大学生が粘菌とブラックホールの研究でアプカー賞を受賞

2022 年の賞は、生物物理学と天体物理学の学生に贈られました。

リズ・ボートマン 2022 年 11 月 10 日

2022年のアプカー賞を受賞したアダム・ディオンヌ(左)とマシュー・キュヴァリ。


毎年、アメリカ物理学会は物理学における学部生の功績を称え、リロイ アプカー賞を授与しています。 今年の受賞者は、シラキュース大学の 4 年生である Matthew Cuvari と、現在ハーバード大学の博士課程の 1 年生である Adam Dionne で、ウィリアムズ カレッジの学生として修了した研究に対して贈られます。

ディオンヌは粘菌の栄養素輸送を調査し、クファリは遠方の銀河から放出される周期的なバースト光の起源を説明するモデルを構築しました。

ディオンヌは研究室で何時間も過ごし、生物を培養しながらペトリ皿にかがみ込みました。 フィサルム・ポリセファルム — 粘菌の大好物であるオーツ麦フレークを与えます。 彼は、粘菌の栄養分分布の空間パターンを観察し、それをネットワーク理論の原理を使用してモデル化しました。

物理学 迷路を解いたり、この最適な配信ネットワークを作成したりすることができます」と Dionne 氏は言います。 彼は、当時ウィリアムズの助教授だったヘンリック・ロネレンフィッチュと協力して、生物の行動を支える理論を開発しました。 デュオは、実験的な部分で助教授のキャサリン・ジェンセンと提携しました。

「モデルがどのように組み合わされて、この生物がどのように、 物理学、本当に組織化されています」とディオンヌは言います。

一方、Cufari は、空の遠い領域にある ASASSN-14ko として知られる銀河核を研究していました。 他の研究者は、114日ごとに放出されるASASSN-14koからの定期的な光のバーストについて報告しました。 彼らは、発生源は、銀河の中心にあるブラック ホールに重力でつながれた大きな星であり、星がループしてブラック ホールの近くを通過するたびにフレアを放出している可能性があると推測しました。

しかし、彼らは、114日という短い周期性を生み出すのに十分なほどタイトな軌道に星がどのように捕捉されたのかを説明できませんでした. そこで、Cufari と彼のプロジェクト アドバイザーで助教の Eric Coughlin は、これがどのように起こるかを説明し、シミュレートするモデルの開発に着手しました。 デュオは最終的に、ヒルズメカニズムとして知られるプロセスで、ブラックホールが近くの連星系から大きな星を捕獲した可能性が高いことを示しました.

プロジェクトのいくつかの時点で、彼らのモデルは機能していないように見えました。 「モデルが ASASSN-14ko の起源を説明できないのか、それとも単に再検討が必要な部品なのかを判断するのはしばしば困難でした」と Cufari 氏は言います。

課題はあるものの、Cuvari の計算は的を射ていました。 「[When] 観測と見事に一致する予測をもたらすモデルに何ヶ月も取り組みます。これは本当に驚くべきことです」と彼は言います。

アプカー賞の写真
クレジット: Adam Dionne (左の写真)。 NASA のゴダード宇宙飛行センター/クリス スミス (USRA/GESTAR) (右図)。

Dionne は、粘菌 Physarum polycephalum とその複雑な栄養素分配システムを研究しました (左)。 Cuvari は、銀河核 ASASSN-14koA を研究しました。その定期的なバースト光は、軌道を回る星から物質を吸い上げるブラック ホールによって引き起こされると考えられています。


迷路を解く粘菌と飢えたブラック ホールは無関係のように見えますが、どちらのプロジェクトもコンピュータ シミュレーションに依存していました。

「いかに革新的であるかを見失うのは本当に簡単です。 [computers] 本当に」とディオンヌは言います。 「最先端の研究がシステムを理解するためにそれらをどのように使用しているかを見て、本当に刺激を受けました。」

両方の学生は、物理学を現実の世界に関連性があると感じさせることで、彼らの研究を評価しています。 Cufari 氏は、望遠鏡の光学システムへの投資が、病気の診断と治療に使用される医療機器など、さまざまな技術にどのような影響を与えたかを学んだと言います。 そして Dionne は、「気まぐれな」粘菌は迷路を解くだけでなく、大規模なネットワークにおける分散型分散についての理解を深めることができることを強調しています。これは、電力網などの最新のシステムに影響を与えると彼は言います。

では、この 2 人の物理学者は次に何をするのでしょうか?

かつては医師か弁護士になると思っていた Cuvari 氏は、「物理学の研究における問題解決のタイプ、つまり自由回答形式の質問」のために、現在は科学のキャリアを追求することを計画しています。 彼はまた、クリーン エネルギーのエンジニアリングなど、この分野の応用や、「テクノロジーを前進させ、生活をより公平にし、すべての人がアクセスしやすくし、今日の世界を改善する」ために物理学者が果たすことができる役割にも惹かれています。

Cuvari 氏は、研究科学者または教授になることを期待して、プラズマ天体物理学への関心をさらに深めるために大学院プログラムに応募している、と彼は言います。

ハーバード大学での最初の学期にあるディオンヌは、すでに次のことに力を注いでいます。 [that helps] 他の人から。 彼にとって、科学コミュニケーションは重要です。 物理学者には、「果たすべき役割と、理解できる方法で大衆とコミュニケーションをとる責任があります」と彼は言います。 物理学者のこの責任の一部には、より良いコミュニケーターになることによって、一般大衆が近年失った「信頼を回復する」ことが含まれます。

それ以外にも、ディオンヌは自分の進路をまだ計画中だと言います。その理由の 1 つは、第 1 世代の大学生が第 1 世代の大学院生になったときです。 」

今のところ、「できる限り最高の科学者になろうとしているところです」と彼は言います。 [it’s] 追求する本当に有意義なキャリアです。」

Liz Boatman は、 APSニュース.

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *