SEMINAR I NATURVITENSKAP - Våren 2012

Torsdagsseminarene holdes vanligvis på torsdager (!) og finner sted i rom A - 204 (Kjølv Egelands hus, UiS), kl. 14.15

Hopp ned til forestående Seminar

9. februar - Dr. Tech. Jon E. Johansen, Chiron AS, Trondheim

Chiron AS

Tears over spilled oil

Oil is spilled from natural sources and by the impact of human activity. But what are the environmental consequences? An update on the Deepwater Horizon blow-out and the chemical implications.

Approximately 200 million gallons of oil was spilled and 10 million gallons of dispersants were used during the Deepwater Horizon blowout in the Gulf of Mexico. This is the largest single oil spill in modern times.

Oil is the largest environmental pollutant on Earth. Most of the spills arise from natural seeps, but a large part of the spills also comes from disasters caused by human activity. Oil spills may lead to tremendous environmental challenges. Not only the spilled oil, but also the dispersants applied may cause unpredicted consequences. Oil contains toxic compounds, but oil spills in moderate quantities are normally broken down by Nature. Dispersants, though not toxic in moderate quantities, may harm the wildlife when applied in such quantities as we have seen in the Gulf of Mexico.

One thing is certain however, research and surveillance is needed to monitor the spills, to predict the consequences, and to learn how to handle such disasters in the future. For example, a detailed knowledge of petroleum fingerprinting is needed in environmental forensic analysis.

Oil spill analysis is relevant for a number of reasons. Several methods are applied, from very simple to extensive qualitative and quantitative analysis of individual components and groups of compounds. Long term toxicological studies of oil component impact to wildlife and humans require pure single compounds. Safe disposal of produced water needs to be monitored, the consequences of accidents must be investigated. There is an increasing awareness of the importance of environmental forensic analysis.

The consequences of the Deepwater Horizon accident will be discussed.

1. mars - Professor Rune W. Time, UiS

Sonoluminesens og kavitasjon; termodynamikk satt på pinebenken

"Litt teori gratinert med egne eksperimenter "

Sonoluminensens (SL) har vært kjent helt siden 1934 da Frenzel og Schultes ved universitetet i Køln ved et tilfelle oppdaget prikker på en film som hadde vært til "akselerert fremkalling" i et fremkallerbad utsatt for ultralyd.

Antakelsen var at lydbølgene genererte en form for luminesens forårsaket av akustisk energi. Senere kom ble det klart at det ikke var snakk om vanlig molekylær luminesens, men av en termodynamisk prosess der akustiske bølger komprimerer gassbobler (i væske) så mye og så raskt (adiabatisk kompresjon) at de lyser på grunn av høy temperatur. Det har i de siste 20 år vært en intens aktivitet rundt modellering og avanserte eksperimenter for å forstå fenomenet.

Det skilles ofte mellom SBSL ("Single Bubble Sono-Luminescence") og MBSL ("Multiple Bubble Sono-Luminescence") både fordi genereringsmetoden er forskjellig, men også fordi mekanismen for lysemisjon antas å være noe ulik. SBSL utføres vanligvis ved å plassere en boble i et stående akustisk felt som pumper energi inn i bobla ved en nær adiabatisk oppvarming. MBSL dannes vanligvis i sterke akustiske felt fra lydgivere eller i trykkfelt med så store gradienter at det oppstår kavitasjon, som i rundt propeller og i pumper. MBSL skiller seg fra SBSL ved at boblene ikke er stasjonære men beveger seg på merkverdig vis i trykkfeltet og i forhold til hverandre. Noen ganger kan det virke som om boblene søker hverandre og slås sammen på nesten "intelligent" vis over betydelige avstander. Teoretisk grunnlag for å forstå SL ble lagt allerede med lord Rayleigh i 1917 med en utledning av trykket i en gassboble som kollapser på grunn av ytre trykk. Dette var viktig for forståelsen av radial kompresjon av kavitasjonsbobler, spesielt for SBSL. I tillegg bidro vår egen Vilhelm F. K. Bjerknes i 1905 til forståelsen av MBSL ved å påvise de såkalte "første" og "andre" Bjerknes krefter som beskriver hvordan boblene beveger seg i et akustisk felt.

SL er fenomener som befinner seg på grensen av å kunne måles på en tifredsstillende måte. Det er ekstremt hurtige oscillasjoner med periode på ca 100 picosekund. Boblene er i mikrometer området når de emitterer lys og i slik tilstand at trykk og temperatur bare kan måles indirekte via spektroskopiske metoder - delvis som modellbasert parameter estimering. Lysutbyttet er svært lite og krever svært følsomme og raske spektroskop. "High-speed" videoteknikker med bilderater på flere tusen bilder krever så mye ytre belysning at det er vanskelig å observere bobledynamikk samtidig med lysemisjonen. Temperaturen i en SL boble antas å være fra 5000 - 10000 K og trykket rundt 1000 bar. Temperaturgradienten i tid (oppvarmingsraten) er typisk 1010 K/s. På 1990 tallet ble det spekulert på om temperaturen kunne være høy nok til å gi fusjon. Dette er ikke verifisert.

Foredraget vil gå inn på noen av utfordringene teoretisk og eksperimentelt, mulige anvendelser og vil avsluttes med videoer tatt med "High-speed" kamera fra egne eksperimenter med kavitasjon og med sonoluminesens ved Flerfaselaboratoriet på UIS.

22. mars - Førsteamanuensis Ivar Austvoll, UiS

 

Hvordan kan maskiner se? Robotsyn!

Det utvikles stadig nye og bedre elektroniske kamera samtidig som lagringskapasitet og prosesseringsevne øker for både små og store datamaskiner. Alt er derfor lagt til rette for å lage kunstige synsystem med mer eller mindre "intelligens".

Begrepet å se er knyttet til menneskets syn. I dette foredraget skal vi se på hva som menes med å se og hvordan vi ved å bruke elektroniske kamera som øyne og datamaskinen som hjerne kan utvikle maskinsyn/robotsyn. Målet er å gjenskape (rekonstruere) en 3D-scene med utgangspunkt i 2D-bilder. Vi skal se på hvilke geometriske relasjoner som gjelder og hvordan informasjon fra flere bilder kan brukes til å rekonstruere en 3D-scene. Vi vil spesielt se nærmere på bruk av 2 kamera, stereopsis, og hvordan disse kan brukes for robotsyn. Robotsyn refererer til en robots evne til visuelt å oppfatte omgivelsene og bruke denne informasjonen til å utføre gitte handlinger på tilsvarende måte som et menneske.

Stikkord: syn, øye, kamera, lys, skygge, farge, radiometri, projektiv avbilding, geometriske kameramodeller, kameramatrisen, intrinsikke og ekstrinsikke parametere, ”multiview” (syn fra flere synsvinkler), stereopsis (2 synsvinkler), korrespondanseproblemet, rekonstruksjon ved lineære/ulineære metoder, robotsyn, struktur fra bevegelse, segmentering, ”tracking”, ”active vision”.

19. april - Professor Lutz Eichacker, UiS/CORE

 

Ånde - Biogenesis of plant autotrophy

In the research project "Ånde" the biochemical switch between heterotrophic and photoautotrophic growth is studied. Photoautotrophy is the largest metabolic process on earth that uses solar energy for CO2 capture. However, hardly anything is known about its biogenesis in the plant cell chloroplast..

We experimentally address the question in plants grown in complete darkness. The plants are then completely dependent on a heterotrophic metabolism based on biochemical reserves the mother plant has provided. Within a few hours/days, the new seedling has to find light to switch to photoautotrophic growth. However, in darkness no molecular machinery is in place. This offers a unique experimental access to trigger the operation of this biogenetic machinery by light and investigate how the biogenesis of the photosynthetic machinery and of photoautotrophy is regulated.

3. mai - Professor Jon Magne Leinaas, Fysisk Institutt, UiO

 

Hvordan få lys til å gå (tilsynelatende) raskere enn lyset

Som Einstein har vist oss gir lyshastigheten i vakuum en øvre grense for hvor fort energi og informasjon kan overføres over avstand. Likevel ser vi av og til referert til at man har observert signalhastighet som er større. Jeg vil diskutere dette og studere et spesielt eksempel, med måling av overlyshastighet i en dobbeltbrytende krystall. Kan dette ha noen sammenheng med nøytrino-oscillasjoner og spørsmålet om overlyshastighet? Jeg har noen kommentarer til det også.
Topic revision: r9 - 2013-02-06, TheodorIvesdal
 

This site is powered by FoswikiCopyright © by the contributing authors. All material on this collaboration platform is the property of the contributing authors.
Ideas, requests, problems regarding Foswiki? Send feedback