δείξει ότι ο τρόπος που δρούμε και πράττουμε, επηρεάζεται ή και ορίζεται από την κοινωνική δομή και τις διάφορες μορφές εξουσίας. Άραγε, λοιπόν, θα μπορούσαμε να περιμένουμε τους ίδιους τύπους δημιουργικότητας από όλα τα κοινωνικά στρώματα; 

The Glow of Memory: When you form a memory, “there’s a physical change in the brain,” says Don Arnold, of the University of Southern California. Red and green dots on the branches extending from this rat neuron show where it contacts other neurons. As the rat forms new memories, new dots appear and old ones vanish. GARRETT GROSS AND DON ARNOLD, UNIVERSITY OF SOUTHERN CALIFORNIA

Ο Ντέιβιντ Ιγκλμαν και ο Άντονι Μπραντ απαντούν ότι «όταν η δημιουργικότητα ευδοκιμεί, υπάρχει ένας ενάρετος κύκλος ανατροφοδότησης μεταξύ της ικανότητας ενός μυαλού να παράγει πιθανούς νεωτερισμούς και της κοινωνικής επιβράβευσης μιας καινοτομίας. Οι δημιουργικές πράξεις δεν θα ήταν δυνατές χωρίς την πρώτη και δεν θα ευημερούσαν χωρίς τη δεύτερη. Επίσης, όπως σημειώνουμε στο βιβλίο, το πολιτισμικό πλαίσιο παράγει συχνά τροχιές οι οποίες ορίζουν μέχρι πού μπορεί να φτάσει ένας δημιουργικός νους. Ο Μπετόβεν ήταν ο πιο πειραματικός Ευρωπαίος συνθέτης της εποχής του, αλλά ποτέ δεν ζήτησε από τους εκτελεστές του να κινηθούν ανάμεσα στις μουσικές τονικότητες, να χρησιμοποιήσουν υποδιαιρέσεις του ημιτονίου ή να παίξουν ταυτόχρονα αλλά ασυγχρόνιστα, στοιχεία δηλαδή της ιαπωνικής μουσικής Gagaku που αναπτύχθηκε την ίδια περίοδο στην άλλη άκρη του κόσμου».

Οι συγγραφείς προσθέτουν και κάτι λίγο πιο επίκαιρο. «Είναι αλήθεια ότι η δημιουργικότητα δεν επιστρατεύεται από όλους τους κλάδους», σημειώνουν. «Αλλά η πανδημία έχει δείξει ότι ακόμα και άνθρωποι σε διαδικαστικά επαγγέλματα χρειάστηκε να καινοτομήσουν και να φανταστούν αλλιώς τον εαυτό τους ενόψει των νέων προκλήσεων.

Η πανδημία έχει προκαλέσει ανείπωτο πόνο και αγωνία, αλλά έχει λειτουργήσει και ως περιπτωσιολογική μελέτη του ανθρώπινου είδους και της ευέλικτης σκέψης του σε κάθε πτυχή της ζωής».

Η πανδημία έδειξε ότι καμία πτυχή της ζωής δεν είναι εξασφαλισμένη

The visual cortex of the human brain, and its primary pathways. By Selket, via Wikimedia Commons.

Αφού ολοκληρώσουν την ανάλυση της ανθρώπινης δημιουργικότητας (αφήνοντας εκτός τον ρόλο των συναισθημάτων, καθώς, όπως απαντούν σε σχετική μας ερώτηση, «η εμπειρία τους είναι υποκειμενική και δύσκολα γίνονται γενικεύσεις»), ο Ντέιβιντ Iγκλμαν και ο Άντονι Μπραντ προχωρούν και σε προτάσεις για την εφαρμογή της. Αυτές συνοψίζονται στην αφοβία μπροστά στο ρίσκο, στη διαρκή εξερεύνηση διαφορετικών εκδοχών μιας δημιουργικής πράξης, στην εύρεση της χρυσής τομής μεταξύ οικειότητας και καινοτομίας (ώστε και μια αίσθηση ασφάλειας να επιτυγχάνεται από μια καινούργια ιδέα, αλλά και νέοι ορίζοντες να ανοίγονται) κ.ά.

Oι Anthony Brandt (συνθέτης) και David Eagleman (νευροεπιστήμονας) εξετάζουν Τέχνη και Επιστήμη μαζί για να κατανοήσουν πώς οι καινοτομίες –από τους πίνακες του Πικάσο μέχρι το iPhone του Steve Jobs– στηρίζονται σε ό,τι υπάρχει ήδη αλλά και στις βασικές λειτουργίες του εγκεφάλου. Αυτό το μανιφέστο… μας δείχνει πώς οι δύο αυτοί παράγοντες καλλιεργούν αμφότεροι τη δημιουργικότητα  – The Wall Street Journal. O David Eagleman με τον θρυλικό Nick Cave, στην συνέντευξη για το ντοκιμαντέρ The Creative Brain / Netflix

Κυρίως, όμως, εστιάζουν στη σημασία της καλλιέργειας της δημιουργικότητας στο εκπαιδευτικό σύστημα. Ποιο είναι κατά τη γνώμη τους το ιδανικό σχολείο; «Πέραν της εξειδίκευσης που απαιτείται σε κάθε τομέα, όλες οι πτυχές της δημιουργικής διαδικασίας μπορούν να διδαχθούν με τη βοήθεια των τεχνών», επισημαίνουν. «Για παράδειγμα, η χρήση του παρελθόντος ως εφαλτηρίου, η διαφοροποίηση από το οικείο, η δημιουργία πολλαπλών νέων επιλογών. Το πιο αποκαρδιωτικό είναι ότι ειδικά στα αμερικανικά δημόσια σχολεία, η ενσωμάτωση της δημιουργικότητας στη διδακτέα ύλη οφείλεται συχνά στις διακριτικές πρωτοβουλίες των δασκάλων. Όταν διδάσκονται οι τέχνες, οι ασκήσεις φτάνουν συνήθως μέχρι την πιστή αναπαραγωγή πρωτοτύπων, παρά στην αντιμετώπιση αυτών ως ένα πρώτο βήμα. Στον ιδανικό για εμάς κόσμο, οι δημιουργικές πρακτικές θα διδάσκονταν σε όλα τα πεδία ταυτόχρονα, με τις τέχνες να αποτελούν ένα αναπόσπαστο κομμάτι της διαδικασίας. Αντί λοιπόν να επιδοκιμάσουμε ένα συγκεκριμένο εκπαιδευτικό σύστημα, θα ενθαρρύναμε τα σχολικά συμβούλια να σχεδιάσουν ένα πρόγραμμα διδασκαλίας που να εξυπηρετεί τους μαθητές. Υπάρχουν κυριολεκτικά αμέτρητοι τρόποι να γίνει κάτι τέτοιο».

Μιλώντας για έναν ιδανικό για τη δημιουργικότητα κόσμο, θα μπορούσαν να τον συσχετίσουν με το επώδυνο παρόν; «Η πανδημία έχει δείξει ότι καμία πτυχή της ζωής των ανθρώπων δεν είναι σταθερά εξασφαλισμένη, ακόμα και σε μια μελλοντική κοινωνία», καταλήγουν οι Iγκλμαν και Μπραντ. «Η ζωή θα μας δοκιμάζει συνεχώς. Ποιο άλλο είδος θα μπορούσε να έχει ανταποκριθεί σε μια παγκόσμια πανδημία με τόση επινοητικότητα; Eχουμε δει σχεδόν κάθε κανονικότητα να ανατρέπεται και ωστόσο, σε γενικές γραμμές, προσαρμοζόμαστε. Δεν μιλάμε μόνο για κάποιους ανθρώπους που λύνουν προβλήματα για χάρη των υπολοίπων: ζούμε μια κατάσταση στην οποία όλοι βοηθούν και όλοι συνεισφέρουν λιγότερο ή περισσότερο, είτε πρόκειται για τη φροντίδα των παιδιών, είτε για την ανάπτυξη νέων εμβολίων. Όλοι βιώνουμε από πρώτο χέρι τη συμφορά που έχει βρει την ανθρωπότητα – με μερικές ακόμα να πλησιάζουν, χάρη στην κλιματική αλλαγή και σε άλλες προκλήσεις. Το καλύτερο λοιπόν που μπορούμε να κάνουμε είναι να προετοιμάσουμε τους νέους ώστε να γίνουν ευφάνταστοι στοχαστές, έτοιμοι να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις των καιρών. Δυστυχώς, όπως δείχνουν πρόσφατες έρευνες, η πρόσβαση στην καινοτομία εξασφαλίζεται συχνά από τους οικονομικά προνομιούχους. Αυτή είναι η θεμελιώδης αλλαγή που πρέπει να συμβεί ώστε να οδηγηθούμε σε έναν πιο εύρωστο πολιτισμό απόκλισης, αποδόμησης και ανάμειξης».

Πηγές: https://www.kathimerini.gr/opinion/interviews/561213079/ta-mystika-tis-dynamis-toy-anthropinoy-myaloy/ - https://www.eagleman.com/thebrain - https://www.nationalgeographic.com/magazine/2014/02/brain/ - https://creativebrainmovie.com/

 

 

 

 

 

 

Στο «φως» άγνωστος πίνακας του Ελ Γκρέκο. Previously Unknown El Greco Painting Comes to Light in Spain

Χρειάστηκαν πάνω από δύο χρόνια εργασίας, μελετών και αναλύσεων προκειμένου να πιστοποιηθεί η αυθεντικότητα του έργου του Ελ Γκρέκο. A small-scale painting of Jesus Christ wearing the crown of thorns and carrying the cross has been authenticated as a work by the Renaissance painter El Greco. Detalle del Cristo atribuido al Greco. CAEM

Ένας μικρών διαστάσεων πίνακας που ανήκει σε ιδιώτη συλλέκτη και απεικονίζει τον Ιησού με το αγκάθινο στεφάνι να φέρει τον σταυρό, αποδόθηκε στον κορυφαίο έλληνα ζωγράφο Δομήνικο Θεοτοκόπουλο, γνωστό και ως Ελ Γκρέκο.

El Greco, Christ Carrying the Cross, 1580, 105 X 59 cm, Metropolitan Museum of Arts - New York.

H αυθεντικότητα του έργου -που παρουσιάζει ομοιότητες με τον πίνακα «Ο Χριστός φέρων τον Σταυρόν» (1580)- πιστοποιήθηκε μετά από εκτεταμένη ανάλυση και έρευνα που πραγματοποιήθηκε στο Center d’Art d’Època Moderna (CAEM) του Πανεπιστημίου της Λιέιδα στην Καταλονία.

Ο καθηγητής Ιστορίας της Τέχνης και διευθυντής του CAEM, δρ. Σίμο Κομπάνι συνεργάστηκε με την Κάρμεν Γκαρίδο, ιδρύτρια και διευθύντρια του Τμήματος Τεκμηρίωσης του Μουσείου του Πράδο, καθώς και την ερευνήτρια Μαριόνα Ναβάρο.

Όπως δήλωσε στην El Pais «χρειάστηκαν πάνω από δύο χρόνια συναρπαστικής εργασίας, μελετών και αναλύσεων. Για μας είναι μεγάλη είδηση και ένας φόρος τιμής στην Κάρμεν, η οποία απεβίωσε ξαφνικά στις 8 Δεκεμβρίου».

The newly authenticated El Greco painting. COURTESY CAEM

Σύμφωνα με τα αποτελέσματα του CAEM, πρόκειται για δημιουργία του ίδιου του Δομήνικου Θεοτοκόπουλου και όχι για έργο του εργαστηρίου ή των μαθητών του. Μέρος των αναλύσεων αφορούσε τη σύγκριση του πίνακα με έργα του ζωγράφου τα οποία βρίσκονται στις συλλογές του Μουσείου Ελ Γκρέκο στο Τολέδο και του Πράδο στη Μαδρίτη.

Ο δρ. Κομπάνι πιστεύει ότι το έργο μπορεί να ήταν άγνωστο μέχρι τώρα επειδή ο ζωγράφος το κράτησε στο εργαστήριό του και δεν το παρουσίασε σε έκθεση κατά τη διάρκεια της ζωής του. Μάλιστα, θεωρεί ότι πιθανώς λειτουργούσε ως μοντέλο ή οδηγός για άλλους πίνακες με παρόμοια θεματολογία.

«Ωστόσο, λόγω του εκλεπτυσμένου φινιρίσματος του εξαιρετικού αυτού έργου και λαμβάνοντας υπόψιν το μικρό μέγεθος του, μπορεί επίσης να προοριζόταν για το ιδιωτικό παρεκκλήσι κάποιου ευγενή ή κληρικού», πρόσθεσε.

Πηγές: https://elpais.com/cultura/2021-01-02/ - https://www.artnews.com/art-news/news/el-greco-painting-authenticated-1234580702/ - https://www.tovima.gr/2021/01/09/culture/sto-fos-agnostos-pinakas-tou-el-gkreko/

 

Ένα ξεχωριστό μάγναστρο. Chandra Studies Extraordinary Magnetar

Το J1818.0-1607 ξεχωρίζει διότι είναι το νεώτερο γνωστό μάγναστρο, με μια ηλικία που υπολογίζεται γύρω στα 500 χρόνια. Επίσης περιστρέφεται γρηγορότερα από κάθε άλλο γνωστό μάγναστρο εκτελώντας 1 περιστροφή ανά 1,4 δευτερόλεπτα. In 2020, astronomers added a new member to an exclusive family of exotic objects with the discovery of a magnetar. New observations from NASA’s Chandra X-ray Observatory help support the idea that it is also a pulsar, meaning it emits regular pulses of light. This composite image contains a wide field of view in the infrared from two NASA missions, the Spitzer Space Telescope and the Wide-Field Infrared Survey Explorer (WISE), taken before the magnetar’s discovery. X-rays from Chandra show the magnetar in purple. The magnetar is located close to the plane of the Milky Way galaxy at a distance of about 21,000 light-years from Earth. Image credit: X-ray: NASA/CXC/Univ. of West Virginia/H. Blumer; Infrared (Spitzer and Wise): NASA/JPL-CalTech/Spitzer

Τα μάγναστρα είναι ένας ιδιαίτερος τύπος άστρων νετρονίων που δημιουργούν ισχυρότατα μαγνητικά πεδία. Πόσο ισχυρά;

Η ένταση του μαγνητικού πεδίου της Γης είναι της τάξης του ενός Gauss(=10-4Tesla), ενώ ο μαγνήτης του ψυγείου δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο περίπου 100 Gauss. Τα μάγναστρα, από την άλλη πλευρά, δημιουργούν μαγνητικά πεδία περίπου ενός εκατομμυρίου δισεκατομμυρίων Gauss. Αν ένα μάγναστρο βρισκόταν σε απόσταση περίπου 60.000 χιλιομέτρων από τη Γη, θα διέγραφε τα δεδομένα από όλες τις πιστωτικές κάρτες στη Γη!

Στις 12 Μαρτίου του 2020, oι αστρονόμοι ανίχνευσαν ένα νέο μάγναστρο με το τηλεσκόπιο Neil Gehrels Swift της NASA, σε απόσταση περίπου 21.000 ετών φωτός από τη Γη.

Πρόκειται για το 31ο γνωστό μάγναστρο, από τα περίπου 3.000 γνωστά άστρα νετρονίων, το οποίο ονομάστηκε J1818.0-1607.

Το J1818.0-1607 ξεχωρίζει διότι είναι το νεώτερο γνωστό μάγναστρο, με μια ηλικία που υπολογίζεται γύρω στα 500 χρόνια. Επίσης περιστρέφεται γρηγορότερα από κάθε άλλο γνωστό μάγναστρο εκτελώντας 1 περιστροφή ανά 1,4 δευτερόλεπτα.

Astronomers recently found the fastest spinning and possibly the youngest magnetar yet. J1818.0-1607 is located about 21,000 light years away in the Milky Way galaxy. Magnetars are a special class of neutron stars with extremely powerful magnetic fields. Researchers needed Chandra and other telescopes to learn about this unusual object. Credit: Chandra X-ray Observatory

Οι παρατηρήσεις του διαστημικού τηλεσκοπίου Chandra του J1818.0-1607 που λήφθηκαν τρεις εβδομάδες μετά την ανακάλυψη από το Swift έδωσαν στους αστρονόμους την πρώτη εικόνα υψηλής ανάλυσης αυτού του αντικειμένου με ακτίνες Χ. Τα δεδομένα του Chandra αποκάλυψαν μια σημειακή πηγή στην θέση που βρίσκονταν το μάγναστρο, περιβαλλόμενη από διάχυση ακτίνων Χ, πιθανότατα εξαιτίας της ανάκλασής των από την μεσοαστρική σκόνη στην γειτονιά της. Ο Harsha Blumer του Πανεπιστημίου της Δυτικής Βιρτζίνια και ο Samar Safi-Harb του Πανεπιστημίου της Μανιτόμπα στον Καναδά δημοσίευσαν τα αποτελέσματα των παρατηρήσεων του J1818.0-1607 με το Chandra, στο περιοδικό Astrophysical Journal Letters με τίτλο: “Chandra observations of the newly discovered magnetar Swift J1818.0-1607”.

Πηγές: https://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/images/chandra-studies-extraordinary-magnetar.html - https://physicsgg.me/2021/01/09/