Poškodba hrbtenjače lahko prekine komunikacijo med možgani in predelom hrbtenjače, ki povzroča hojo, kar lahko povzroči trajno paralizo. Da bi obnovili to komunikacijo, je ekipa razvila vmesnik možgani-hrbtenica, ki obsega dva sistema za vsaditev: enega za snemanje kortikalne aktivnosti in drugega za električno stimulacijo predela hrbtenjače, ki nadzoruje gibanje noge.
Za spremljanje signalov iz možganov je 64-kanalna mreža elektrod implantirana v udeleženčeve možgane v regijah, ki se odzivajo na namero premikanja spodnjih okončin. Algoritem, ki temelji na umetni inteligenci, nato dekodira te možganske signale v realnem času, da predvidi uporabnikove motorične namere in jih pretvori v stimulacijske ukaze za aktiviranje mišic nog.
Druga naprava je nevrostimulator, povezan z nizom elektrod, ki je implantiran v predel hrbtenjače, ki nadzoruje gibanje noge. Ta naprava zagotavlja potrebno električno stimulacijo za aktiviranje mišic nog – v bistvu ustvarja digitalni most med možgani in hrbtenjačo. Celoten sistem deluje brezžično, kar uporabniku omogoča samostojno premikanje.
Ekipa je preizkusila sistem pri 38-letnem moškem s poškodbo hrbtenjače zaradi kolesarske nesreče pred 10 leti. Po operaciji implantacije je most omogočil udeležencu, da ponovno pridobi intuitivni nadzor nad gibi svojih nog, kar mu je omogočilo, da je stal, hodil z berglami, se vzpenjal po stopnicah in prečkal zapletene terene. Vmesnik možgani-hrbtenica je ostal zanesljiv in stabilen več kot eno leto uporabe, tudi doma brez nadzora.
Ta raziskava prinaša upanje ljudem s poškodbo hrbtenjače in zato smo veseli, da jo imenujemo naš preboj leta 2023.
Kriterij izbora
O Svet fizike Preboj leta 2023 je izbrala žirija Svet fizike uredniki, ki so letos prebrskali stotine posodobitev raziskav in novic, objavljenih na spletnem mestu, na vseh področjih fizike. Poleg tega, da so bili prijavljeni v Svet fizike leta 2023 mora zmagovalec izpolnjevati naslednja merila:
- Pomemben napredek v znanju ali razumevanju
- Pomen dela za znanstveni napredek in/ali razvoj aplikacij v realnem svetu
- V splošnem interesu za Svet fizike bralci
Devet drugouvrščenih, ki dopolnjujejo našo lestvico 10 največjih prebojev za leto 2023, je navedenih spodaj v kronološkem vrstnem redu glede na to, kdaj so o njih poročali v Svet fizike.
Da Ksenofon Strakosas, Hanne Biesmans, Magnus Berggren in kolegom z Univerze Linköping, Univerze Lund in Univerze v Göteborgu za razvoj načina za ustvariti elektronska vezja neposredno v živem tkivu. Povezovanje živčnega tkiva z elektroniko omogoča preučevanje kompleksnega električnega signaliziranja živčnega sistema ali modulacijo nevronskega vezja za zdravljenje bolezni. Vendar neskladje med togo elektroniko in mehkimi tkivi tvega poškodbe občutljivih živih sistemov. Namesto tega je ekipa uporabila gel za injiciranje, da bi ustvarila mehke elektrode neposredno v telesu. Po injiciranju v živo tkivo encimi v gelu razgradijo endogene metabolite v telesu, ki sprožijo encimsko polimerizacijo organskih monomerov v gelu in jih pretvorijo v stabilne, mehko prevodne elektrode. Raziskovalci so postopek potrdili z injiciranjem gelov v ribe cebrice in medicinske pijavke, kjer je gel polimeriziral in v tkivu zrasla elektroda.
Da Tejin Cai na univerzi Rochester v ZDA in kanadski univerzi York ter sodelavci, ki delajo na Fermilabu MINERvA eksperiment za prikaz, kako je mogoče pridobiti informacije o notranji strukturi protona iz sipanja nevtrinov iz plastične tarče. Nevtrini so subatomski delci, ki so znani po tem, da redko komunicirajo s snovjo. Torej so obstajali dvomi, ko je Cai, podoktorski raziskovalec, predlagal, da bi lahko opazili občasno sipanje nevtrinov iz protonov v plastiki. Velik izziv za ekipo je bilo opazovanje signala nevtrinov, razpršenih iz osamljenih protonov (vodikovih jeder) v veliko večjem ozadju nevtrinov, razpršenih na protonih, vezanih v ogljikovih jedrih. Da bi rešili ta problem, so simulirali signal, razpršen z ogljikom, in ga skrbno odšteli od eksperimentalnih podatkov. Poleg zagotavljanja vpogleda v strukturo protona bi tehnika lahko dodatno osvetlila tudi interakcijo nevtrinov s snovjo.
Celiji Viermann in Markus Oberthaler Univerze v Heidelbergu, Nemčija, skupaj z Stefan Floerchinger Univerze v Jeni, Nemčija, in kolegom na Universidad Complutense de Madrid, Španija, Ruhr-Universität Bochum, Nemčija in Université libre de Bruxelles, Belgija, za uporabo Bose-Einsteinovega kondenzata (BEC) za simulacijo širitve vesolja in kvantna polja v njej. V tem simuliranem sistemu je kondenzat predstavljal vesolje, medtem ko so fononi, ki se premikajo skozi njega, igrali vlogo kvantnih polj. S spreminjanjem dolžine sipanja atomov v BEC je ekipa povzročila, da se je "vesolje" širilo z različnimi stopnjami in preučevala, kako so fononi zasejali nihanja gostote v njem. Teorije kozmologije predvidevajo, da so bili podobni učinki odgovorni za sejanje obsežne strukture v zgodnjem vesolju, zato lahko simulirano vesolje ustvari dragocene vpoglede v to, kako je pravo postalo takšno, kot je danes.
Da Romain Tirole in Riccardo Sapienza na Imperial College London in sodelavci za demonstracijo Youngove interference z dvojno režo v času. Opazovanje interference svetlobnih valov v 19. stoletju Thomas Young je eden najbolj ikoničnih eksperimentov v zgodovini fizike in je zagotovil temeljno podporo valovni teoriji svetlobe. Medtem ko ta poskus in drugi podobni vključujejo uklon svetlobe skozi par ozkih rež v prostoru, so raziskovalci v Združenem kraljestvu in drugod pokazali, da je mogoče doseči enakovreden učinek z uporabo dvojnih rež v času. Časovna analogija vključuje fiksni zagon, vendar spreminjajočo se frekvenco. Material, v katerem se dve reži hitro pojavita in nato ena za drugo izgineta, bi moral povzročiti, da prihajajoči valovi ohranijo svojo pot v prostoru, vendar se razširijo po frekvenci. Raziskovalci so to dosegli tako, da so dvakrat zaporedoma vklopili in izklopili odbojnost polprevodniškega zrcala ter posneli interferenčne robove vzdolž frekvenčnega spektra svetlobe, ki se odbija od zrcala. Videli so, da se motnje dogajajo med valovi na različnih frekvencah - namesto različnih prostorskih položajev. Delo bi lahko imelo več aplikacij, kot so optična stikala za obdelavo signalov in komunikacijo ali v optičnem računalništvu.
Da Ben Lanyon in kolegom z Univerze v Innsbrucku, Avstrija, in Univerze Paris-Saclay, Francija, za izdelavo kvantnega repetitorja in njegovo uporabo za prenos kvantnih informacij na razdaljo 50 km prek standardnih telekomunikacijskih vlaken, s čimer so prikazali vse ključne funkcionalnosti kvantno omrežje na dolge razdalje v enem samem sistemu. Ekipa je svoj kvantni repetitor ustvarila iz para ujetih ionov kalcija-40, ki oddajajo fotone, potem ko so bili osvetljeni z laserskim impulzom. Ti fotoni, od katerih je vsak zapleten s svojim »starševskim« ionom, se nato pretvorijo v telekomunikacijske valovne dolžine in pošljejo po ločenih 25 km dolgih optičnih vlaknih. Končno repetitor zamenja prepletenost na dveh ionih, pri čemer dva zapletena fotona ostaneta 50 km narazen – kar je približno razdalja, potrebna za ustvarjanje omrežij velikega obsega z več vozlišči.
Videl Wai Hla, Volker Rose at Argonne National Laboratory v ZDA in kolegi za slikanje posameznega atoma s sinhrotronskim rentgenskim žarkom. Do nedavnega je bila najmanjša velikost vzorca, ki jo je bilo mogoče analizirati s sinhrotronsko rentgensko skenirajočo tunelsko mikroskopijo, atogram, ki znaša okoli 10,000 atomov. To je zato, ker je rentgenski signal, ki ga ustvari en sam atom, izjemno šibek in običajni detektorji niso dovolj občutljivi, da bi ga zaznali. Da bi se temu izognili, je ekipa običajnemu detektorju rentgenskih žarkov dodala ostro kovinsko konico, ki je nameščena le 1 nm nad vzorcem, ki ga je treba preučiti. Ko se ostra konica premika po površini vzorca, se elektroni uvajajo skozi prostor med konico in vzorcem ter ustvarjajo tok in to v bistvu zazna "prstne odtise", ki so edinstveni za vsak element. To je ekipi omogočilo združiti ultravisoko prostorsko ločljivost skenirajoče tunelske mikroskopije s kemično občutljivostjo, ki jo zagotavlja intenzivna rentgenska osvetlitev. Tehnika bi lahko pripeljala do aplikacij v oblikovanju materialov kot tudi v znanosti o okolju s pomočjo zmožnosti sledenja strupenim materialom do izjemno nizkih ravni.
Na Sodelovanje EIGER za uporabo vesoljskega teleskopa James Webb (JWST) za iskanje prepričljivih dokazov, da so bile zgodnje galaksije odgovorne za ponovno ionizacijo zgodnjega vesolja. Reionizacija se je zgodila približno 1 milijardo let po velikem poku in je vključevala ionizacijo vodikovega plina. To je omogočilo, da je svetloba, ki bi jo absorbiral vodik, potovala do današnjih teleskopov. Zdi se, da se je reionizacija začela kot lokalni mehurčki, ki so rasli in se združevali. Te mehurčke naj bi ustvarili viri sevanja in ena od možnosti je, da je prišlo od zvezd v galaksijah. Raziskovalci EIGER so uporabili bližnjo infrardečo kamero JWST, da bi opazovali svetlobo starodavnih kvazarjev, ki so šli skozi ionizirane mehurčke. Ugotovili so korelacijo med lokacijami galaksij in mehurčki, kar nakazuje, da je bila svetloba iz teh zgodnjih galaksij res odgovorna za reionizacijo.
Za Meng Wang, Songlin Shi in Jay Fineberg s Hebrejske univerze v Jeruzalemu v Izraelu za odkritje, da se razpoke v določenih materialih lahko širijo hitreje od hitrosti zvoka. Rezultat je v nasprotju s prejšnjimi eksperimentalnimi rezultati in napovedmi, ki temeljijo na klasični teoriji, ki pravi, da nadzvočno širjenje razpok ne bi smelo biti mogoče, ker hitrost zvoka v materialu odraža, kako hitro se lahko mehanska energija premika skozenj. Opazovanja ekipe lahko kažejo na prisotnost tako imenovane "superstrižne" dinamike, ki jo urejajo drugačna načela od tistih, ki vodijo klasične razpoke, kot je napovedal Michael Marder Teksaške univerze v Austinu v ZDA skoraj 20 let prej.
Na ALFA sodelovanje za prikaz, da se antimaterija odziva na gravitacijo na približno enak način kot materija. Fiziki so uporabili eksperiment ALPHA-g v CERN-u za prvo neposredno opazovanje prosto padajočih atomov antimaterije – antivodika, ki vsebuje antiproton, vezan na antielektron. To je bilo narejeno v visoki cilindrični vakuumski komori, v kateri je bil antivodik najprej zadržan v magnetni pasti. Antivodik smo sprostili iz pasti in pustili, da se uniči na stenah komore. Ekipa je ugotovila, da se je pod točko sproščanja pojavilo več anihilacij kot nad njo. Po preučitvi toplotnega gibanja antivodika je ekipa ugotovila, da antimaterija pade. Zanimivo je, da je bil pospešek antivodika zaradi gravitacije približno 75 % tistega, ki ga doživi običajna snov. Čeprav ima ta meritev nizek statistični pomen, pušča odprta vrata novi fiziki onkraj standardnega modela.
Častna omemba
Častna omemba med desetimi najboljšimi za to leto je namenjena fizikom, ki delajo s 10 milijarde dolarjev Nacionalna naprava za vžig (NIF) v ZDA za delo, ki je bilo opravljeno v laboratoriju konec lanskega leta, potem ko smo izbrali naše zmagovalce za leto 2022 (in tako zamudi tudi našo prelomno izbiro za leto 2023). 13. decembra 2022 je lab razglasitve ustvarjanje več energije iz kontrolirane reakcije jedrske fuzije, kot je bilo potrebno za poganjanje reakcije. Laserski strel, izveden 5. decembra 2022, je sprostil 3.15 milijona joulov (MJ) energije iz majhne kroglice, ki je vsebovala dva izotopa vodika – v primerjavi z 2.05 MJ, ki sta jih ti laserji dostavili tarči. Ta prikaz povečanja neto energije pomeni pomemben mejnik v laserski fuziji.
Svet fizikePokrivanje Preboja leta podpira Poročila o napredku v fiziki, ki ponuja neprimerljivo vidljivost za vaše revolucionarne raziskave.
- Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Opolnomočite se. Dostopite tukaj.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
- PlatoESG. Ogljik, CleanTech, Energija, Okolje, sončna energija, Ravnanje z odpadki. Dostopite tukaj.
- PlatoHealth. Obveščanje o biotehnologiji in kliničnih preskušanjih. Dostopite tukaj.
- vir: https://physicsworld.com/a/brain-computer-interface-that-allowed-a-paralysed-man-to-walk-is-the-physics-world-2023-breakthrough-of-the-year/
- :ima
- : je
- :ne
- :kje
- $3
- 000
- 1
- 10
- 13
- 15%
- 160
- 20
- 20 let
- 2022
- 2023
- 50
- a
- sposobnost
- O meni
- nad
- absorbira
- AC
- pospešek
- Nesreča
- Doseči
- doseže
- čez
- dejavnost
- dodano
- Poleg tega
- napredovanje
- po
- algoritem
- vsi
- dovoljene
- Dovoli
- skupaj
- Prav tako
- Čeprav
- an
- Ancient
- in
- narazen
- zdi
- se prikaže
- aplikacije
- SE
- okoli
- Array
- umetni
- AS
- sestavljeni
- At
- atom
- Austin
- Avstrija
- avto
- ozadje
- temeljijo
- BE
- BEC
- ker
- bilo
- začel
- počutje
- Belgija
- spodaj
- med
- Poleg
- Big
- Big Bang
- Billion
- telo
- tako
- zavezuje
- Brain
- Break
- preboj
- preboji
- MOST
- Prinaša
- vendar
- by
- klic
- prišel
- kamera
- CAN
- ogljika
- previdno
- Vzrok
- CERN
- nekatere
- izziv
- komora
- spreminjanje
- kemijske
- izbira
- klik
- plezanje
- sodelavci
- College
- združujejo
- Komunikacija
- v primerjavi z letom
- prepričljiv
- dokončanje
- kompleksna
- obsega
- obsegajo
- računalništvo
- sklenjene
- vodenje
- povezane
- upoštevamo
- gradnjo
- nadzor
- nadzorom
- Nadzor
- konvencionalne
- pretvori
- pretvorbo
- Korelacija
- Kozmologija
- bi
- pokritost
- tresk
- ustvarjajo
- ustvaril
- Ustvarjanje
- Merila
- Trenutna
- poškodovali
- datum
- december
- dostavi
- daje
- dokazuje
- Gostota
- Oblikovanje
- odkrivanje
- razvili
- razvoju
- Razvoj
- naprava
- drugačen
- digitalni
- neposredna
- neposredno
- izginejo
- odkrivanje
- bolezen
- razdalja
- opravljeno
- By
- podvojila
- navzdol
- 2
- dinamika
- vsak
- prej
- Zgodnje
- Zgodnje vesolje
- uredniki
- učinek
- Učinki
- Electronic
- Elektronika
- elektronov
- element
- drugje
- omogočena
- omogočanje
- energija
- dovolj
- okolja
- encimski
- Enakovredna
- v bistvu
- dokazi
- Razširi
- širi
- izkušen
- poskus
- eksperimentalni
- Poskusi
- izredno
- Falls
- false
- slavni
- hitreje
- Področja
- končno
- Najdi
- prva
- Všita
- nihanja
- po
- za
- je pokazala,
- Francija
- frekvenca
- iz
- funkcionalnosti
- temeljna
- nadalje
- fuzija
- Gain
- Galaksije
- GAS
- splošno
- generacija
- Nemčija
- dobili
- GitHub
- goes
- urejeno
- teža
- zrasla
- Mreža
- revolucionarna
- vodi
- imel
- se zgodi
- Imajo
- ob
- Srce
- hebrejščina
- Hero
- pomagal
- ga
- njegov
- zgodovina
- Domov
- upam,
- Kako
- Vendar
- HTML
- http
- HTTPS
- Stotine
- vodik
- ikona
- Vžig
- slika
- slikanje
- Imperial
- Imperial College
- Imperial College London
- in
- Vključno
- Dohodni
- neodvisno
- Navedite
- individualna
- Podatki
- v notranjosti
- vpogledi
- Namesto
- Namen
- namere
- interakcijo
- medsebojno delovanje
- obresti
- vmesnik
- motnje
- notranji
- v
- intuitivno
- vključujejo
- vključeni
- vključuje
- izotopi
- Izrael
- vprašanje
- IT
- ITS
- james
- Vesoljski teleskop James Webb
- jpg
- samo
- Ključne
- znanje
- lab
- obsežne
- večja
- laser
- laserji
- Zadnja
- Lansko leto
- Pozen
- vodi
- odhodu
- dolžina
- ravni
- light
- kot
- Navedeno
- živi
- lokalna
- Lokacije
- logo
- London
- Poglej
- nizka
- nizke ravni
- nižje
- je
- vzdrževati
- velika
- Znamka
- moški
- Material
- Materialna zasnova
- materiali
- Matter
- max širine
- Maj ..
- Merjenje
- mehanska
- Zdravilo
- Srečati
- omenjam
- Mikroskopija
- mejnik
- milijonov
- ogledalo
- pogreša
- MJ
- Model
- Momentum
- monitor
- več
- Najbolj
- motion
- Motor
- premikanje
- premaknjeno
- Gibanje
- gibanja
- premikanje
- veliko
- več
- morajo
- nacionalni
- Blizu
- skoraj
- potrebna
- net
- mreža
- omrežij
- Nevronski
- nevtrini
- Novo
- novice
- devet
- Vozel
- vozlišča
- normalno
- jedrske
- Jedrska fuzija
- Opazovanje
- opažanja
- opazovana
- občasno
- zgodilo
- of
- off
- Ponudbe
- Ohio
- on
- ONE
- odprite
- deluje
- or
- Da
- organsko
- Ostalo
- drugi
- naši
- ven
- več
- par
- plošča
- udeleženec
- opravil
- pot
- ljudje
- opravljeno
- trajna
- Fotoni
- Fizika
- Svet fizike
- izbrali
- postavi
- plastike
- platon
- Platonova podatkovna inteligenca
- PlatoData
- igral
- zadovoljen
- Točka
- pozicije
- možnost
- mogoče
- moč
- napovedati
- napovedano
- Napovedi
- Prisotnost
- prejšnja
- Načela
- problem
- Postopek
- obravnavati
- proizvodnjo
- Proizvedeno
- proizvaja
- Napredek
- razmnoževanje
- protoni
- če
- zagotavlja
- zagotavljanje
- objavljeno
- impulz
- Kvantna
- kvantne informacije
- Hitri
- hitro
- Sevanje
- hitro
- redko
- Cene
- precej
- reakcija
- pravo
- resnični svet
- v realnem času
- Pred kratkim
- zapis
- Snemanje
- odseva
- ponovno
- okolica
- regije
- sprostitev
- sprosti
- zanesljiv
- ostalo
- Prijavljeno
- Poročila
- zastopan
- obvezna
- Raziskave
- raziskovalec
- raziskovalci
- Resolucija
- Odzove
- odgovorna
- obnovitev
- povzroči
- Rezultati
- toga
- tveganja
- vloga
- grobo
- Enako
- Videl
- skeniranje
- razpršene
- Znanost
- znanstveno
- drugi
- polprevodnik
- občutljiva
- občutljivost
- poslan
- ločena
- več
- oster
- shed
- shot
- shouldnt
- je pokazala,
- Prikaz
- Signal
- signali
- Pomen
- Podoben
- sam
- Velikosti
- So
- Soft
- SOLVE
- zvok
- Viri
- Vesolje
- vesoljski teleskop
- Španija
- prostorsko
- Spectrum
- hitrost
- namaz
- stabilna
- stati
- standardna
- Stars
- Država
- Statistično
- spodbujajo
- zgodbe
- Struktura
- študiral
- študija
- subatomske delce
- taka
- nadzvočno
- nadzor
- podpora
- Podprti
- Površina
- Surgery
- Zamenjave
- sistem
- sistemi
- ciljna
- skupina
- tehnika
- telekomunikacije
- telekomunikacije
- teleskop
- teleskop
- Testiran
- texas
- kot
- da
- O
- UK
- njihove
- Njih
- POTEM
- Teorija
- Tukaj.
- s tem
- toplotna
- te
- jih
- ta
- letos
- tisti,
- skozi
- thumbnail
- čas
- Nasvet
- tkivo
- tkiva
- do
- danes
- skupaj
- tudi
- vrh
- Top 10
- sledenje
- prenos
- ujet
- potovanja
- prečkanje
- zdravljenje
- sprožijo
- predor
- Obračalni
- Dvakrat
- dva
- Uk
- edinstven
- Vesolje
- univerza
- neprimerljivo
- dokler
- posodobitve
- us
- uporaba
- Rabljeni
- uporabnik
- uporabo
- Vakuumska
- potrjeno
- dragocene
- zelo
- preko
- vidljivost
- sprehod
- hoja
- wang
- je
- Wave
- valovne dolžine
- valovi
- način..
- we
- web
- Spletna stran
- Dobro
- so bili
- kdaj
- ki
- medtem
- WHO
- celoti
- zakaj
- Zmagovalec
- Zmagovalci
- z
- v
- brez
- delo
- deluje
- svet
- bi
- x-ray
- leto
- let
- york
- Vaša rutina za
- zefirnet