Fisikus Dr. Anxo Biasi van die Galiciese Instituut vir Hoë Energie Fisika glo hy het iets ontdek wat amper so ontwykend vir sy dissipline soos kwantumverskynsels is: die vergelyking van katbeweging. Of, meer presies, hoe katte optree in die teenwoordigheid van 'n mens.
Erwin Schrödinger het twee groot bydraes tot fisika gelewer – die golfvergelyking en 'n kwantumkat in superposisie. Felis catus is sedertdien onlosmaaklik gekoppel aan gevorderde fisika (alhoewel sommige argumenteer dat die verband baie verder teruggaan, na ons kollektiewe fassinasie met die ratse manier waarop katte altyd op hul voete land).
Dit het gelyk of hierdie verband dalk sy hoogtepunt bereik het met die toekenning van die Ig Nobelprys vir die ontdekking dat katte beide vloeibaar en solied kan wees. Biasi meen egter dat daar nog meer oor die onderwerp gedoen moet word. "Hierdie artikel het ten doel om fisika toeganklik te maak vir nie-spesialiste deur 'n aangename voorbeeld te bied waardeur dit moontlik is om verskeie konsepte van klassieke meganika te verstaan," het hy in 'n verklaring geskryf. "Vir hierdie doel het ek 'n vergelyking saamgestel wat die gedrag van 'n kat in die teenwoordigheid van 'n mens modelleer, en eersgenoemde word beskou as 'n puntdeeltjie wat beweeg in 'n potensiaal wat deur die mens geïnduseer word."
Alhoewel hy hulp gesoek het by vriende wat vertroud is met kattegedrag, is die werk hoofsaaklik gebaseer op waarnemings van 'n enkele kat, Emme, wat 'n huis met Biasi deel. Hy begin met die hipotese: “Katte tree op asof hulle ’n krag rondom ’n mens waarneem,” identifiseer dan sewe patrone in Emme se bewegings wat hy beskryf.
Die navorser plaas egter aanmatigend die mens in die middel van die modellering, en definieer sy ligging as x=0 en die kat se posisie as x. As m die massa van die kat is en ϵ die sleepkoëffisiënt van die kat se moegheid is, begin Biasi met die basiese formule:
md2x/dt2 = – dV(δ)cat(x)/dx – ϵdx/dt.
Van daar af het hy sy waarnemings van Emmet se modelle gebruik om kompliserende faktore by die formule te voeg, soos spinnende en nagtelike energie-sarsies.
Biasi sê, "Dit het begin as 'n speelse idee vir April Fools' Day […] Maar ek het gou besef dat die vergelyking wat ek geskep het van groot nut vir fisikastudente kan wees."
Die kat se proes bied 'n geleentheid om die fisika van 'n selfversterkende stelsel te demonstreer, byvoorbeeld, met Biasi wat beweer: "Daar word veronderstel dat wanneer 'n kat getroetel word en begin spin, mense geneig is om 'n impuls te voel om dit aan te hou streel, en daardeur die stabiliteit van die proses te versterk.” Wie weet hoeveel mense is vertraag van belangrike take - miskien selfs van groot deurbrake in fisika - deur die moreel, indien nie fisies onwrikbare, trek van 'n spinnende kat op hul skoot?
Biasi glo dat skootsit en vyf ander gedrag – insluitend om nie oproepe te beantwoord nie, afwesigheid en kopstamp – in die lae-energie-reeks val. Nagtelike uitbarstings (ook bekend as periodes van frenetiese ewekansige aktiwiteit, of PFSA) behels egter 'n hoër energietoestand. PFSA kan slegs gemodelleer word deur 'n ewekansige funksie bekend te stel, want, kom ons erken dit, selfs 'n kat weet nie wat gaan gebeur nie. Biasi voeg 'n ekstra term, σf(t), by om hiervoor rekening te hou, en behandel die bewegings van 'n vergrote kat as 'n stogastiese proses, deur die Euler-Maruyama-metode te gebruik, wat ook gebruik word om Brownse beweging te modelleer.
Daar is egter 'n paar dinge oor die werk wat die moeite werd is om op te let.
Vir een ding, Biasi is gelys as die enigste skrywer van die koerant. Waar is Aimé? Selfs die erkennings lui: "Die skrywer is dankbaar vir sy kat omdat hy 'n bron van inspirasie is," wat 'n bietjie van 'n ongelukkige terugslag is na die dae toe skrywers hul vrouens vir hul werk bedank het sonder om hulle by die naam te noem.
Meer betekenisvol, Biasi merk op dat sy modellering heeltemal klassiek is, met die kat wat beskou word as "'n puntdeeltjie wat Newtonse meganika gehoorsaam." En gegewe die gevestigde kwantumgedrag van katte, lyk dit na 'n ernstige vereenvoudiging, selfs in die onwaarskynlike geval dat 'n kat enigiemand se wette sal gehoorsaam, insluitend Newton s'n. Om regverdig te wees, erken Biasi dat sy vergelykings "nie universeel is nie, en sommige katte kan 'n swakker weergawe van sommige van hulle vertoon." Hy beweer ook dat sy werk "kenmerkende katgedrag kan weergee", sodat diegene wat sy vergelykings kan verstaan en 'n kat het om waar te neem, hul akkuraatheid self kan beoordeel.
Illustratiewe foto deur Pixabay: https://www.pexels.com/photo/white-and-grey-kitten-on-brown-and-black-leopard-print-textile-45201/
