Cedera sumsum tulang belakang dapat memutus komunikasi antara otak dan bagian sumsum tulang belakang yang berfungsi untuk berjalan, sehingga dapat menyebabkan kelumpuhan permanen. Untuk memulihkan komunikasi ini, tim mengembangkan antarmuka otak-tulang belakang, yang terdiri dari dua sistem implan: satu untuk merekam aktivitas kortikal dan yang lainnya untuk menstimulasi secara elektrik wilayah sumsum tulang belakang yang mengontrol pergerakan kaki.
Untuk memantau sinyal dari otak, jaringan elektroda 64 saluran ditanamkan di otak peserta di wilayah yang merespons niat untuk menggerakkan anggota tubuh bagian bawah. Algoritme berbasis kecerdasan buatan kemudian menerjemahkan sinyal otak ini secara real time, untuk memprediksi niat motorik pengguna, dan mengubahnya menjadi perintah stimulasi untuk mengaktifkan otot kaki.
Perangkat kedua adalah neurostimulator yang terhubung ke rangkaian elektroda, yang ditanamkan di wilayah sumsum tulang belakang yang mengontrol pergerakan kaki. Perangkat ini memberikan rangsangan listrik yang diperlukan untuk mengaktifkan otot-otot kaki – yang pada dasarnya menciptakan jembatan digital antara otak dan sumsum tulang belakang. Seluruh sistem beroperasi secara nirkabel, memungkinkan pengguna untuk bergerak secara mandiri.
Tim menguji sistem tersebut pada seorang pria berusia 38 tahun yang mengalami cedera tulang belakang akibat kecelakaan sepeda 10 tahun sebelumnya. Setelah operasi implan, jembatan ini memungkinkan peserta untuk mendapatkan kembali kontrol intuitif atas gerakan kakinya, memungkinkan dia untuk berdiri, berjalan dengan kruk, menaiki tangga, dan melintasi medan yang rumit. Antarmuka otak-tulang belakang tetap dapat diandalkan dan stabil selama lebih dari satu tahun penggunaan, termasuk di rumah tanpa pengawasan.
Penelitian ini membawa harapan bagi orang-orang yang mengalami cedera tulang belakang dan itulah sebabnya kami sangat senang menyebutnya sebagai Terobosan Tahun Ini untuk tahun 2023.
Kriteria seleksi
Grafik Dunia Fisika Terobosan Tahun Ini 2023 dipilih oleh panel Dunia Fisika editor, yang menyaring ratusan pembaruan penelitian dan berita yang diterbitkan di situs web tahun ini di semua bidang fisika. Selain dilaporkan masuk Dunia Fisika pada tahun 2023, pemenang harus memenuhi kriteria sebagai berikut:
- Kemajuan yang signifikan dalam pengetahuan atau pemahaman
- Pentingnya pekerjaan untuk kemajuan ilmiah dan/atau pengembangan aplikasi dunia nyata
- Kepentingan umum untuk Dunia Fisika pembaca
Sembilan runner-up yang melengkapi 10 Terobosan Teratas kami untuk tahun 2023 tercantum di bawah ini dalam urutan kronologis kapan hal tersebut dilaporkan pada tahun XNUMX. Dunia Fisika.
Untuk Xenofon Strakosas, Hanne Biesmans, Magnus Berggren dan rekan-rekannya di Universitas Linköping, Universitas Lund, dan Universitas Gothenburg yang telah mengembangkan cara untuk melakukannya membuat sirkuit elektronik langsung di dalam jaringan hidup. Menghubungkan jaringan saraf dengan elektronik menyediakan cara untuk mempelajari sinyal listrik kompleks dari sistem saraf atau memodulasi sirkuit saraf untuk mengobati penyakit. Namun, ketidaksesuaian antara perangkat elektronik yang kaku dan jaringan lunak berisiko merusak sistem kehidupan yang rumit. Sebagai gantinya, tim menggunakan gel yang dapat disuntikkan untuk membuat elektroda lembut langsung di dalam tubuh. Setelah disuntikkan ke jaringan hidup, enzim dalam gel memecah metabolit endogen dalam tubuh, yang memicu polimerisasi enzimatik monomer organik dalam gel, mengubahnya menjadi elektroda penghantar lunak yang stabil. Para peneliti memvalidasi proses tersebut dengan menyuntikkan gel ke ikan zebra dan lintah obat, di mana gel tersebut berpolimerisasi dan menumbuhkan elektroda di dalam jaringan.
Untuk Tejin Cai di Universitas Rochester di AS dan Universitas York di Kanada, serta rekan-rekan yang bekerja di Fermilab's MINERvA eksperimen untuk menunjukkan bagaimana informasi tentang struktur internal proton dapat diperoleh dari hamburan neutrino dari target plastik. Neutrino merupakan partikel subatom yang terkenal jarang berinteraksi dengan materi. Jadi, ada keraguan ketika Cai, seorang peneliti pascadoktoral, menyatakan bahwa hamburan neutrino dari proton dalam plastik dapat diamati. Tantangan besar bagi tim ini adalah mengamati sinyal dari neutrino yang tersebar dari proton tunggal (inti hidrogen) dalam latar belakang neutrino yang jauh lebih besar yang tersebar dari proton yang terikat dalam inti karbon. Untuk mengatasi masalah ini, mereka mensimulasikan sinyal hamburan karbon dan dengan hati-hati menguranginya dari data eksperimen. Selain memberikan wawasan tentang struktur proton, teknik ini juga dapat memberikan penjelasan lebih lanjut tentang bagaimana neutrino berinteraksi dengan materi.
Kepada Celia Viermann dan Markus Oberthaler dari Universitas Heidelberg, Jerman, bersama dengan Stefan Floerchinger dari Universitas Jena, Jerman, dan rekan-rekannya di Universidad Complutense de Madrid, Spanyol, Ruhr-Universität Bochum, Jerman dan Université libre de Bruxelles, Belgia, karena menggunakan kondensat Bose–Einstein (BEC) untuk mensimulasikan perluasan alam semesta dan bidang kuantum di dalamnya. Dalam sistem simulasi ini, kondensat mewakili alam semesta, sementara fonon yang bergerak melewatinya berperan sebagai medan kuantum. Dengan mengubah panjang hamburan atom di BEC, tim membuat “alam semesta” berkembang dengan kecepatan berbeda dan mempelajari bagaimana fonon menyebarkan fluktuasi kepadatan di dalamnya. Teori kosmologi memperkirakan bahwa efek serupa bertanggung jawab atas penyemaian struktur berskala besar di alam semesta awal, sehingga simulasi alam semesta dapat menghasilkan wawasan berharga tentang bagaimana alam semesta asli bisa menjadi seperti sekarang ini.
Untuk Romain Tirol dan Riccardo Sapienza di Imperial College London dan rekan-rekannya untuk mendemonstrasikan interferensi celah ganda Young pada waktunya. Pengamatan interferensi gelombang cahaya pada abad ke-19 oleh Thomas Muda adalah salah satu eksperimen paling ikonik dalam sejarah fisika dan memberikan dukungan mendasar terhadap teori gelombang cahaya. Meskipun eksperimen tersebut dan eksperimen serupa lainnya melibatkan difraksi cahaya melalui sepasang celah sempit di ruang angkasa, para peneliti di Inggris dan di tempat lain menunjukkan bahwa efek setara dapat dicapai dengan menggunakan celah ganda dalam waktu. Analog temporal melibatkan momentum tetap tetapi frekuensinya berubah. Suatu material yang dua celahnya muncul dengan cepat dan kemudian menghilang, satu demi satu, akan menyebabkan gelombang masuk mempertahankan jalurnya di ruang angkasa tetapi frekuensinya menyebar. Para peneliti mencapai hal ini dengan menghidupkan dan mematikan reflektifitas cermin semikonduktor dua kali berturut-turut dan merekam pinggiran interferensi sepanjang spektrum frekuensi cahaya yang dipantulkan dari cermin. Mereka melihat bahwa interferensi terjadi antar gelombang pada frekuensi berbeda – bukan pada posisi spasial berbeda. Pekerjaan ini dapat memiliki beberapa aplikasi seperti saklar optik untuk pemrosesan sinyal dan komunikasi atau dalam komputasi optik.
Untuk Ben Lanyon dan rekan-rekannya di Universitas Innsbruck, Austria, dan Universitas Paris-Saclay, Prancis, yang membuat repeater kuantum dan menggunakannya untuk mentransfer informasi kuantum dalam jarak 50 km melalui serat telekomunikasi standar, sehingga menunjukkan semua fungsi utama dari jaringan kuantum jarak jauh dalam satu sistem. Tim menciptakan repeater kuantum dari sepasang ion kalsium-40 yang terperangkap yang memancarkan foton setelah disinari dengan pulsa laser. Foton-foton ini, yang masing-masing terjerat dengan ion “induknya”, kemudian diubah menjadi panjang gelombang telekomunikasi dan dikirim ke serat optik terpisah sepanjang 25 km. Terakhir, repeater menukar belitan kedua ion, meninggalkan dua foton terjerat dengan jarak 50 km – kira-kira jarak yang diperlukan untuk membuat jaringan berskala besar dengan banyak node.
Melihat Wai Hla, Volker Rose at Argonne National Laboratory di AS dan rekan-rekannya untuk pencitraan atom tunggal dengan sinar-X sinkrotron. Sampai saat ini, ukuran sampel terkecil yang dapat dianalisis menggunakan mikroskop terowongan pemindaian sinar-X synchrotron adalah attogram, yaitu sekitar 10,000 atom. Hal ini karena sinyal sinar-X yang dihasilkan oleh satu atom sangat lemah dan detektor konvensional tidak cukup sensitif untuk mendeteksinya. Untuk menyiasati hal ini, tim menambahkan ujung logam tajam ke detektor sinar-X konvensional, yang ditempatkan hanya 1 nm di atas sampel yang akan dipelajari. Saat ujung tajam digerakkan melintasi permukaan sampel, elektron menerobos ruang antara ujung dan sampel, menciptakan arus dan ini pada dasarnya mendeteksi “sidik jari” yang unik untuk setiap elemen. Hal ini memungkinkan tim untuk menggabungkan resolusi spasial ultra tinggi dari pemindaian mikroskop terowongan dengan sensitivitas kimia yang dihasilkan oleh pencahayaan sinar-X yang intens. Teknik ini dapat diterapkan dalam desain material serta ilmu lingkungan melalui kemampuan melacak bahan beracun hingga tingkat yang sangat rendah.
Ke Kolaborasi EIGER karena menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) untuk menemukan bukti kuat bahwa galaksi-galaksi awal bertanggung jawab atas reionisasi alam semesta awal. Reionisasi terjadi sekitar 1 miliar tahun setelah Big Bang dan melibatkan ionisasi gas hidrogen. Hal ini memungkinkan cahaya yang seharusnya diserap oleh hidrogen dapat mencapai teleskop saat ini. Reionisasi tampaknya dimulai ketika gelembung lokal tumbuh dan menyatu. Gelembung-gelembung ini tercipta dari sumber radiasi, dan salah satu kemungkinannya adalah berasal dari bintang-bintang di galaksi. Para peneliti EIGER menggunakan Kamera Inframerah Dekat JWST untuk melihat cahaya dari quasar kuno yang melewati gelembung terionisasi. Mereka menemukan korelasi antara lokasi galaksi dan gelembung, menunjukkan bahwa cahaya dari galaksi awal memang bertanggung jawab atas reionisasi.
Kepada Meng Wang, Songlin Shi dan Jay Fineberg dari Universitas Ibrani Yerusalem, Israel, karena menemukan bahwa retakan pada material tertentu dapat menyebar lebih cepat daripada kecepatan suara. Hasil tersebut bertentangan dengan hasil eksperimen sebelumnya dan prediksi berdasarkan teori klasik, yang menyatakan bahwa perambatan retakan supersonik tidak mungkin terjadi karena kecepatan suara dalam suatu material mencerminkan seberapa cepat energi mekanik dapat bergerak melaluinya. Pengamatan tim mungkin menunjukkan adanya apa yang disebut dinamika “supershear” yang diatur oleh prinsip-prinsip yang berbeda dari prinsip-prinsip yang memandu retakan klasik, seperti yang diperkirakan oleh Michael Marder dari University of Texas di Austin, AS hampir 20 tahun sebelumnya.
Ke Kolaborasi ALPHA untuk menunjukkan bahwa antimateri merespons gravitasi dengan cara yang sama seperti materi. Para fisikawan menggunakan eksperimen ALPHA-g di CERN untuk melakukan pengamatan langsung pertama terhadap atom antimateri yang jatuh bebas – antihidrogen yang terdiri dari antiproton yang terikat pada antielektron. Hal ini dilakukan dalam ruang vakum silinder tinggi di mana antihidrogen pertama kali ditahan dalam perangkap magnet. Antihidrogen dilepaskan dari perangkap dan dibiarkan musnah di dinding ruangan. Tim menemukan bahwa lebih banyak pemusnahan terjadi di bawah titik pelepasan dibandingkan di atasnya. Setelah mempertimbangkan gerakan termal antihidrogen, tim menyimpulkan bahwa antimateri jatuh. Menariknya, percepatan antihidrogen akibat gravitasi adalah sekitar 75% dari percepatan yang dialami materi normal. Meskipun pengukuran ini memiliki signifikansi statistik yang rendah, hal ini membuka pintu bagi fisika baru di luar Model Standar.
Sebutan terhormat
Sebutan terhormat dalam 10 besar kami tahun ini ditujukan kepada fisikawan yang bekerja dengan penghasilan $3.5 miliar Fasilitas Pengapian Nasional (NIF) di AS untuk pekerjaan yang dilakukan di lab akhir tahun lalu setelah kami memilih pemenang tahun 2022 (sehingga kami juga melewatkan pilihan terobosan tahun 2023). Pada tanggal 13 Desember 2022 lab mengumumkan pembangkitan lebih banyak energi dari reaksi fusi nuklir terkendali daripada yang dibutuhkan untuk menggerakkan reaksi tersebut. Tembakan laser, yang dilakukan pada tanggal 5 Desember 2022, melepaskan energi sebesar 3.15 juta joule (MJ) dari pelet kecil yang mengandung dua isotop hidrogen – dibandingkan dengan 2.05 MJ yang dikirimkan laser ke target. Demonstrasi perolehan energi bersih ini menandai tonggak penting dalam fusi laser.
Dunia FisikaLiputan Terobosan Tahun Ini didukung oleh Laporan Kemajuan Fisika, yang menawarkan visibilitas tak tertandingi untuk penelitian inovatif Anda.
- Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
- PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
- PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
- PlatoESG. Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
- PlatoHealth. Kecerdasan Uji Coba Biotek dan Klinis. Akses Di Sini.
- Sumber: https://physicsworld.com/a/brain-computer-interface-that-allowed-a-paralysed-man-to-walk-is-the-physics-world-2023-breakthrough-of-the-year/
- :memiliki
- :adalah
- :bukan
- :Di mana
- $3
- 000
- 1
- 10
- 13
- 15%
- 160
- 20
- 20 tahun
- 2022
- 2023
- 50
- a
- kemampuan
- Tentang Kami
- atas
- terserap
- AC
- percepatan
- kecelakaan
- Mencapai
- dicapai
- di seluruh
- kegiatan
- menambahkan
- tambahan
- memajukan
- Setelah
- algoritma
- Semua
- diizinkan
- Membiarkan
- sepanjang
- juga
- Meskipun
- an
- Kuno
- dan
- selain
- muncul
- muncul
- aplikasi
- ADALAH
- sekitar
- susunan
- buatan
- AS
- dirakit
- At
- atom
- austin
- Austria
- mobil
- latar belakang
- berdasarkan
- BE
- BEC
- karena
- menjadi
- dimulai
- makhluk
- Belgia
- di bawah
- antara
- Luar
- Besar
- Big Bang
- Milyar
- tubuh
- kedua
- terikat
- Otak
- Istirahat
- terobosan
- terobosan
- JEMBATAN
- Membawa
- tapi
- by
- panggilan
- datang
- kamar
- CAN
- karbon
- hati-hati
- Menyebabkan
- CERN
- tertentu
- menantang
- Ruang
- mengubah
- kimia
- pilihan
- Klik
- mendaki
- rekan
- Perguruan tinggi
- menggabungkan
- Komunikasi
- dibandingkan
- menarik
- lengkap
- kompleks
- terdiri dari
- terdiri
- komputasi
- Disimpulkan
- melakukan
- terhubung
- mengingat
- membangun
- kontrol
- dikendalikan
- kontrol
- konvensional
- dikonversi
- mengkonversi
- Korelasi
- Kosmologi
- bisa
- liputan
- retak
- membuat
- dibuat
- membuat
- kriteria
- terbaru
- merusak
- data
- Desember
- disampaikan
- memberikan
- menunjukkan
- kepadatan
- Mendesain
- menemukan
- dikembangkan
- berkembang
- Pengembangan
- alat
- berbeda
- digital
- langsung
- langsung
- menghilang
- menemukan
- Penyakit
- jarak
- dilakukan
- Oleh
- dua kali lipat
- turun
- dua
- dinamika
- setiap
- Terdahulu
- Awal
- Alam Semesta Awal
- editor
- efek
- efek
- Elektronik
- Elektronik
- elektron
- elemen
- di tempat lain
- diaktifkan
- memungkinkan
- energi
- cukup
- lingkungan
- enzimatik
- Setara
- dasarnya
- bukti
- Lihat lebih lanjut
- memperluas
- berpengalaman
- eksperimen
- eksperimental
- eksperimen
- sangat
- Air terjun
- palsu
- terkenal
- lebih cepat
- Fields
- Akhirnya
- Menemukan
- Pertama
- tetap
- fluktuasi
- berikut
- Untuk
- ditemukan
- Prancis
- Frekuensi
- dari
- fungsionalitas
- mendasar
- lebih lanjut
- fusi
- Mendapatkan
- Galaksi
- GAS
- Umum
- generasi
- Jerman
- mendapatkan
- GitHub
- Pergi
- diatur
- gaya berat
- tumbuh
- kisi
- terobosan
- membimbing
- memiliki
- Terjadi
- Memiliki
- memiliki
- Hati
- Ibrani
- Dimiliki
- membantu
- dia
- -nya
- sejarah
- Beranda
- berharap
- Seterpercayaapakah Olymp Trade? Kesimpulan
- Namun
- HTML
- http
- HTTPS
- Ratusan
- hidrogen
- ikonis
- Pengapian
- gambar
- Pencitraan
- imperial
- Imperial College
- Imperial College London
- in
- Termasuk
- masuk
- secara mandiri
- menunjukkan
- sendiri-sendiri
- informasi
- dalam
- wawasan
- sebagai gantinya
- Niat
- niat
- berinteraksi
- berinteraksi
- bunga
- Antarmuka
- gangguan
- intern
- ke
- intuitif
- melibatkan
- terlibat
- melibatkan
- isotop
- Israel
- isu
- IT
- NYA
- james
- James Webb Space Telescope
- jpg
- hanya
- kunci
- pengetahuan
- laboratorium
- besar-besaran
- lebih besar
- laser
- laser
- Terakhir
- Tahun lalu
- Terlambat
- memimpin
- meninggalkan
- Panjang
- adalah ide yang bagus
- cahaya
- 'like'
- Daftar
- hidup
- lokal
- lokasi
- logo
- London
- melihat
- Rendah
- level rendah
- menurunkan
- terbuat
- memelihara
- utama
- membuat
- pria
- bahan
- Desain material
- bahan
- hal
- max-width
- Mungkin..
- pengukuran
- mekanis
- obat
- Pelajari
- menyebut
- Mikroskopi
- batu
- juta
- cermin
- rindu
- MJ
- model
- Momentum
- Memantau
- lebih
- paling
- gerakan
- Motor
- pindah
- terharu
- gerakan
- gerak-gerik
- bergerak
- banyak
- beberapa
- harus
- nasional
- Dekat
- hampir
- dibutuhkan
- bersih
- jaringan
- jaringan
- saraf
- neutrino
- New
- berita
- sembilan
- simpul
- node
- normal
- nuklir
- Fusi nuklir
- pengamatan
- pengamatan
- diamati
- sesekali
- terjadi
- of
- lepas
- Penawaran
- Ohio
- on
- ONE
- Buka
- beroperasi
- or
- urutan
- organik
- Lainnya
- Lainnya
- kami
- di luar
- lebih
- pasangan
- panel
- peserta
- Lulus
- path
- Konsultan Ahli
- dilakukan
- permanen
- foton
- Fisika
- Dunia Fisika
- terpilih
- ditempatkan
- plastik
- plato
- Kecerdasan Data Plato
- Data Plato
- dimainkan
- senang
- Titik
- posisi
- kemungkinan
- mungkin
- kekuasaan
- meramalkan
- diprediksi
- Prediksi
- kehadiran
- sebelumnya
- prinsip-prinsip
- Masalah
- proses
- pengolahan
- menghasilkan
- Diproduksi
- menghasilkan
- Kemajuan
- perambatan
- proton
- disediakan
- menyediakan
- menyediakan
- diterbitkan
- nadi
- Kuantum
- informasi kuantum
- Cepat
- segera
- Radiasi
- cepat
- jarang
- Tarif
- agak
- reaksi
- nyata
- dunia nyata
- real-time
- baru-baru ini
- catatan
- rekaman
- mencerminkan
- mendapatkan kembali
- wilayah
- daerah
- melepaskan
- dirilis
- dapat diandalkan
- tetap
- Dilaporkan
- laporan
- diwakili
- wajib
- penelitian
- peneliti
- peneliti
- Resolusi
- Menanggapi
- tanggung jawab
- mengembalikan
- mengakibatkan
- Hasil
- kaku
- risiko
- Peran
- kira-kira
- sama
- melihat
- pemindaian
- tersebar
- Ilmu
- ilmiah
- Kedua
- semikonduktor
- peka
- Kepekaan
- mengirim
- terpisah
- beberapa
- tajam
- menumpahkan
- tembakan
- harus
- menunjukkan
- menunjukkan
- Sinyal
- sinyal
- makna
- mirip
- tunggal
- Ukuran
- So
- Lunak
- MEMECAHKAN
- Suara
- sumber
- Space
- teleskop ruang angkasa
- Spanyol
- spasial
- Spektrum
- kecepatan
- penyebaran
- stabil
- berdiri
- standar
- Bintang
- Negara
- statistik
- merangsang
- cerita
- struktur
- belajar
- Belajar
- partikel sub atom
- seperti itu
- supersonik
- pengawasan
- mendukung
- Didukung
- Permukaan
- Operasi
- swap
- sistem
- sistem
- target
- tim
- teknik
- telekomunikasi
- telekomunikasi
- teleskop
- teleskop
- diuji
- texas
- dari
- bahwa
- Grafik
- Inggris
- mereka
- Mereka
- kemudian
- teori
- Sana.
- dengan demikian
- panas
- Ini
- mereka
- ini
- tahun ini
- itu
- Melalui
- kuku ibu jari
- waktu
- ujung
- tisu
- jaringan
- untuk
- hari ini
- bersama
- terlalu
- puncak
- Top 10
- jejak
- transfer
- terperangkap
- perjalanan
- melintasi
- mengobati
- memicu
- terowongan
- Putar
- Dua kali
- dua
- Uk
- unik
- Alam semesta
- universitas
- tak terpadai
- sampai
- Pembaruan
- us
- menggunakan
- bekas
- Pengguna
- menggunakan
- Kekosongan
- divalidasi
- Berharga
- sangat
- melalui
- jarak penglihatan
- berjalan
- berjalan
- wang
- adalah
- Gelombang
- panjang gelombang
- ombak
- Cara..
- we
- jaringan
- Situs Web
- BAIK
- adalah
- ketika
- yang
- sementara
- SIAPA
- seluruh
- mengapa
- pemenang
- pemenang
- dengan
- dalam
- tanpa
- Kerja
- kerja
- dunia
- akan
- x-ray
- tahun
- tahun
- York
- Anda
- zephyrnet.dll