在本期《裸体科学家》中，探索爆炸科学，看看地雷爆炸时会发生什么，以及如何研究冲击波。此外，如何制造更安全的“不敏感”弹药，以及叛乱的“生态”。此外，受感染的细胞如何加速感染率，为什么你的记忆存储在网格中，在厨房科学中，我们将向您展示如何在自己家中进行可控爆炸!
在这一集里
受感染的细胞会弹回来加速病毒的传播
科学家们发现了一些病毒用来加快传播速度的一个诀窍——被感染的细胞将入侵的病毒反弹到新的细胞上。
通过录像，帝国大学病毒学家杰夫·史密斯和他的同事们能够看到牛痘病毒，一种用于根除天花的痘病毒家族的成员，
在显微镜下感染了一片培养细胞
通过测量受感染细胞附近的健康细胞开始显示感染迹象的速度，研究小组能够计算出牛痘病毒传播的速度。结果证明，它的速度至少是正常速度的四倍。
此前，科学家们认为，病毒从一个被感染的细胞中出现，会感染周围的邻近细胞，然后这些细胞又会感染周围的细胞，以此类推，导致感染呈放射状扩散。但视频片段显示，情况并非如此。事实上，受感染的细胞在离最近的受感染邻居几个细胞之外突然出现。
通过标记细胞和病毒的不同成分，研究小组发现，当一个细胞被病毒感染时，它会在其表面添加两种称为A33和A36的病毒蛋白，这标志着它被“击中”了。如果一种新病毒试图进入以这种方式标记的细胞，这两种蛋白质就会通过一种被称为肌动蛋白尾部的结构触发细胞将病毒驱逐出去，这种结构类似于分子弹簧。这使病毒向其他可能尚未被感染的细胞方向反弹。
标记实验甚至表明，同一病毒颗粒可以以这种方式重新发射多次!这一发现令人兴奋，因为正如研究人员在他们的论文中所指出的那样科学在美国，许多其他病毒，包括人类病原体，如感冒疮病原体，单纯疱疹，在细胞中传播的速度与牛痘相同。
这表明其他病毒可能使用相同的技巧，因此可能成为未来抗病毒药物的重要目标。
狡猾的植物挑选它们的传粉者
植物使出各种聪明的招数来说服动物前来拜访并为它们的花授粉。
许多动物都被美味的气味和富含糖和能量的花蜜所吸引。但是，如果这些来访的动物不仅拿走了花蜜——在这个过程中给植物授粉——还留下了一群饥饿的、啃食植物的后代，那该怎么办?
一项新的研究展示了一些植物是如何想出一个巧妙的解决方案的。
它们对自己进行了重新编程，以吸引另一种传粉者，这种传粉者不会产生食草幼虫。
发表于期刊当代生物学德国马克斯·普朗克化学生态学研究所的伊恩·鲍德温和他的同事们专注于一种烟草植物——烟草attenuata则——它对飞蛾幼虫的吐痰做出反应，在被入侵三天后，它开始在早上开花，而不是在飞蛾横行的晚上。
研究人员在野外观察了数千株烟草植株后发现，在受到飞蛾毛虫的袭击后，烟草的花朵开得不那么大，花蜜也不那么甜。但这并没有影响到白天飞行的蜂鸟，它们开始到达并承担起主要传粉者的角色。研究小组还研究了缺乏一种叫做茉莉酸盐的关键激素的转基因烟草植物，这种激素被认为会引发一系列其他植物防御机制。
与野生植物不同的是，不含茉莉素的植物在毛毛虫的唾液被摩擦到剪下的叶子上时，开花的时间并没有改变。但当喷洒这种激素时，它们确实做出了反应，这揭示了茉莉酸盐在毛毛虫攻击和开花之间的化学途径中所起的关键作用。
为什么这些植物一开始要费劲地吸引飞蛾，而不是一直使用无害的蜂鸟呢?尽管这些蛾子会产下饥饿的毛毛虫，但它们是更有效的传粉者，可以从几英里外吸引过来。与此同时，蜂鸟不会飞那么远，它们说它们拜访花朵往往会导致单个植物之间更多的近亲繁殖。
总而言之，这些烟草植物的最佳策略是利用可靠的飞蛾传粉者，直到它们饥饿的后代出现。然后改变策略，开始吸引蜂鸟，这是值得的:确实非常聪明。
基于网格系统的人类空间记忆
科学家们发现，至少在寻路方面，人类使用的是与大鼠和小鼠相同的神经地图系统!
伦敦大学学院的科学家对人类志愿者进行了研究
克里斯蒂安·多勒(Christian Doeller)和他的同事们已经证明，大脑中一个名为内嗅皮层的区域包含一个神经网格系统，该系统代表了一个人的周围环境。
网格由等边三角形组成，当一个人移动时，通过改变神经细胞的放电活动来“绘制”和跟踪他们的位置，这些神经细胞构成网格的一部分，代表他们所处的世界的一部分。
对这一发现的见解最初来自对觅食啮齿动物的研究，在这些研究中，科学家们记录了动物四处走动时单个神经细胞的情况。这首先让科学家们意识到，这些动物是通过使用这种网格系统来确定它们的运动方向，相对于各种视觉地标来找到路的。
在人类身上进行这种测量是不现实的，也不符合伦理。相反，伦敦大学学院的研究小组建立了一个计算机模拟来预测，如果使用相同的自我定位系统，在老鼠大脑中会发生什么，那么人类的活动模式将会是什么。
然后，42名人类志愿者在通过虚拟现实耳机显示的3D环境中移动时，接受了脑部扫描。令人难以置信的是，大脑扫描仪能够在受试者的内嗅皮层中捕捉到从老鼠大脑工作中预测到的神经特征，表明人类和啮齿动物一样能找到路!
马达加斯加野生动物之谜解开
超过80%的植物和90%以上的动物生活在马达加斯加，是地球上其他地方找不到的。
马达加斯加最大的谜团是这些物种是如何到达那里的?
现在，发表在《自然》杂志上的一项新研究为一个理论提供了强有力的证据，该理论认为马达加斯加哺乳动物的古代祖先从非洲大陆漂流了数百公里，依附在漂浮的植被筏上。其中包括马达加斯加最著名的居民:狐猴，一种与人类相似的灵长类动物，但与世界上任何其他灵长类动物都不同。
香港大学的Jason Ali和美国珀杜大学的Mathew Huber利用计算机气候模型重建了古代洋流，他们表明，大约在狐猴被认为到达马达加斯加的时候(6000万年前)，海面上有从莫桑比克北部向东流向马达加斯加的洋流;使洋流向相反的方向流动，这种变化发生在马达加斯加岛逐渐向北漂流到现在的位置的过程中。
阿里和胡贝尔发现，在每个世纪的三到四个星期里，东流的强度足以在一个月左右将一根原木从莫桑比克推到马达加斯加。一种小型哺乳动物，包括狐猴的祖先，有可能紧紧抓住并存活了那么长时间。
这看起来似乎不太可能，但基因研究表明，所有哺乳动物的祖先只用了不到12次的殖民化事件就来到了马达加斯加，包括食肉动物、啮齿动物和一种叫做腾趾动物的疯狂动物群。在数千万年的时间里，这当然是可能的。
这一新证据反驳了另一种理论，即马达加斯加的动物是通过一座古老的大陆桥走到那里的。这一替代理论并不能解释为什么其他非洲动物，包括许多大型群体，如羚羊、大象和猿，也没有穿越到马达加斯加。
除了帮助我们了解马达加斯加神奇的野生动物是如何进化的，它还向我们展示了生物学可以告诉我们多少关于地球地质的信息。
了解爆炸
与剑桥大学的Graham McShane博士合作
克里斯-格雷厄姆，欢迎来到裸体科学家。金宝搏app最新下载很高兴你能来。
格雷厄姆:谢谢，克里斯。
克里斯-首先告诉我们，当物体爆炸时到底发生了什么?你怎么去理解呢?
格雷厄姆:好的。任何爆炸的起点都是一块固体炸药。
当炸药爆炸时，它会迅速转化为高压高温气体，然后气体膨胀并推动周围环境。这会产生一个压力脉冲或冲击波，从爆炸处传播出去，并会击中附近的某种结构。爆炸产生的载荷类型在很大程度上取决于炸药周围的介质。我们研究了几种不同类型的介质，其中一种可能是水。爆炸可能是一枚炸弹，也可能是一艘船旁边的水下爆炸。当这种气体膨胀时，它会推动水，压缩水，并向你的船的结构发出冲击波。
克里斯-那么深水炸弹?
格雷厄姆-深水炸弹之类的。这是正确的。
克里斯-在潜艇或类似的情况下，这将是重要的。
格雷厄姆:没错。从这个角度来看，水是特别危险的，因为它是一种非常坚硬的物质。它很难压缩。这意味着炸药周围形成的压力非常大，所以你可以得到峰值压力非常高的冲击脉冲。
克里斯-那么，如果深水炸弹确实在离船体或潜艇相当近的地方爆炸，你如何计算出有多大的力被传递到船体上?
格雷厄姆:嗯，这很难做到。就研究工作而言，我们可以做很多事情来分析爆炸给结构带来的载荷是什么。我们能做的一件事就是在实验室里模拟它。我们可以尝试用实验模拟水下冲击脉冲。
克里斯-你得造一艘战舰什么的。
格雷厄姆-不算是军舰。我们可以把它缩小到可能是船一侧面板的一小块我们可以模拟你在爆炸附近的水中看到的那种压力脉冲。然后我们可以直接测量动量，传递给结构的速度是多少。我们可以做的另一件事是做计算，我们可以通过计算模拟结构上的压力负荷，然后我们可以提取出各种各样的信息，比如结构的变形以及将面板固定在适当位置所需的力。
克里斯-这是否意味着人们现在能够建造更好的船只和潜艇，这样当这些冲击波撞击它们时，它们就能更好地消散能量，这样你就不会在侧面被打洞了?
格雷厄姆:是的。当然，我们已经想出了许多不同类型的材料，可以帮助更好地保护船只。一些例子是三明治结构你有时会在飞机上发现它为你提供了一个非常轻和坚硬的结构。在这些类型的结构中，你有一个坚固的面板，中间有一个轻质的可变形核心，这个核心可以粉碎和消散一些能量。这些类型的结构在减轻结构附近爆炸的影响方面非常好。但是，这些东西比传统材料要贵得多。所以你准备花多少钱来保护你的船总是一个问题。
但是，考虑到一艘船的巨大成本，这肯定是值得的，因为如果你失去了这艘船，你就失去了一大笔钱，不是吗?
格雷厄姆:没错。这是正确的。但这样做的代价可能是巨大的。这可能是一大笔额外费用。我们所研究的这些材料比实心钢板要复杂得多。你必须考虑如何制造这些东西，如何用它们制造出一个船级的结构，然后如何维护它们。所以有很多额外的成本，但也有行之有效的解决方案。
克里斯:看看陆地，你能把你所了解的和水里发生的事情，水生环境，和陆地上发生的事情联系起来吗?显然，空气也是一种流体，只是稍微薄一点。
格雷厄姆:没错，是的。我的意思是，空气中的爆炸和水中的爆炸有很多共同的特征。它从相同的基本物理原理开始。首先是炸药，它会转化为气体并膨胀，然后压缩空气。最大的区别是空气没有被压缩那么多，所以产生的压力是不同的，而且冲击脉冲与结构的相互作用方式在空气和水中也是不同的。在水中，当冲击脉冲从船上反射回来时，它会导致水分开，产生空化。这在空气中是不会发生的。所以，有不同的现象在发生，这影响了你的材料设计的最佳解决方案。
克里斯-大概也是，当有东西在陆地上爆炸时，它也不只是有液体可以玩。它还会受到周围环境的影响。所以，如果你引爆地雷，会有大量的物质从地面向上发射，并与空气一起向上投射，这本身就会造成毁灭性的伤害，因为它可能会像砂纸一样一千倍，不是吗?
格雷厄姆:当然。地雷爆炸与自由空气中的爆炸大不相同，因为自由空气远离其他任何东西。在地雷爆炸中，你的炸药最初被埋在一层土壤下。所以，当气体试图膨胀时，它必须压缩土壤，冲击波穿过土壤，但土壤随后膨胀，以非常高的速度喷射到结构上。所以地雷的载荷要复杂得多我们做了很多研究来了解载荷是什么。不用考虑哪种材料最适合保护车辆免受那种(爆炸)的伤害。
克里斯-所以这不仅仅是地雷爆炸的爆发力。事实上，所有的物质也会被喷射出来，这完全改变了爆炸的动力学。
格雷厄姆:当然。这其中有很多因素。首先，当土壤开始移动时，它的移动速度非常快，所以它会压缩周围的空气，并在它前面发出冲击波。所以这里也有一点空气爆炸。在那之后，沙子以非常高的速度飞在后面。然后在那后面，你会看到所有的气体，爆炸的残余物。所以这是一个非常复杂的加载场景。
克里斯-你是怎么研究的?
格雷厄姆:再一次，我们已经把简单的实验技术结合起来，试图捕捉到发生的物理现象，而计算方法也许可以捕捉到更多真实的地雷事件。我们可以在某种程度上尝试在实验室里模拟地雷，但工程部是在市中心的位置!它不太适合引爆地雷。所以我们必须想出其他的方法来高速地把土扔向建筑物。所以这是研究的一个方面，我们可以做类似的事情(就像我们研究水中爆炸一样)。我们可以测量结构如何变形和响应。我们也可以使用计算，我们可以尝试模拟由这些东西产生的沙流，看看不同类型的材料是如何表现的。
克里斯-这就是这些简易爆炸装置在阿富汗这样的地方如此具有破坏性的原因吗?因为当一辆汽车，或者路虎，经过它的时候，如果它没有得到适当的保护，那么它就必须应对这个难以置信的力这些力都集中在车辆的一点上。
格雷厄姆:没错。要保护车辆不受这种极端载荷的影响是非常困难的。你可以设计车辆来保护里面的部队。你可以有非常大的车，很重的地板，离地面很远，因为你离地雷越远，地雷给你的载荷就越低。但对于一辆轻型汽车，比如路虎之类的，这是很难做到的。你必须尝试想出一些轻量化的解决方案，很难将移动车辆所需的轻量化和对这种相当严重的负载的保护结合起来。
克里斯:你所概述的这种多层结构的策略，是可行的，但是重量会是个问题吗?或不呢?
格雷厄姆-不。那也可以。这是三明治结构，分层结构。你要考虑它有多重，同样重量的装甲能提供多少保护。所以如果我有一个实心钢板，我可以把它和同样质量的夹层板做比较，它的制作成本会更高，但它可能会更硬。核心可以吸收一些能量，所以它可能会给你带来一些性能上的好处。
克里斯-据预测，大约有1.1亿颗地雷散布在地球上。人们一直在踩着他们，不仅仅是开着路虎从他们身上碾过，而且他们通常是平民。
格雷厄姆:是的。
我们能为生活在危险地区的人们做些什么吗?他们能不能穿点什么来避免腿上的“砂纸”，基本上是把所有的肉都剥掉，这就是地雷对他们造成的影响?
格雷厄姆:是的，没错。那是一个很难解决的问题。问题是负载的强度，当你踩到地雷时，你离它非常非常近。就像我说的，你离地雷越远，你就越好。踩到地雷，是很危险的。很难用物质来解决这个问题。最好的解决办法是设法清除地雷。试图发现它们并改进车辆。你可以改进车辆，这样人们就可以进入这些地区，找到地雷并清除它们。我认为这是一个更有效的解决方案。
克里斯:在我们结束和格雷厄姆的谈话之前，海伦，你确实有过这方面的经验，不是吗?近距离个人爆炸。
海伦:没错，实际上我很不幸地近距离接触了水下爆炸，水下爆炸的速度和范围让我非常震惊。几年前，我在马来西亚潜水，不幸的是，它就在被扔进水里的鱼炸弹附近。我应该简单解释一下，在整个东南亚，这是一种相当普遍的捕鱼方式。在许多国家，这实际上是非法的，因为这不仅对那些偶尔会有炸弹爆炸的人来说是非常有害的，而且对环境也是如此。我在水里，一声巨大的“砰”声划破了水面。我全身上下都有这种感觉，太可怕了。我想我知道这是怎么回事，因为我知道这可能会发生，所以我尽快安全地离开了水，然后注意到放炸弹的渔夫在几英里外!他实际上就在地平线的另一边，我几乎可以看到他。我只是不敢相信，这一切已经传播了这么远，而且仍然如此强大，以至于让我觉得，如果它再靠近一点，可能会让我耳聋或什么的。太可怕了。
格雷厄姆:是的，这听起来是一次非常可怕的经历。这说明爆炸脉冲在水中传播的效率有多高。尽管那个渔夫离得很远，但即使是他的一小块炸药也会产生很大的压力并传播到很远的地方。
海伦:我想如果他离我再近一点的话，我可能会有耳膜破裂的危险，如果他离我太近的话，我的器官也会受损。
格雷厄姆:当然。是的，冲击压力会对身体造成各种伤害，最好避免，所以我能理解为什么他们热衷于禁止这种练习。
海伦:我现在也知道那些可怜的鱼的感受了!所以这确实是一次可怕的经历。
冲击物理
剑桥大学和伦敦帝国理工学院的比尔·普劳德博士
海伦:了解爆炸和爆炸性物质的另一个有用的方法是了解爆炸产生的冲击波，以及这些冲击波是如何影响其他物质的，包括活体组织。比尔·普劳德博士在剑桥的卡文迪什实验室和伦敦帝国理工学院的冲击物理研究所工作，他今天抽时间加入了我们。嗨,比尔。谢谢你的到来。
我很高兴来到这里。
海伦:我们已经提到了冲击波这个词，那冲击波是什么呢?
比尔:嗯，我认为考虑它们最简单的方法是，如果你在房间里发出任何声音，任何噪音，你都在通过空气发出压力脉冲，人们通常听说过一种叫做声速的东西，例如，大多数学习a级的人说它是每秒330米。关于冲击波的问题是压强脉冲是超音速的，相对于物质而言
它穿过了。
海伦:它的速度比音速还快?
比尔:它的速度比声速还快，而且这个东西是在未压缩的材料中。所以，你要做的是，这些脉冲在正常的爆炸载荷下，你可以把密度提高到两倍。你把东西压缩了两倍，和它们在正常情况下的样子相比。如果你要制造核武器，如果你真的很疯狂，那么你可以把东西压缩到正常体积的五倍。随着密度的大幅增加，这些物质的温度可以上升几千摄氏度，但在不到一微秒的时间尺度上。
海伦:所以这些都发生得非常非常快。那么我们究竟该如何研究它们呢?
比尔:嗯，人们一直在研究这些东西的影响，原因有很多，比如运输、采矿、矿物开采和拆除建筑物等等，这些都需要用到炸药。从历史上看，甚至早在都铎时代，人们就试图用大量的炸药杀死对方。直到大约19世纪末，人们通常把东西炸掉，然后看它的效果。但如果你对摄影感兴趣的话，有爱德华·迈布里奇，他在19世纪70年代拍摄了马奔跑时，四只蹄子同时离地的照片。他使用的相机很像普通的相机，普通的胶片相机，这在今天可能会被认为是过时的技术，这些都是发展和先进的。一位名叫Courtney Pratt的先生，在20世纪40年代和50年代在卡文迪什实验室工作，他发明了一种叫做图像转换相机的相机它可以在微秒的时间尺度上拍摄图像。目前，有相机在英国制造，这是一个领先的国家在这类相机的发展。它们可以以每秒10亿帧的速度拍摄图像。所以，基本上在十亿分之一秒内，你就可以捕捉到一张图像。
所以，这些摄像机现在可以让你看到这些爆炸的更多细节。
比尔:没错。你可以看到材料断裂的地方。你可以看到它们是如何改变形状的，事情发生需要多长时间。因为以低速度做事和以高速度做事之间的一个重要区别是，在高速度下，事情发生的方式不同。你可以想象一下，在超市买东西的时候，你拿了一个非常薄的塑料袋，因为你不想为可重复使用的袋子付钱，你走在街上，袋子的把手被拉长了，这就是所谓的“蠕变”。我得说，这是一个非常低的比率。这需要很长时间才能发生。
海伦:是的，这是一个相当缓慢的过程。
比尔:非常缓慢的过程。
海伦:好的。
比尔:而电击则是试图把塑料袋上的把手扯开，然后当它破裂时，在你尖叫之后，因为你发现塑料在那一刻真的很坚固，然后你发现它破裂了。它不会拉伸。它的表面有裂缝，这是重要的区别。当你达到这些非常高的速率时，你会发现材料以一种不同的方式断裂因为它没有时间以一种你认为是正常的方式断裂。这就是为什么它是一个有趣的研究领域。
海伦:好的，我们现在有了这些速度非常快的摄像机。但我们如何用这些来研究冲击波呢?我们如何利用这些来更多地了解爆炸发生时发生了什么?
比尔:嗯，摄像机非常有用，因为它们可以让你看到整个现场的情况，而且你还可以把仪表放进去。这些是你放在目标体内的小传感器，它们会给你压力和时间。你在实验中要做的主要事情就是尽量简化这个场景。比如说，在一个三维的情况下，物体的形状非常规则让它们有很好的平板材料，并对它们产生影响。另一种可以简化情况的方法是——不用炸药(对那些感兴趣的人来说，炸药有一种三角形的压力形状)，你可以用一种叫做平板冲击枪的东西。你向目标发射一枚平端射弹它会产生一个方形的压力脉冲，你可以控制压力脉冲的高度和压力脉冲的持续时间，彼此独立。所以你可以真正探索这个空间。压强，温度，体积，空间在这些非常高的载荷下材料所能占据的空间然后将它与更复杂的三维情况联系起来，比如一个结构或建筑物被爆炸或被物体击中，以便理解它。如果你能理解一维情况下事物是如何运作的，那么你就有机会在三维情况下工作。如果你不懂一维，一旦你进入现实世界，事情很快就会变得非常困难。
海伦:你最关心的是建筑和结构，我们创造的东西，还是生物和人?
比尔:在卡文迪什和帝国理工学院，我们已经研究了很多种材料。所以，金属是很常见的，飞机上使用的复合材料，鸟撞，诸如此类的东西。我们对鸟击很感兴趣。这是一个有趣的话题，因为这里有一个小小的循环。几年来，人们实际上用死鸟来攻击飞机。
海伦:我听说是冻鸡。
比尔:是的，这是一个伟大的故事，关于我们如何在塞恩斯伯里超市或任何你买的地方解冻鸡肉，然后再向火车开火，否则它会造成可怕的伤害!所以人们使用真正的鸟，然后他们有点担心，因为它有点脏，有点臭，你只能换成装满明胶和木头的塑料袋。木头代表着鸟的脊梁，它们穿过木头。过了一段时间，他们又开始使用真正的鸟——这取决于谁退休了，什么时候交换。所以在进行鸟击的同时，你也可以考虑冲击波如何在非常低的冲击条件下改变材料的基因。用足够大的力击打某物——它会使温度升高。你会通过温度或压力杀死它会使细胞膜破裂。如果你使用较低的压力，你可以稍微改变材料。当然，大多数这些修饰最终会杀死活的有机体。在这里，我们考虑细胞，考虑孢子，甚至在某些情况下，考虑DNA，这类物质。
海伦:所以，我们想故意用它来杀死虫子之类的东西。
比尔:实际上，在面包行业这样的行业，有更大的推动力。在食品行业。这些很长的管子里装满了液体，粉末，在某些情况下，还有气体。现在它们都被用在食品生产中，如果出现问题，你如何消毒?你可以把化学物质传递下去，但在面粉生产等行业，也有一个很大的目标，就是对材料施加脉冲压力，通过破坏它们的膜来消灭微生物。
钝感弹药
与克兰菲尔德大学的Jackie Akhavan教授和James Padfield博士合作
克里斯-军火领域，换句话说，就是炮弹、迫击炮、鱼雷等武器;在这个特殊的领域，安全是至关重要的。如果你在处理高度爆炸性的东西，你最不希望的就是它在你自己或那些为你运输它的人手中爆炸。本周，Meera Senthilingam将带我们去了解科学家们是如何确保我们现在制造的用于战争的弹药只在预定的时候爆炸的。
Meera -本周，我来到了位于斯文顿Shrivenham的英国国防学院，去了解当今战争中使用的弹药是如何尽可能安全的，基本上，确保它们不会在不应该爆炸的时候爆炸。和我一起的是克兰菲尔德大学国防化学中心主任Jacky Akhavan。我们前面有一排迫击炮
这些是如何工作的?
杰基:你在最底部有一个推进剂。在那之前，你必须点燃推进剂，所以你会有一个增强装药，然后把迫击炮送上去。当迫击炮击中目标时，它的顶部会被压扁，然后一根大头针会穿过你的炸药，然后向你的主装药发出冲击波，造成所有的伤害。
米拉:传统上，这些类型的弹药是如何工作的?那里面装的是什么炸药?
杰基-好吧。嗯，如果你只进入顶部，那是你的熔合系统，你会有一个主要的炸药在那里，一般来说，会含有叠氮化铅，这是非常敏感的。然后你的主要炸药是TNT，三硝基甲苯和RDX的混合物。RDX代表研究开发- x。这是一种炸药。它的正式名称是环三亚甲基三胺。
米拉:这些材料现在已经不怎么用了。那么，他们为什么不在呢?这些原始设计的缺陷是什么?
Jackie -我们仍然在使用TNT和RDX，但是我们正在尝试远离TNT。原因是，首先，当你用TNT填充弹药时，它会在冷却时收缩。你把TNT加热，它在81摄氏度融化，然后你放入另一种炸药，然后你冷却它，但你必须非常小心收缩。而且，随着时间的推移，它会移动。所以，它经常从熔合系统中出来，你把它拧进去，你会看到这些黄色的晶体。通过移动，你可以使真正的炸药变得敏感。你可能会在炸药中留下裂缝和空隙，而且，在顶部，也就是它出来的地方，它是非常敏感的。
米拉:那么现在，你们团队试图解决这些问题的方法之一就是设计不敏感的弹药?
杰基:是的，没错。不敏感弹药是指在事故中不会爆炸的弹药。第一件事是，我们得把炸药取出来。我们有RDX，它看起来像糖，所以我们需要把它装在别的东西里，但不是TNT。现在最常见的是使用一种塑料，一种聚合物，这些新型炸药被称为聚合物粘合炸药。但是聚合物是惰性的而TNT是高能的，所以我们不能放太多。所以我们倾向于把95%的烈性炸药和少量的聚合物放在一起。这就像烤蛋糕，其中聚合物是你的鸡蛋，其余的干燥成分，如面粉和糖，是你的炸药。当你像我们这样混合它，然后把它放进烤箱，就像烤蛋糕一样，实际的成分就凝固了。但它确实形成了一种非常脆的材料。 So, what we tend to do is add one more ingredient, like an oil, called a plasticizer, and that just gives ductility to the polymer. So if you drop it and it did crack, it wouldn't go off.
米拉:把所有这些材料放在一起制造了一种不敏感的弹药，你如何确保这东西不会在错误的情况下爆炸?
Jackie -我们倾向于做一些初步测试，小范围的粉末测试。这是当我们制造了非常小的数量，然后把重物放在上面，用锤子敲它，或者加热它。我们会做一些标准的测试。
米拉-你现在要带我去你们的测试大厅看看这些弹药是如何测试的。
杰基-是的。我们接下来要去测试室……
杰基-…我们现在在我们的测试室里，我们请到了詹姆斯·帕德菲尔德他是我们大学的研究员他将在这里解释关于测试的一切。
詹姆斯-嗨，米拉。我们这里有几个测试，我来给大家介绍一下。我们有Rotter测试机，用来测量材料掉落或受到撞击时对冲击的敏感性。我们有摩擦测试，电火花测试，我们还测试了加热和火焰火花的影响。我们在寻找一种非常温和的反应，可能是局部烧伤而不是不敏感弹药的全面爆炸。
Meera -现在摆在我们面前的是Rotter测试，用来测试炮弹的冲击力。在我面前有一座大塔，大约有4米高。詹姆斯，这个实验的不同组成部分是什么?
詹姆斯-我们把一小块炸药样本放进测试底部的容器里然后用绞车把一个5公斤的重物吊到塔上预定的高度，然后把重物扔在炸药上。
米拉-这里有个小盖子你可以把炸药放进去。这顶帽子的直径小于一厘米。
詹姆斯:关于这个，是的，样本大小，我们使用大约30毫克。是的，非常少。
米拉-我们现在要测试什么炸药?
詹姆斯-这将是一个RDX的样本。
米拉:你打算从多高的地方放下重物?
詹姆斯-我要把它从一米半的地方扔下来。好了，我已经把样本装进黄铜盖子了。
米拉:好吧，所以你只是把它放在塔的底部，重量将从那里下降。所以，重物被举起到150厘米的高度。好吧。我们走吧。
詹姆斯-现在，我们检查了声栓。
米拉-有烟冒出来。
詹姆斯:是的，有烟，你可以看到黄铜盖子被
当重物击中它时RDX会爆炸。
米拉-那么，这确实是一次爆炸?
詹姆斯:是的。
米拉:那高度是150厘米。所以，这是怎么回事，越高的高度它就越不爆炸，越好?
詹姆斯:是的，没错。
米拉-现在，回到你身上，杰基。在做了这些小规模的实验之后，我想你们一定要用更多的量来测试它们，看看它们是否能在实际的弹药中使用?
杰基-是的。我的意思是，一旦它通过了我们所有的测试，现在它将被装入一个真正的弹头，它们将被制成弹药。整个弹药，加上包装，再加上容器，都需要进行大规模测试，然后运到索尔兹伯里平原或其他可以进行测试的地方。一些测试可能包括从高处扔下它，也许是通过碎片撞击，加热它，把它放在篝火上。这些试验的反应必须是燃烧，而不是引爆。
米拉:那么这些不敏感的弹药现在还在使用吗?
Jackie -实际上使用的并不多。风暴之影确实是一种被归类为不敏感的弹药。在未来，是的。毫无疑问，他们都会被归为麻木不仁。除非它们是不敏感的，否则不允许特别为国防部使用新的弹药。
叛乱的生态
与伦敦大学皇家霍洛威学院的Michael Spagat教授合作
Chris -在本周的裸科学家节金宝搏app最新下载目中，我们将讨论爆炸的科学，其中一群人经常使用爆炸，他们是叛乱分子，换句话说，就是恐怖分子。我们几乎每天都能在阿富汗听到这种说法，有时在伊拉克也是如此。现在，事实证明，通过研究这些事件的模式，我们也许能够学到一些东西，甚至可能预测它们何时会发生。皇家霍洛威学院的Michael Spagat教授正在研究这个问题。你好,迈克尔。
迈克尔-你好。你好吗？
克里斯-很好，谢谢。欢迎来到裸体科学家。金宝搏app最新下载请给我们介绍一下你的作品《叛乱生态学》
迈克尔-好吧。我们之所以称其为“叛乱生态学”是因为我们认为冲突过程是对某种有限资源的争夺。有限的资源可能是各种各样的。例如，它可能是空间，也可能是媒体关注。所以，如果你想象一下，那里有一群叛乱分子或游击队，然后还有反叛乱部队在寻找他们，在太空中徘徊，随机地相互碰撞。有时叛乱组织可能会相互碰撞，他们可能会合并成一个更强大的组织。有时他们可能会感到压力，分裂成一群更弱的小团体，或者叛乱分子可能会遇到反叛乱部队，在这种情况下，可能会发生血腥冲突，可能会有人员伤亡。
与此同时，叛乱组织可能正在策划袭击，我们认为这是一种试图引起人们注意的方式，例如，通过引起媒体的注意。我们认为这一攻击计划过程与人们规划路线的方式非常相似，例如，下班后开车回家，他们试图预测其他人在做什么，他们试图预测哪条路是空的，他们可以相对容易地开车走下去。以同样的方式，叛乱分子试图预测其他叛乱分子正在做什么，努力争取媒体的关注。他们想要做的是在其他组织没有发动攻击的时候发动攻击。但更像是我们
对于交通堵塞，人们的预测可能是错误的，他们可能希望某条道路会畅通，因为过去三天一直畅通，但结果可能并不畅通。
Chris:所以你的意思是，如果我们了解了这些过程的模式，那么我们就可以预测它们了?
迈克尔-是的。我认为我们至少可以在预测它们方面有所帮助。我认为我们永远无法完全准确地预测它们。但是，是的，你可以看到某些模式，比如说，安静的一天，安静的一天，沉重的一天。如果你连续三天保持这种模式，第四天会发生什么呢?
Chris -这些人并不傻现在，你在圣诞节前在《自然》杂志上发表了这篇论文，对吗?他们是否可能会读到你的论文，然后想:“好吧，现在我们要改变策略了。”然后你就得发明一种新模式。
迈克尔-我不认为这样的事情会发生。同样，看到交通模式往往是突发的，或者，不知何故，你可以有一个特定的路线，很长一段时间安静，然后繁忙。即使司机们掌握了所有这些知识，我认为这也不会消除最初导致这种模式的相互猜测的基本过程。
Chris:你看到城市周围不同路线上交通堵塞的变化，你也看到了同样的暴乱模式，这是否仍然很有趣?那些不得不应对叛乱的人们应该如何改变他们的做法，以便将叛乱分子的影响降到最低，或者摆脱他们?
迈克尔:嗯，我们发现了两件事，一件是这种突发模式，你有一个交替的平静期，然后突然，很多攻击非常快。我们发现的第二件事是当你观察事件的大小分布时。也就是说，有多少事件是一人死亡，有多少是两人死亡，有多少是三人死亡，以此类推，直到有数百人死亡。我们发现，如果没有实际观察数据和模型，你会发现比你想象的要多得多的大事件。我们发现，一方面，有一个突发模式，你突然得到很多事件。此外，大型事件也相对常见。这意味着，就应急计划而言，你必须准备好大量的备用容量，因为当你突然受到大量攻击时，系统很容易过载，其中一些攻击规模很大。
用一个巨大的微波炉来扫描车辆的底部有多实用?
我们向比尔·普劳德博士提出了这个问题。
这些车辆通常以一定的速度沿着道路行驶，比如每小时30英里。你试图引起爆炸的物质被埋在地下，所以你必须确保冲击波能到达爆炸物，所有这一切都必须在几毫秒内发生，或者在你到达车辆前方的时候。所以你需要大量的动力，你不能安装那么多的动力，把它开到路上，基本上是把你前面的路烤到所需的温度。同时，想想当我们发出这么大的能量时，我们周围的野生动物和一般生态会发生什么。
爆炸能拐弯吗?
我们向格雷厄姆·麦克沙恩博士提出了这个问题。
当爆炸脉冲击中物体表面时，一部分爆炸脉冲会从物体表面反射出去。根据该地区的地理位置、表面的性质和炸弹的大小，爆炸可能会绕过许多角落。它可以沿着一条相当痛苦的路线，在不同的表面反射。所以，它可能会造成相当大范围的破坏。一切都取决于反思。
怎么可能以每秒数十亿帧的速度拍照呢?
我们向比尔·普劳德提出了这个问题:
首先，你需要一个非常强的明亮光源。有些人实际上使用炸药来为系统做照明!接下来你需要的是一个叫做CCD的东西，电荷捕捉装置，或CMOS相机。你所做的就是打开高压，非常非常快地输入和输出。这是一种持续时间为纳秒的高压脉冲以炸药作为照明。这些实验可能是非常具有破坏性的，即使你做的是非常小的实验。
鸟被船上的钢铁弄糊涂了吗?
我们向剑桥大学动物学系的迈克尔·布鲁克提出了这个问题，他是剑桥大学鸟类博物馆的馆长:
我认为这是不太可能的，即使它是在迁徙，在使用磁罗盘的情况下横渡大海。
一艘船造成指南针扭曲的距离是非常小的。根据我的猜测，这只是我的猜测，它可能会超过100米。因此，在此基础上，这只鸟不会被油轮拉离航线。
更多的是鸟感觉筋疲力尽，看到一艘船，然后降落在船上。
所以，我猜，一旦上了船，鸽子可能或多或少倾向于离开，这取决于各种因素。
因此，一些因素可能是它耗尽脂肪的程度，也就是它的燃料储备。显然，另一个因素是船员是否喂养它，如果这是一年中物种自然迁徙的时候，那就会让它有一种不顾一切地坚持下去的心态。
我们在英国看到的家鸽是从野生的岩鸽进化而来的，但是现在很难确定岩鸽的自然分布，因为岩鸽已经和家鸽杂交了。那些家鸽已被人类转移到世界各地。所以，现在你可以在大多数大洲遇到它们。
在更遥远的大陆上，如澳大利亚和新西兰，我们可以肯定它们是由人类引入的，但例如东南亚，可能存在一定程度的不确定性。
- 以前的记忆网格
- 下一个破碎的骨头和发光的蠕虫
评论
添加注释