Projektbeskrivelser for kategorien Naturvidenskab 2017
Projekter 2017
- Alkymien i nutiden
Projekttitel: Alkymien i nutiden Fornavn: Boline Gymnasium: Projektbeskrivelse: Mit projekt skal omhandle den ældre alkymis betydning for nutidens naturvidenskab – altså er der overordnede emne naturhistorie, men i mit projekt vil jeg ikke blot undersøge alkymien, men bruge den til at opdage metoder og tanker på ny. Tanken bag dette projekt er at binde en snor mellem den helt tidlige naturvidenskabs tanker og nutidens benyttelse af disse metoder og idéer man kom frem til i de helt tidlige kulturer. Jeg kunne godt tænke mig at undersøge om man kan bruge nogle af de metoder og filosofiske anskuelser, til at skabe noget nyt og innovativt inden for blandt andet fysikken og kemiens verden. Det vil jeg gøre ved at genskabe de forsøg som de tidlige tænkere udførte for at lære om naturen og verdens funktioner. Ved at lave denne række forsøg er tanken så at man griber det an både fra en nutidig vinkling og en vinkling der stemmer overens med samtiden for forsøgets første udførelse. Jeg håber på at jeg ved disse undersøgelser kan gribe nogle af nutidens videnskabelige metoder an fra en ny vinkel og måske ligefrem komme frem til en eller flere nye metoder ved forsøgsudførsel. Primært vil jeg bygge mit projekt på forsøg og undersøgelser af kilder fra oldtiden såvel som nutiden. Jeg studerer selv kemi, fysik og matematik på højniveau – dette mener jeg at jeg kan bruge som et redskab i forløbet, da jeg har en forståelse for alle tre fag i høj grad. Dertil ligger det også til grund at jeg har denne interesse for fagenes metoder og tankerne der har været med til at danne grundlag for det som tusinder verden over studerer og forsker i. - Anvendelse af nanoteknologi til at forhindre opbygning af is på et flys vinger
Projekttitel: Anvendelse af nanoteknologi til at forhindre opbygning af is på et flys vinger Fornavn: Adam Gymnasium: Projektbeskrivelse: Stort set alle mennesker nu om dage har prøvet at flyve i et fly mindst én gang i deres liv. Der er mange som tager luftfart for givet, og som er ligeglad med hvorfor et fly kan flyve. Der findes dog også mennesker (som mig) som er fascineret af fly, og hvad der egentligt får dem til at kunne flyve. Desværre er det ikke altid, at en flyrejse går som planlagt. Siden 1980’erne har der i gennemsnit været 200 flystyrt hvert år! Efterforskere finder ofte årsagerne til disse flystyrt og løser problemerne for at forbedre luftfartssikkerheden. Men der er nogle problemer som forekommer igen og igen, og som er tilbagevendende årsager til flystyrt. Et eksempel på et af disse tilbagevendende problemer er is på et flys vinger. Siden 2009 har is på vingerne alene været skyld i mindst 5 flystyrt og 471 omkomne (der er endda nogle flystyrt, som ikke er opklaret endnu, hvor efterforskere mener at is på vingerne sandsynligvis har været medvirkende til styrtet). Is på vingerne har været skyld i flystyrt lige siden luftfartens oprindelse. Is er ofte omtalt i National Geographics serie ”Mayday: Air Crash Investigation”. Det var netop ved at se et af disse programmer, at kom jeg til at tænke på hvordan man egentlig kan undgå isdannelse på et flys vinger og dermed forhindre fremtidige flystyrt forårsaget af is én gang for alle. Jeg kom i tanke om en Facebook video jeg har set med et firma der hedder ”Ultra Ever Dry”. De har udviklet et produkt ved hjælp af nanoteknologi som sprayer en hydrofob belægning på et objekt, som for eksempel handsker, bilruder, osv. som frastøder vandmolekyler. Er det muligt at sådan en hydrofob belægning kunne forhindre isdannelsen, således at vand ikke kan samle sig og blive liggende på overfladen af et flys vinger længe nok til at fryse til is? For at undersøge mulighederne om anvendelsen af nanoteknologi til at forhindre isdannelse på et flys vinger er det vigtigt at forske i om vingernes aerodynamik påvirkes med en hydrofob belægning således, at vingerne ikke længere danner opdrift. Hvis flyets vinger ikke længere danner opdrift er det umuligt for flyet at flyve. Isdannelse på et flys vinger påvirker vingens strukturelle profil og skaber en ”ruhed” der påvirker vingens normale aerodynamik ved at skabe mere ”træk” (altså luftmodstand) og mindre opdrift. Dette kan få et få et fly til at ”stalle” (altså opbremses under flyvning) og dermed styrte ned. Da mit projekt omhandler to forskellige emner (aerodynamik og nanoteknologi) vil jeg tage kontakt med to forskere (én i henholdsvis hvert emne). Min studieretning på gymnasiet er Nat 1 (Matematik A, Fysik B og Kemi B), men jeg har dog valgt at hæve både Fysik og Kemi til A niveau. Til at finde viden til mit projekt vil jeg kontakte nogle forskere, undersøge information på internettet, se nogle dokumentar på National Geographic. Desuden vil jeg forsøge at kontakte Airbus eller Boeing, et flyskelskab som SAS, nogle piloter samt et anti-icing firma ved Kastrup lufthavn. - Augmented Reaility i Matematik undevisning
Projekttitel: Augmented Reaility i Matematik undevisning Fornavn: Martin Gymnasium: Projektbeskrivelse: Jeg har valgt at arbejde med Læringsstile og se på hvordan man ved hjælp af Augmented Reality kan hjælpe Autister, ordblinde, ADHD-børn, Talblinde og folk der skal ”lege lidt med det” med at lære matematik, og om man skal inkludere det i Matematikundervisningen i folkeskolen og gymnasiet. Jeg valgte netop dette emne da min søster er både ord- og talblind, og min far er bare ordblind, har også nogle venner der skal have det ned i hånden for at forstå, så derfor tænkte jeg at man kunne gøre brug af Augmented Reality til at hjælpe med forståelsen for visse matematiske begreber og emner, såsom Fraktaler, n’te gradspolynomier eller Eksponentiel vækst, og jeg er også personligt en stor tilhænger af brug af ny teknologi i undervisningen, specielt i de lidt mere hårde fag som Fysik, Kemi og Matematik, som for eksempel Augmented Reality. Min tanke var at hvis det var en succes i Matematik-undervisningen kunne man måske fører det videre til Fysik og kemi måske endda Biologi eller geografi, eller måske fører det op på universitetet, det kunne også skabe et helt nyt marked, så det kan også hjælpe økonomien en smule. Folk har også argumenter for at Virtual Reality er vejen frem men jeg mener at Augmented Reality er vejen frem, da man bare behøver en telefon eller tablet til Augmented Reality, men til Virtual Reality skal man have nogle særlige briller/høretelefoner på. Jeg går med en lille drøm om at muligvis skulle undervise i Matematik og måske et andet fag, men i hvert fald matematik enten på gymnasiet eller universitetet. Min studieretning her på gymnasiet er: Matematik A, Informationsteknologi B og Idehistorie B. Mine planer for projektet er at jeg vil først lære få lavet en plan for hvordan et lærings program kunne fungere og derefter ville jeg begynde at producere det læringsprogram og begynde at teste det på forskellige folkeskole- og gymnasieelever, og så efterhånden lave ændringer som feedbacken kommer ind. - Bestemmelse af træarter ved brug af spektroskopi
Projekttitel: Bestemmelse af træarter ved brug af spektroskopi Fornavn: Robert Gymnasium: Projektbeskrivelse: Centralt for videnskaben er metoder. Derfor vil jeg i dette projekt arbejde med at udvikle en ny metode. Hvis man ved en arkæologisk udgravning i dag har fundet rester af et bål eller lignende, og gerne vil bestemme de træarter der blev brændt af, kræver det stor specialviden. Den nuværende metode går ud på at man mikroskoperer nogle få prøver, og ved hjælp af vedanatomi bestemmer prøvernes art. Det er en meget langsommelig metode, og derfor kan man ikke undersøge særlig mange prøver. Jeg vil gerne udvikle en hurtigere metode. Når metoden bliver hurtigere, kan man samtidig måle på flere prøver, og resultaterne bliver på den måde mere pålidelige. Ideen er at bruge nærinfrarød og infrarød spektroskopi. Det går ud på at belyse en prøve, og danne et spektrum af det lys der reflekteres tilbage. Ved at gøre dette med mange prøver, hvor man allerede kender træarten, kan man måske finde forskelle i spektrene, der adskiller de forskellige træarter fra hinanden. Spektroskopi er forsøgt brugt til træartsidentifikation med træ fra andre verdensdele, med varierende succes og små datamængder. Det har ikke være afprøvet for nordeuropæiske træarter, infrarød bølgelængde eller arkæologisk træ, så vidt jeg ved. Jeg er en HTX-elev, med fysik og kemi på højt niveau. Jeg har altid været meget fascineret af smarte metoder til at finde resultater inden for naturvidenskaben. Selv har jeg aldrig udtænkt en smart metode, kun beundret andres snilde. Med dette projekt håber jeg på selv at udarbejde et værktøj, som andre vil tænke er smart. Udfordringen vil nok ligge i at arkæologisk træ, fra for eksempel bålpladser, er forkullet. Man vil derfor skulle have prøver af forkullet træ, og undersøge om der er en forskel i spektrene for forskellige træarter, selv når de er forkullede. I et rigtigt projekt, kunne det tænkes at man kunne udarbejde referencespektre for en lang række træarter, der så kan bruges til at bestemme arkæologisk træ i fremtiden. - Beta minus henfald i neutronstjerner
Projekttitel: Beta minus henfald i neutronstjerner Fornavn: Jesper Gymnasium: Projektbeskrivelse: Projektets hovedformål er at undersøge forholdene for beta minus henfald i en neutronstjerne. Idéen til dette projekt fik jeg under en Astronomi camp i Alperne. Vi havde om neutronstjerner og jeg blev interesseret i at vide om neutronerne ville kunne henfalde i sådan en stjerne. Neutron stjerner er rester af kernen som normalt kun består af neutroner. Neutron stjerner bliver holdt stabile af Neutron degeneracy pressure, som beskrives af Paulis udelukkelses princip. Frie neutroner henfalder efter omkring 15 minutter ved beta minus henfald. Dog ser man ikke at de henfalder i en neutronstjerne. I dette projekt vil jeg derfor undersøge forholdene for beta minus henfald i en neutronstjerne. Endvidere vil jeg analysere hvordan forholdene kan være forskellige i kernen og ved overfladen. Man kunne tænke sig til at en neutron ville have let ved at henfalde ved overfladen. I forbindelse med dette vil jeg kigge på om neutronstjerner kun består af neutroner. Hvis beta minus henfald er teoretisk mulige ville man tro at stjernen også vil indeholde små mængder af protoner og elektroner. Den faglige baggrund for projektet ligger lige nu primært i populærvidenskabelige artikler og idéer. På dette svage grundlag ses det at det er nødvendigt at indsamle mere empiri om emnet for at besvare problemformuleringen. Målet som jeg vil arbejde imod er at bestemme om det er muligt at opretholde en fri neutrons stabilitet ved et magnetfelt. Som det står til lige nu er det et ambitiøst mål, men mit håb for projektet er at jeg vil få en større forståelse af emnet efter arbejdet. På nuværende tidspunkt af projektet er der to ting som skal gøres: • Indsamling af teoretisk og praktisk viden om neutronstjerner og forholdene for beta minus henfald. • Undersøgelse af de teoretiske muligheder for en neutrons stabilitet ved andre fundamentale kræfter. Jeg har til hensigt at kontakte så mange forskere som muligt for at besvare problemformuleringen. Det er mit håb at disse forskeres viden og ekspertise vil kunne bruges i projektet, bl.a. til den komplekse matematiske formalisme. Som det foreligger lige nu ved jeg ikke præcist hvilke metoder og eksperter jeg vil bruge. Dog vil jeg tage kontakt vil følgende institutioner. • Institut for rumforskning og -teknologi (DTU Space) • Niels Bohr Instituttet (KU) - Bionedbrydelige og organiske materialers anvendelsesmuligheder som emballage
Projekttitel: Bionedbrydelige og organiske materialers anvendelsesmuligheder som emballage Fornavn: Marie Gymnasium: Projektbeskrivelse: I vores globale verden hvor varer bliver sendt på tværs af kloden hele tiden, har emballage fået en enorm betydning. Størstedelen af al emballage er lavet af plastik – så stor en del, at der på verdensplan bliver produceret hele 322 millioner ton plastik om året. Plastik er oftest lavet af råolie eller naturgas og er derfor et meget slidstærkt materiale med mange fordele - det mindsker f.eks. madspild ved at få maden til at holde længere. Det er også ret billigt, og det er derfor ikke svært at forstå, hvorfor det er så populært. Plastik har dog også ulemper: Det bliver fremstillet af fossile brændstoffer, og så betyder dets styrke, at der går meget længe, før plastikken bliver nedbrudt i naturen. Dette udgør et stigende problem, idet fisk og andre dyr spiser det i den tro, at det er mad. Dette kan være dødeligt for dem. Et stort projekt kaldet ’The Ocean Cleanup’ har planer om at rense havene for plastik. Dette er noget af en opgave, og selv hvis det lykkedes, bliver der fortsat forurenet med plastik. For at fuldkommen løse problemet bliver vi derfor nødt til at mindske vores forbrug af plastik. Bare at udskifte plastik med bæredygtige alternativer er ikke så ligetil, men man må jo starte et sted. Jeg synes at det er oplagt at starte med den overflødige plastikemballage, altså emballagen om de fødevarer, som strengt taget ikke har behov for at være helt lufttæt pakket ind. Det gælder f.eks. de fleste frugter samt grøntsager med skal. Det undrer mig nemlig hvorfor f.eks. æbler ofte kommer i en plastikpose og at pomeloer – som har en meget tyk skal – altid er indpakket i både plastikfilm og et plastiknet. Man skulle også tro at f.eks. øl i en six pack godt kunne holdes sammen af organisk materiale i stedet for den plastikholder, som havdyr ofte kvæles i. På baggrund af ovenstående frustrationer over overflødig emballage er jeg kommet frem til følgende problemstilling, som jeg synes kunne være interessant at svare på gennem forskerspirer-forløbet: Hvordan kan man fremstille emballage ud fra organiske og bionedbrydelige materialer? For at snævre projektet ind vil jeg fokusere på emballage lavet af danske råvarer, gerne overskudsvarer såsom halm, men ellers planter der kan dyrkes i Danmark, og fokusere på at fremstille det til danske varer uden behov for lufttæt emballage. På baggrund af resultatet vil der med stor sandsynlighed være grundlag for at udvide og fortsætte forskningen. For at gennemføre forskningen kræves der et bredt kendskab til allerede eksisterende stoffer af organisk materiale såsom kokosfibre, halm, hamp eller andre planter. Viden om disse vil jeg finde på nettet, i litteratur og ved kontakt af en forsker der arbejder med materialer. Hvis der allerede findes et materiale, der ville være godt til brug af emballage, ville jeg fokusere på dette og dets produktionsomkostninger. Derudover ville jeg tilrettelægge forsøg til at undersøge dets holdbarheds- og hygiejniske kvaliteter. Hvis ikke der allerede findes et emballage-anvendeligt stof, der kan produceres i Danmark, vil jeg fokusere på mulighederne for at fremstille et sådant ved at sammenligne forskellige planters fibre og deres styrke samt nedbrydelighed. Min faglige baggrund for at gennemføre projektet er en oprigtig interesse i bæredygtighed samt min bioteknologiske linje i gymnasiet. - Computergenererede tekster med bestemte genretræk
Projekttitel: Computergenererede tekster med bestemte genretræk Fornavn: Amalia Gymnasium: Projektbeskrivelse: Jeg har længe interesseret mig for og selv skrevet en del moderne poesi. Gennem nogle af mine skriveprocesser har jeg tænkt over hvad og for hvem det jeg skriver egentlig giver mening og koblet det til min matematiske forståelse af algoritmer. Digte er af en abstrakt og subjektiv størrelse med karakteristika der defineres forskelligt fra menneske til menneske. Jeg kunne godt tænke mig at finde ud af, om en computer kan programmeres til at genkende genretræk af forskellige teksttyper og adskille f.eks. digte fra noveller. Mit mål er at få en computer til selv at generere tekster ved bestemte genretræk. Dette vil jeg gøre vha. machine learning (Markov-kæder), neurale netværksmetoder, andre algoritmer samt data fra forskellig litteratur. Kunstig intelligens, f.eks. computersystemer fra IBM (IBM Watson) eller Google (Quick, Draw!) er typisk baseret på neurale netværker. Disse programmer er blevet trænet i at genkende mønstre og udvikle sig igennem dem. Herved kan man få maskinen til selv at generere en tekst. Jeg fik min inspiration fra digtsamlingen ”Alting A” (2004) af Tomas Thøfner. Digtsamlingen består udelukkende af autogenerede digte, som Thøfner har fremstillet gennem et computerprogram. Programmet genkender ordklasser og grammatiske skemaer, hvoraf digtenes struktur skabes. Jeg vil gerne lege lidt med tanken om at bygge videre på Thøfners idéer. Det kunne derfor være relevant at tale med Thøfner om hvilke tanker og idéer han har gjort i sin skabelse af digtsamlingen. Herudover har professer Søren Brunak (Disease Systems Biology, KU og Bioinformatics, DTU) forsket ved neurale netværker og skrevet en bog herom i fællesskab med professor emeritus Benny Lautrup (Niels Bohr Institut, KU). Disse personer, samt IBM og Google, kunne være relevante at henvende sig til i starten af projektet. Jeg har selv matematik og fysik på A-niveau, hvor min faglige baggrund stammer fra. Under projektet kunne man desuden henvende sig til diverse sprogforskere, som kunne hjælpe med at analysere de autogenerede tekster og bekræfte/afkræfte projektets beskaffenhed. Forståelsen af de autogenerede digte vil være udfordrende. Her er et tankeeksperiment: En afsender A, som er et menneske, skriver en tekst som modtager B læser. A har oftest et budskab med sin tekst. B vil læse teksten og kan fortolke den til et hav af meninger. Det er ikke sikkert, at B vil komme frem til samme intention som A. Hvad er forskellen på, at A er et menneske og ikke en computer? Vil B opfatte det samme fra teksten, hvis A var en computer, og hvilken betydning har det for B, i forhold til genkendelse (f.eks. af hverdagssituationer), at A ikke er et menneske. Jeg vil også finde ud af, om dette over hovedet gør en forskel. Mit projekt vil bevæge sig på grænsefladerne mellem matematik, psykologi og sprogvidenskab. Det vil kunne bidrage til sprogudvikling og -forståelse, samt nye områder af machine learning, der endnu ikke har været megen forskning i. - Forbedring af PEC-solcelle
Projekttitel: Forbedring af PEC-solcelle Fornavn: Freja Gymnasium: Projektbeskrivelse: Der forskes i Danmark og resten af verden i vedvarende energi. Et eksempel på en vedvarende energikilde er solcellen, der anses som et reelt alternativ til fossile brændstoffer, når forskningen er nået lidt længere1. Forskning og udvikling indenfor solcelleindustrien er derfor meget vigtig. Bæredygtig energi ligger mig meget på sinde. Gennem aktiv deltagelse på flere miljøkonferencer er jeg bekendt med forskellige former for vedvarende energi - og vigtigheden af at forbedre dem. Som gymnasieelev med matematik, fysik og kemi på A-niveau har jeg optimale omstændigheder for at beskæftige mig med solceller, der netop krydser de tre emneområder. Jeg har før deltaget i forskningsprojekter og er derigennem bekendt med den (naturvidenskabelige) arbejdsmetode det kræver. Fotoelektrokemiske solceller er et billigt alternativ til den klassiske siliciumsolcelle2. Den billigere produktionspris er udslagsgivende for implementeringen i de fattigere lande og muliggør, at solceller kan benyttes over hele Jorden3. Et problem er, at nyttevirkningen af den fotoelektrokemiske solcelle i dag kun ligger på omkring 7-10% 4. Hertil kommer den problemstilling, at den forringes i takt med, at den forældes. Det sker primært på grund af, at de farvestoffer, der opfanger sollyset, ødelægges af solens UV-stråler5. Formålet med projektet er at finde en løsning på dette problem ved at designe en forsegling, der kan forlænge solcellens levetid ved at beskytte det mest ideelle farvestof mod UV-stråler. Solcellen skal opbygges på baggrund af en traditionel Grätzel-solcelle, med TiO2 på den ene elektrode og med I2 som elektrolyt. Jeg vil undersøge, hvilket farvestof der er mest ideelt, ved at benytte en hypotetisk-deduktiv metode på baggrund af teori af bl.a. Jong Hyeok Park samt eventuelt en forsker med kemisk baggrund. I arbejdet med at undersøge hvilke materialer, der kan benyttes til at afskærme solcellen for UV-stråling uden at blokere for stråling i det farvede lys’ spektrum, vil jeg også benytte den hypotetisk-deduktive metode. Sideløbende vil jeg lave en beskrivelse på mikroniveau af strålingens effekt på molekylerne - eventuelt i samarbejde med en forsker med nanoteknologisk baggrund. Beskrivelsen benyttes til at optimere forsøgsdesignet henover gentagelser. Endelig vil jeg indhente viden fra videnskabelige artikler. 1 Kahee Shin, Ji-Beom Yoo og Trinhammer, Ole m.fl, Evig Energi? - solceller, side 10, Fysikforlaget, 2006. 2. Andresen, Nils og Kirpekar, Sheela, Nanoteknologi, solceller, Mat-nat-verdensklasse 3 Nielson, Poul, Solceller, bæredygtighed og fattigdom, Information, 1998 4 Andresen, Nils og Kirpekar, Sheela, Nanoteknologi, solceller, Mat-nat-verdensklasse 5 Christensen, Hviid m.fl., Solceller - et strålende svar på den indlysende udfordring, DTU kemi - Fremdrift med radioaktivt henfald
Projekttitel: Fremdrift med radioaktivt henfald Fornavn: Kian Gymnasium: Projektbeskrivelse: Menneskeheden og liv på jorden står over for mange udfordringer der truer vores eksistens og velfærd. Det er for eksempel asteroider , overpopulation eller epidemier . Hvis disse problemer opstår vil jorden, som ellers er meget stor, virke meget lille. Derfor bliver vi nød til at kigge ud mod det uendelige verdensrum. Menneskehedens fremtid er blandt stjernerne som en rumfarende race. Der er nemlig endeløse ressourcer i verdensrummet. Alt fra minedrift på asteroider eller kometer til interplanetære kolonier har potentiale til at løse de største kriser vi mennesker står over for. Asteroider/kometer indeholder alt fra vand til metaller, vigtige ressourcer, og en koloni vil tillade os at takle overpopulation. Som det står nu, så har vi teknologien der skal til for at komme rundt i vores solsystem i form af konventionelle raketter så som den ikoniske Saturn V raket. Vi har også robotter på Mars og havde en satellit om en komet. Robotten på Mars og satellitten er dog ikke særligt store. De er på størrelse med en lille bil . Det lyder stort men der skal meget mere til end en personbil til at løse menneskeheden største udfordringer - vi har brug for at kunne sende flåder af mennesker og stort maskineri afsted. Selskaber som SpaceX planlægger allerede nu at sende mennesker til rummet, med en af de største udfordring er det enorme energibehov, rumrejser kræver. Derfor mener jeg at vi skal investere i kerneenergi til at skabe fremdrift. Der er et stort potentiale i kerneenergi. Kerneenergi kan levere massere af energi på meget lille plads og ved meget lav vægt. Derved kan vi erstatte brændstof med udstyr og instrumenter. Der findes allerede ideer til hvordan man kan benytte radioaktivitet til fremdrift. For eksempel en motor der varmer hydrogen op med kerneenergi til at skabe fremdrift . Der er dog ikke er blevet forsket meget i hvorvidt radioaktiv henfald i sig selv kan skabe fremdrift. Et godt simpelt eksempel på dette er en ustabil kerne, der udsender en alfapartikel. Den sender alfapartiklen, der har en masse, afsted med en meget høj hastighed. Dermed gælder Newtons 3. lov, nemlig at et legeme der påvirker et andet legeme med en kraft, vil blive påvirket med en lige stor modsat rettet kraft. Således har man en raketmotor der kan skabe fremdrift så længe halveringstiden tillader det. Et radioaktivt materiale udsender dog stråling ud i alle retninger på samme tid. Det resultere i at alt fremdrift bliver neutraliseret af en modsatrettet kræft. Hvis man dækker den ene del af det radioaktive materiale til vil det resultere i at der kun er et tryk i den ene retning. Det skyldes at partiklerne vil støde ind i indkapslingen og udligne den kraft der blev skabt da de blev skudt af atomet. Jeg vil derfor undersøge om det er muligt at genere kraft på den vis. Jeg vil fokusere på alfapartikler da de har en større masse end andre typer af stråling hvilket bidrager til større fremdrift. Da alfa partikler også har en positiv ladning så kan man muligvis accelerere dem ligesom i en partikel accelerator. Derved skabe en højere specifik impuls. For at opsummere så vil jeg undersøge om det er muligt at skabe fremdrift ved hjælp af accelerering af alfapartikler fra et radioaktivt isotop. - Følelsesmæssig intelligens i neurale netværk
Projekttitel: Følelsesmæssig intelligens i neurale netværk Fornavn: Andreas Gymnasium: Projektbeskrivelse: Nytidens neurale netværks har godt styr billede og talegenkendelse, ligesom at de har bevist at de kan slå mennesker på ren logik og er så småt begyndt at vise tegn på hvad der kan beskrives som kreativitet. Alligevel mangler neurale netværk og andre former for AI, det som bedst kan beskrives som følelsesmæssig intelligens. Mit forskningsprojekt går derfor ud på med udgangspunkt i menneskehjernen (og anden pattedyrhjerner) at undersøge hvordan man kan implantere et system som minder om ur hjernen i kunstig intelligens, dette kan gøres enten ved at finde en metode til forhåndsindstilling af vektoren i et neuralt eller skive et klassik program. Jeg vil også fokusere på sammenspillet mellem hjernens forskellige centre for at studere hvordan forskellige typer netværk internt kan blive forbundet sådan at man kan skabe en naturlig ligene hjerne med centre der løser bestemte opgaver men samtidige påvirker og bliver påvirket af andre centre. Derudover vil jeg undersøge hvordan man kan simulere effekten af hormoner (og andre stoffer), min ide er at hvor man i nuværende neurale netværk indsætter tilfældig støj kan man i stedet indsætte en række hormonelle værdier. Mit projekt er udelukkende et forsøg på matematisk og teknologisk at fremstille løsninger på de ovennævnte problemer stillinger. Selvom projektet vil være inspireret af biologiske processér vil projektet ikke involvere biologiske forsøg men udelukke trække på eksisterende biologisk viden. Målet i sig selv ville heller ikke være at skabe en ”følende maskine” men i stedet give et indblik i hvordan dele af ur hjernens effekt kan implementeres i computere, for at skabe en mere ”menneskelig maskine” og ligge en grundsten for videre udvikling af følelsesmæssige intelligente neurale netværk. Jeg vil søger forskerkontakter både nationalt og internationalt. Derudover har Amerikanske forsker skabt en fuld model af en mussehjerne og arbejder på at skabe en fuld simulation af menneske hjernen hvilket begge er projekter jeg vil prøve at inddrage i mit eget projekt. Jeg fik min interesse fra neurale netværk efter at UNF foredrag jeg var med arrangør for. Derudover er jeg ATU’er og jeg vil gerne bruge de værktøjer det har givet mig i et praktisk projekt. Som studieretning er jeg MAT/Fys’er. - Genetisk modifikation af cyanobakterier til produktion af hudkræftmedicin
Projekttitel: Genetisk modifikation af cyanobakterier til produktion af hudkræftmedicin Fornavn: Yasmin Gymnasium: Projektbeskrivelse: Hudkræft er nu de mest almindelige kræftformer i de hvide populationer, og forekomsten af hudkræft har nået epidemiske proportioner. Jeg vil undersøge om cyanobakterier, kan forebygge eller bekæmpe hudkræft. Med de rigtige gener indsat og passende mængder af sollys, kan cyanobakterier manipuleres til at producere hudkræftmedicin baseret på såkaldte terpenoider i langt større mængder end vi i dag, kan udvinde det fra den naturlige kilde, planten Euphorbia lathyris. Cyanobakterier, planter og alger, kan bruge sollys til at omdanne uorganisk kuldioxid, nitat, fosfat osv til biomasse, der producerer et bredt udvalg af metabolitter. Disse omfatter klorofyl, lipider, carotenoider, andre terpener og aminosyrer. Cyanobakterier, planter og alger har en enorm kapacitet for at syntetisere biostoffer. Måske kan den ovenstående metode bruges til at producere fremtidens hudkræftmedicin. - Genskabelse af koralrev ved hjælp af strøm
Projekttitel: Genskabelse af koralrev ved hjælp af strøm Fornavn: Julie Gymnasium: Projektbeskrivelse: Mange af verden koralrev er over de sidste årtier blev udsat for ødelæggelser som følge af menneskelige aktiviteter. Da koralrev vokser ganske langsomt er konsekvensen at forekomsten af koraller bliver mindre og mindre. Overfiskeri, forurening fx plastik, der lægger sig på korallerne, dynamitfiskeri eller indsamling er med til at ødelægge korallerne. Koraller er vigtige for mange fiskearter også men måske mindre vigtigt tiltrækker de turister. Ud over at forsøge at begrænse destruktionen af koralrev, så synes jeg, at det er meget interessant, at undersøge muligheden for at genskabe koraller. Forsøg på Bali har vist at koraller vokser hurtigere, når hvis man lader dem gro på et gitter, hvortil der sættes lavstrøm. Metoden anvendes kun til kystnære koralrev idet strømmen kommer via ledninger fra land. Formålet med dette projekt vil derfor være at arbejde videre metoden som anvendes på Bali men forsøge at kombinere med en anden strømkilde eksempelvis bølgeenergi, så den også kan anvendes til koralrev, der ligger længere væk fra kysten. Det er vigtigt at den energikilde, der skal forsyne gitrene er grøn, så CO2 eller anden forurening ikke nedbryder andre dele af naturen i forsøget på at genskabe koralrev. Jeg er selv en ivrig dykker og har flere steder set, hvilke konsekvenser det har for koralrev, at der fx flyder plastik rundt i havene, som når det lægger sig på korallerne dræber dem. Derudover synes er jeg rigtig glad for naturen, og jeg synes, at der et ærgerligt, at vi mennesker ødelægger så meget af den. Jeg ville derfor gerne arbejde med noget, der kan hjælpe med at genskabe noget af al den natur, der er blevet ødelagt. Min faglige baggrund for at gennemføre denne undersøgelse, er at jeg læser på den geovidenskabelige linje. Her lærer jeg bøde om naturen og fysik begge dele ting jeg vil kunne anvende i forbindelse med dette projekt. Koralrev som sådan har vi ikke beskæftiget os med, men det det har min store interesse ved jeg allerede lidt og så vil jeg meget gerne undersøge mere om koraller. Energi har vi arbejdet med i fysik og noget af den viden vil jeg kunne anvende, men også her skal jeg undersøge mere specielt omkring grønne energikilder og omdannelse af fx bølgebevægelser til strøm. Jeg forventer at tilrettelægge arbejdet med projektet således at jeg først undersøgelser udbredelsen og resultaterne af at anvende gitre med strøm til at få koralrev til at gro hurtigere. Måske kan jeg få adgang til nogle af de resultater forsøgene på Bali har givet. Dernæst vil jeg arbejde med strømkilden, min umiddelbare idé er at anvende bølgeenergi, men det vil kræve, at energien kan omdannes til strøm på stedet, er dernæst føres vi kabel ned til korallerne. Men jeg vil også undersøge andre grønne energikilder. Jeg håber på, at kunne trække på en eller flere eksperter indenfor grøn energi. - Genteknologi og geneditering ved hjælp af CRISPR/cas9 til behandling af patienter med demens.
Projekttitel: Genteknologi og geneditering ved hjælp af CRISPR/cas9 til behandling af patienter med demens. Fornavn: Valdemar Gymnasium: Projektbeskrivelse: I hele spektret fra genteknologi, herunder geneditering, og molekylær biologi til matematikkens statistiske signifikans vil det blive undersøgt, om det er muligt at behandle demente patienter med genediteringsteknologien CRISPR/cas9. Et amerikansk og europæisk multicenterstudie har sammenlagt generne for 50.000 personer, hvoraf en del får udviklet demens. De fandt 4 nye gen-loci forbundet med demens, herunder CD33. MEN der findes en beskyttende variant af genet CD33, der er associeret med demens. Spørgsmålet er, om man vha. CRISPR/cas9-teknologien, på en billig, effektiv og virksom måde (som CRISPR-teknologien er), kan danne en mutation i det specifikke gen, der medfører en beskyttende variant af CD33, som kunne nedsætte antallet af patienter med demens? Det vides, at der er andre faktorer forbundet med forebyggelse og udvikling af demens. CRISPR/cas9 bør, som et værktøj til genterapi, studeres. Tidligere har der været mange usikkerheder omkring uventede ændringer i arvemassen ved brug af genterapi til behandling af genetiske sygdomme og genmodifikationer af afgrøder i landbruget. Forskere har tidligere brugt teknikker som designede TALENs proteiner, men der er ulemper koblet til denne teknik kontra CRISPR. CRISPR/cas9 muliggør en næsten skræddersyet kirurgi i vores arvemateriale, hvilket resulterer i, at det er muligt at målrette behandlingen direkte ind i en bestemt position i genomet. CRISPR/cas9-teknikken har også ulemper, hvorfor det også skal studeres nærmere, da man især taler om såkaldte ”OFF-targets”-effekter. Den faglige baggrund for gennemførslen af min undersøgelse er ikke bare én enkelt ting. Der skal opnås en bredere og dybere forståelse for CRISPR/cas9-genediteringsteknikken samt risici forbundet hertil. Derudover er det tanken, at der efter CRISPR/cas9-teknikkens ændring i arvemassen med henblik på at opnå en lavere demensrate er diskuteret, analyseret og vurderet med forskerkontakt, skal et biologisk kontrolleret in vivo (dyremodel, forsøg i liv) laboratorieforsøg med Drosophila opstilles for at undersøge en enkelt faktors betydning (nemlig den beskyttende variant af CD33). Grunden til at jeg ønsker at vælge Drosophila er, at den er forholdsvis nem at modificere genetisk, og at den vokser hurtigt (dage), hvilket vil resultere i, at jeg kan studere mange generationer og få teknikken til at virke. Sammen med forskerkontakten ønskes det først at validere ideen (sætte mutationen ind i en model og iagttage, om den bliver syg). Men ligner Drosophila med Alzheimers mennesket med Alzheimers?”Translational sciences” vil vurderes. Af den grund vælges den ”simple” Drosophila-model til at beskrive mit target – mit specifikke CD33 molekyle med henblik på senere at kunne vælge en mere kompliceret sygdomsmodel, når man er længere med videnskaben – eksempelvis grisen. Her kunne den statistiske hypotesetest fra den matematiske statistik være til gavn for at finde signifikansen af resultaterne fra laboratorieforsøgene. Udover dette vil empiri og teori hentes fra allerede udarbejdede, men nye, studier, der beskriver den beskyttende genvariant af CD33 og studier, der har beskæftiget sig med CRISPR/cas9. Det anses for særligt vigtigt, at der efter projektet haves nok faglige kompetencer og erfaringer indenfor området til at kunne indgå i de etiske spørgsmål vedrørende geneditering i mennesker, hvor der i særlig grad vil fokuseres på forskellen mellem genændringer i somatiske celler versus kønscellerne. - Goodyears hjul: Levitation af og fremdrift ved superledere
Projekttitel: Goodyears hjul: Levitation af og fremdrift ved superledere Fornavn: Roar Gymnasium: Projektbeskrivelse: Dækfabrikanten Goodyear, offentliggjorde i 2016 konceptet til et kugleformet hjul, der fungerer ved hjælp af magnetisk levitation. Dette er ligeledes et fænomen man har set i forbindelse med superledere. Jeg vil i mit projekt undersøge Goodyears kugleformede, superledende hjul. I forbindelse med dette emne er der tre spørgsmål, som jeg vil forsøge at finde svar på: Hvordan leviterer hjulet? Hvordan man kan styre hjulet og hvordan kan det bruges til fremdrift? Goodyears hjul er interessant designet og implementeringen kan først og fremmest føre til at biler bliver mere effektive og manøvrerbare. Det er derudover en værdifuld teknologi, der ligeledes kunne implementeres mange andre steder, i forbindelse med mere effektiv transport. Den viden som projektet sigter efter at opnå, kan komme til gode, de steder, hvor man planlægger at bruge superledere til mere effektiv transport, som f.eks. i japanske højhastighedstog. Jeg har netop selv Fysik A i gymnasiet og har tidligere deltaget i praktikforløb på både Niels Bohr Instituttet og DTU, hvor jeg har arbejdet med superledere. Derudover er (jeg en del af ATU, hvor jeg i seminarer, uden for skolen, har udforsket forskellige naturvidenskabelige emner. Jeg har således en god forståelse og bred viden inden for fysik og jeg har ligeledes en god basisforståelse af netop superledere. Projektet kommer højst sandsynligt mest til at udfolde sig kvalitativt, da jeg i højere grad, kommer til art undersøge fænomener, frem for at lave udregninger. Jeg vil undersøge superledere og deres egenskaber. Lineære elektriske motorer og hvordan de fungerer, til sammenligning med hjulet, for at undersøge, hvordan det styres. Derudover, vil jeg hente viden fra de inddragne eksperter på området: Anders Christian Wulff - forsker på DTU ENERGY og Suzanne Andersen Cand. Fra DTU. Gennem disse har jeg også adgang til tidligere forskning i hjulet som jeg således også vil kunne gøre brug af. På den måde håber jeg at får besvaret spørgsmålene i min problemformulering. Skriv mellem 300 og 500 ord. Den bør indeholde: • Det spørgsmål, du vil prøve at finde svar på, gerne som en egentlig problemformulering • Dine personlige overvejelser, der ligger til grund for, at du ønsker at finde svar på netop dette spørgsmål • Din faglige baggrund for at gennemføre din undersøgelse • Dine foreløbige ideer til projektets tilrettelæggelse, herunder de metoder og eksperter du vil inddrage – hvor vil du hente din viden? Anders Christian Wulff DTU ENERGY, Suzanne Andersen Du skal gå ud fra, at læseren forstår det område, du beskæftiger dig med. - Hvordan mikroplastik påvirker blåmuslinger
Projekttitel: Hvordan mikroplastik påvirker blåmuslinger Fornavn: Elise Gymnasium: Projektbeskrivelse: Med dette projekt vil jeg prøve at undersøge, hvilke skadelige effekter forskellige former for mikroplastik har på blåmuslinger. Årsagen til dette er, at plastik fylder en stor del af vores hverdag, men sjældent bliver genbrugt – i stedet bliver det smidt ud og ender i havet, hvor det fylder mere og mere. Snart vil der være mere plastik i havene, end der er fisk. Det er ikke kun de store stykker plastik, som er farlige, det er også de helt små stykker – mikroplastik. Vi ved godt, at plastik ikke er godt for miljøet, og at det forurener, men hvilke effekter har plastik på dyrelivet i havet egentlig? Jeg ønsker at undersøge, hvilke skadelige effekter forskellige former for mikroplastik har på dyrelivet ved at fokusere på blåmuslingerne. Jeg synes, at det er superaktuelt at arbejde med dette emne, da jeg derved måske vil kunne hjælpe med forskningen videre eller blot belyse nogle af de skadelige effekter, som plastik har, hvilket måske igen kan hjælpe med at finde en løsning for at undgå disse miljøskader. Min faglige baggrund består af, at jeg i 1.g har arbejdet med plastik og plastikforurening, og jeg har også været i kontakt med Plastikchange, som arbejder med emnet. Desuden er jeg med i gruppen ’Marin med Amtet’, som også tager plastikdebatten op ved bl.a. at hjælpe med strandrensninger. Mine foreløbige ideer til hvordan projektet skal tilrettelægges går ud på, at jeg først vil lave et eksperiment, hvor jeg vil undersøge, om blåmuslingerne egentlig optager og udskiller mikroplastik. Herefter vil jeg med synopsen tilrettelægge et forsøg, som skal undersøge hvilke skadelige effekter, som forskellige typer mikroplastik har på en blåmusling. Med skadelige effekter er det fx om muslingen dør eller på anden måde lider grundet indtagelse af plastik. Forsøget vil også gå ud på at undersøge eventuelle overførelser til predatorer (herunder mennesker). Min viden vil komme fra eget forsøg og diverse videnskabelige artikler samt fra samarbejde med forskere, som arbejder med dette emne. - Insekter som erstatning af okse- og svinekødsproduktion (entomophagi)
Projekttitel: Insekter som erstatning af okse- og svinekødsproduktion (entomophagi) Fornavn: Magnus Gymnasium: Projektbeskrivelse: Jeg vil i dette projekt undersøge, om der vha. opdrættede insekter findes en bæredygtig erstatning, eller i det mindste delvis erstatning, til det store danske og europæiske forbrug af okse- og svinekød. Kødindustrien skaber store mængder CO2 og andre drivhusgasser og tager mange ressourcer, i det at de opdrættede dyr skal fodres, vedligeholdes og deres levestandarder skal leve op til de danske og europæiske love. Specielt deres madbehov er en stor ressourcesvamp, da afgrøderne til foder kræver store markarealer. Det store forbrug af kød udgør en betydelig del af den gennemsnitlige danskers CO2-udslip. I Storbritannien producerer en kødspisers diæt ca. 50% mere CO2 ift. en vegetars, (1) og lignende tal er sandsynligvis til stede i Danmark. Der er dog naturligvis også andre incitamenter til at formindske eller erstatte en del af forbruget. Personligt har jeg interesse i området, da jeg finder de naturvidenskabelige fag og deres metoder spændende, men også fordi emnet er del af en større udvikling imod et samfund, der volder den mindst mulige skade på miljøet. Jeg går desuden på en bioteknologisk studieretning, og dermed er specielt biologi og kemi interessant for mig. Desuden vil jeg tro, at det kunne være sjovt at gå i detaljerne og læse om en vid række arter, som jeg har næsten ingen kendskab til. Denne søgning efter insektviden indgår også i min foreløbige idé om, hvad jeg vil gå i dybde med i projektet. Jeg vil forsøge at undersøge okse- og svinekødets betydning i en danskers kost og se, om der er nogle insekter, der kan erstatte dette forbrug vha. en lignende næringsværdi. Umiddelbart vil jeg researche forskellige insekter (muligvis 3 specifikke arter) og deres brugbarhed både i en industriel og næringsmæssig kontekst. Det er oplagt at tage kontakt til en entomolog, men det er værd at undersøge, om der allerede findes et nichemarked for insekter i den kulinariske verden - og herfra kan anbefalinger om bestemte insekter medtages. Artikler og publikationer omkring entomophagi fra rundt omkring i verdenen er også en god kilde for viden, og de lande, der har en insektædende kultur, kan også undersøges. Både om insekterne udgør en betydelig del af deres kost, og om de har udviklet en effektiv måde at opfostre og "slagte" insekterne, som kan bruges som inspiration i Danmark. 1: P. Scarborough (2014), "Dietary greenhouse gas emissions in the UK", https://link.springer.com/article/10.1007/s10584-014-1169-1, 10/03/17 - Kan A. thaliana genmodificeres til at producere vitamin-D3?
Projekttitel: Kan A. thaliana genmodificeres til at producere vitamin-D3? Fornavn: Claudia Gymnasium: Projektbeskrivelse: A. thalianas cycloartenolproduktion kan ved en punktmutation, ved navn I481V, i CAS1-genet ændres til at den producerer 24% lanosterol, 20% parkeol, og 56% cycloartenol. Lanosterol bruges af dyr til at fremstille 7-dehydrocholesterol hvorefter UV-stråling omdanner det til vitamin-D3. Kan man ved hjælp af de 24% lanosterol få A. thaliana til at producere 7-dehydrocholesterol? Kan planten herefter ved hjælp af UV-lys omdanne det til vitamin-D3? Grunden til at jeg gerne vil finde svar på dette spørgsmål er fordi jeg gerne vil hjælpe vores fremtidige rummissioner. NASA vil gerne kolonisere Mars, og i 2020 vil de sende A. thaliana op til Mars og forsøge at få dem til at gro. Hvis astronauterne i forvejen skal gro disse planter på Mars, når de en gang skal forsøge at kolonisere planeten vil det hjælpe, hvis de også kan producere vitamin-D3. Astronauter på rumstationer og i fremtiden på Mars danner ikke nok vitamin-D3, da de ikke udsættes for nok sollys. Derfor skal de have supplementer, og hvis de kom igennem de planter som de dyrkede så ville det optimere fremtidige projekter. Først og fremmest skal mutationen I481V foretages. Til dette vil jeg benytte A. tumefaciens med det muterede gen indsat. Jeg vil også bruge ’The Flower Dip Method’ til at gensplejse A. thalianas blomster. A. thaliana er selvbestøvende og den næste generation af planter vil derfor – hvis mutationen er lykkes – have denne mutation i alle dens celler. Efter mutationen I481V er blevet indsat i A. thaliana så skal jeg til at se på den videre syntesevej. Lanosterol skal igennem seks trin før den kan blive omdannet til 7-dehydrocholesterol. De seks trin er: DHCR24, CYP51A1, DHCR14, C4-demethylation kompleks, Δ8,Δ7-isomerase (EBP), og 5-desaturase. A. thaliana har ikke disse enzymer i sine gener, og derfor bliver jeg nødt til at indsætte disse gener sammen med stærke promotere for at være sikker på de bliver transkriberet. Selv hvis alle generne bliver transkriberet skal de også translateres af ribosomerne, hvilket der endnu ikke er en metode for at tvinge frem. Hvis det lykkes at danne 7-dehydrocholesterol skal jeg herefter undersøge om UV-stråling omdanner det automatisk til vitamin-D3. Hvis ikke vil der ske en ophobning af 7-dehydrocholesterol da planten ikke omdanner det til cholesterol. Hvis jeg kunne få A. thaliana til at producere vitamin-D3 ville det åbne muligheder for at bruge planter til at producere forskellige stoffer i fremtiden. - Kan man observere lavere fremkomster af lungekræft i de lande som har mindre radonstråling end i Danmark? Kan man udvikle en elektronisk radonalarm?
Projekttitel: Kan man observere lavere fremkomster af lungekræft i de lande som har mindre radonstråling end i Danmark? Kan man udvikle en elektronisk radonalarm? Fornavn: Gustav Gymnasium: Projektbeskrivelse: Radon er en naturligt forekommende radioaktiv luftart, der siver op fra undergrunden. Ifølge Sundhedsstyrelsen, øger en høj koncentration af radon i indeluften, risikoen for udvikling af lungekræft. Det er anslået, at radon i boliger er årsag til omkring 9 % af alle nye lungekræfttilfælde i Danmark, det vil sige omkring 300 tilfælde pr. år Det gennemsnitlige radonniveau i Bq/m3 er i indeluften 96 i Finland, 108 i Sverige, 106 i Norge, 77 in Danmark, 50 i Tyskland, 66 i Frankrig og 20 i England. Kan man observere lavere fremkomster af lungekræft i de lande som har mindre radonstråling end i Danmark? Gennem en systematisk søgning i videnskabelige databaser (for eksempel Embase) vil jeg samle litteratur/publikationer om fremkomsten af lungekræft i de forskellige lande i Europa, lave en metaanalyse, og se om man kan finde en sammenhæng mellem mængten af radon i de lande og antallet af lungekræfttilfælde. Kan man ud fra det konkludere at 2 gange mindre fremkomst af radon, giver to gange mindre risiko for at få radoninduceret lunge kærft? Er der andre faktorer som skal tages hensyn til, som f.eks rygning af cigaretter, i forhold til radonstrålingens fare? Jeg vil også gerne måle radon i kælderen på min skole, og undersøge om man kan teste de forskellige membraner, som er anvendt ved nybygeri, for at mindske radon i boliger. Virker de efter hensigten? Jeg vil også undersøge om man kan bygge en elektronisk radonmåler, eller en radon alarm, som lyser/lyder hvis radon niveaut bliver højere end en givet grænse. - Kontaktlinser til farveblindhed
Projekttitel: Kontaktlinser til farveblindhed Fornavn: Sundus Gymnasium: Projektbeskrivelse: Er det muligt, at fremstille kontaktlinser der kan rette på farveblindhed? Farveblindhed er besværet eller manglende evne til at skelne farver, der skyldes problemer med farven-sensing pigmenter i øjet. De fleste mennesker der er farveblinde kan ikke skelne mellem rød og grøn. Årsagen til farveblindhed er hvis en eller flere af disse kogler, hvilket er nervecellerne som øjet indeholder der muliggør nethinden for at se farver, er blevet beskadiget eller ikke er til stede. Dette medfører så til at man vil have svært ved at se farverne korrekt. Der er allerede blevet skabt briller der kan kurere rød-grøn farveblindhed, EnChroma. Spørgsmålet er egentlig, om vi kan videreudvikle denne ide til at skabe det i kontaktlinse form? - Lyset påvirker din hverdag
Projekttitel: Lyset påvirker din hverdag Fornavn: Victor Gymnasium: Projektbeskrivelse: Hvordan kan man påvirke menneskets velfærd og arbejdsproduktivitet ved at ændre på lysets styrke/farver (spektret). Teori om lysbølger: Lys består af elektromagnetisk stråling. Det er den stråling som har en bølgelængde på omkring 400nm-700nm. Elektromagnetisk stråling er bølger, som består af et elektrisk felt og et magnetisk felt. Bølgelængden af disse bølger måles ved enten afstanden fra det elektriske felts bølgetop til bølgetop eller bølgedal til bølgedal, eller det magnetiske felts bølgetoppe og bølgedale. Det er kun en meget lille del af de bølgelængder som man kan finde elektromagnetisk stråling, som vi forbinder med lys. Jo kortere bølgelængden jo mere energi indeholder det. Lys bliver udsendt når en elektron ændrer sin bane omkring dens kerne (Victor Lorentzen og Andreas Skov 2014). Baggrund for undersøgelserne: Lys har altid været en stor del af det naturlige liv på jorden, især når det handler om søvn. Lyset styrer hvornår vi skal sove, fordi øjnene optager lyset og bruger det som kroppens indre ur. Det betyder, at den mængde lys øjnene optager fortæller kroppen hvad klokken er og hvornår man skal sove. Derfor er det sværere at falde i søvn efter at se fjernsyn om natten, eller børste tænder med indflydelse en kraftig lyskilde. Formålet med projektet er at finde ud, hvad de ideelle lysforhold er i et klasselokale/på arbejdspladsen, og hvordan lyset kan ændres til at øge produktionen. Om vinteren kan få vinterdepression pga. solmanglen. Det har jeg selv mærket – en følelse af at længes efter sollys og lange dage – og derfor har det god relevans, for hvorfor påvirker lyset os, mennesket, så meget? Stoffer, der reagerer i kroppen som følge af lys: Nogle af de celler i nethinden kan, når de belyses, stimulere produktion af hormoner som melatonin og serotonin. Melatonin er et hormon, der bliver dannet i hjernen og nethinden, som fremkalder søvnighed. Produktionen af melatonin er større i mørke, og mindre i dagslys. Bruger man søvnpiller indtager man melatonin. Serotonin er et hormon, der bliver dannet i hjernen og nethinden, som i teori er lykkefrembringende. Siden ca. år 1960 er der blevet lavet forsøg med dette stof i håb om, at man kunne sammensætte den bedste lykkepille. Med hjælp fra en ekspert vil jeg undersøge lyskvalitet, se sammenhæng mellem arbejdsproduktivitet/arbejdslyst, og dermed forsøge at drage konklusioner på, hvilket lys, man ville drage mest nytte af i hverdagen. - Matematisk analyse af sværhedsgraden af sudoku 19er - hvilke parametre afgør sværhedsgraden?
Projekttitel: Matematisk analyse af sværhedsgraden af sudoku 19er - hvilke parametre afgør sværhedsgraden? Fornavn: Julie Gymnasium: Projektbeskrivelse: En sudoku skal indeholde mindst 17 hints (forudfyldte felter) for, at den er mulig at løse. Men hvor væsentlig en rolle spiller antallet af hints for sværhedsgraden af en sudoku? Hvilke andre parametre er med til at bestemme, om en sudoku er ”svær”, ”mellem” eller ”let”? Disse spørgsmål har jeg ofte undret mig over - især i de timer jeg har brugt på at løse sudoku’er, hvor tilsyneladende ”svære” sudoku’er egentlig har været rimelig lette at løse, imens ”mellem” sudoku’er ofte har været meget vanskelige at udfylde. Derudover har jeg altid ønsket at få en dybere forståelse af universet bag sudoku’erne. Det er i forvejen imponerende med de 6.670.903.752.021.072.936.960 kombinationer af sudoku’er, men hvad ligger egentligt til grund for sudoku’ens mysterium? Jeg vil gerne undersøge sammenhængen mellem sværhedsgraden af sudoku’er og antal forudfyldte tal pr. række og boks (felter af 3x3). Desuden vil jeg undersøge, om antallet af hvert forudbestemte tal eller fordelingen af forskellige tal har betydning for sværhedsgraden. Jeg vil også se på, hvordan symmetriske mønstre spiller en rolle for niveauet. Hvordan er tallene mon fordelt på sudoku’ens felter? Hvorfor er sudoku’erne tilsyneladende altid symmetriske om et punkt, og er det overhovedet muligt at løse en sudoku, hvis hints ikke ligger punktsymmetrisk i forhold til hinanden? Jeg tror på, at der må være en underliggende årsag til disse spørgsmål, som jeg vil undersøge. Man kan starte forløbet med at kigge på sammenhænge og ligheder imellem et udvalg af sudoku’er i forskellige sværhedsgrader. Jeg vil se om, der er en tendens i mønstre, antal hints pr. række eller boks eller fordelingen af tal samt andre førnævnte parametre. Derudover vil det være hensigtsmæssigt at definere nogle gennemgående karakteristika af mønstrene og vurdere betydningen af disse i forhold til sværhedsgraden. Jeg vil tage mit udgangspunkt i de klassiske sudoku’er og disses sammenhænge. Man ville kunne se, hvordan dette eventuelt ville kunne sammenlignes med en funktion. Desuden kunne det også være interessant senere i forløbet at kigge på såkaldte ”samurai” sudoku’er, som er et sammenhængende sudoku-system bestående 5 sudoku’er. Senere i forløbet vil jeg eventuelt kunne finde en effektiv metodik til at løse sudoku’er på baggrund af min opnåede viden. Min faglige baggrund for projektet er matematik på A-niveau i gymnasiet, men derudover besidder jeg også en større interesse for området samt en meget stor erfaring i at løse sudoku’er. Meget viden vil jeg hente i lærebøger og på internettet, men jeg satser også på at kunne hente hjælp hos forskere og andre eksperter på området, som jeg vil henvende mig til som en del af projektet. - Materialer, der bedst beskytter mennesker under rumfart.
Projekttitel: Materialer, der bedst beskytter mennesker under rumfart. Fornavn: Hannah Gymnasium: Projektbeskrivelse: Uden beskyttelse fra jordens atmosfære, er rummet et farligt sted for levende organismer. Hvis mennesket skal rejse til Mars, samt overleve der og komme tilbage sikkert, skal rejsen foregå i en rumkapsel, der beskytter dem mod rummets barske forhold. I dette forskningsprojekt vil jeg finde ud af, hvilke materialer rumskibet skal konstrueres af, såfremt det skal udvise et nødvendigt, beskyttende miljø. Min interesse for materialevidenskab opstod, da Nobelprisen i Fysik i 2010 blev tildelt Andre Geim og Konstantin Novoselov for opdagelsen af grafen, der er et todimensionelt carbongitter med helt exceptionelle egenskaber. Både den simple opdagelse (med tape og bly fra en blyant) og de unikke egenskaber (det tyndeste og stærkeste kendte materiale) fangede min opmærksomhed. Det faktum, at et så fantastisk materiale bogstavelig talt var lige ved alles hænder, åbner pirrende muligheder for fremtidige opdagelser, uden brug for stort og dyrt apparatur til at gøre videnskabelige fremskridt. Rummet og universets uendelige dimensioner altid fascineret mig. Tidligere har jeg beskæftiget mig med månelandingen og sandsynligheden af denne, datidens omstændigheder taget i betragtning, bl.a. ved et besøg på Steven F. Udvar-Hazy Center i Virginia i USA, hvor Apollo 11 kommando-modulet CM-107 ”Columbia” er udstillet. Senere blev Elon Musk en stor inspirationskilde, som et geni inden for ingeniørvidenskaben, med vilde idéer, som han fører ud i livet. Især Space X og Mars-missionen fangede min opmærksomhed, særligt på grund af det høje ambitionsniveau om bl.a. at udsende rumskibet Dragon til at kredse månen med to privatpersoner allerede om to år. Med den aktuelle opdagelse af de syv exoplaneter i TRAPPIST-1, vaktes der i mig en endnu større lyst til at udforske rummets muligheder, end jeg før har haft. I dette projekt vil jeg gennemgå de relevante fremskridt der har været inden for materialevidenskaben siden Apollo 11 missionen i 1969, for at forstå hvordan liv blev beskyttet i rummet dengang, og hvordan det i dag, med de teknologiske fremskridt siden 1969 kan beskyttes, for eksempel ved hjælp af grafengitre. Hvilke yderligere udfordringer bliver vi konfronteret med, når vi sender en person længere ud i rummet end månen, hele vejen til Mars, og længere endnu. Hvilke mulige materialer kan beskytte mennesket i disse stadig mere barske miljøer? I sommerferien sidste år var jeg på Stanford University, hvor jeg studerede Particle Physics. Her undervistes vi bl.a. af inspirerende undervisningsassistenter, som studerede kosmologi på Ivy League universiteter. Jeg har kontakt med dem og de vil være behjælpelige i min forskning. - Mekanismen bag solsystemers dannelse
Projekttitel: Mekanismen bag solsystemers dannelse Fornavn: Sabine Gymnasium: Projektbeskrivelse: Med udgangspunkt i det stadigt voksende datasæt af exoplaneter ønsker jeg at forstå mekanismerne bag dannelsen af solsystemer og dannelsen af måner i solsystemer og hvorfor nogle planeter har ringe. Da solsystemer ser ud til at være langt mere almindelige end tidligere antaget, er de planeter vi observerer første generation, eller havde tidlige stjerner også objekter omkring sig? Hvis ikke, hvilken ændring i universet har medført denne ændring i forhold til objekter som kredser om stjerner og hvor vigtig er denne ændring i forhold til eksempelvis liv på planeter, som her på jorden. Lige netop denne del af fysikken er så vigtig for videreudviklingen af bebolige forhold andre steder end på vore egen klode, hvilket er en af grundene til, at jeg finder netop dette emne ufatteligt spændende og værd at forske i. Jeg mener nemlig, at man ved at undersøge mere om mekanismen bag solsystemerne kan udvide den horisont som fysikken indtil nu har sat og finde mere ud af mere om vores egen omgivelser, som både kunne referere til vores egen planet men også planter i helt andre galakser. Min interesse indenfor astrofysik eller bare fysik generelt kommer af min fascination og nysgerrighed når det kommer til fænomener i min hverdag, som jeg ikke forstår. Fysik giver mig her muligheden for at undersøge og redegøre for disse fænomener, hvilket jeg i denne forbindelse ved gøre ved til start af finde empirisk data om emnet og undersøge hvilke metoder der eksempelvis er blevet anvendt til at eftervise eksistensen af exoplaneter. Dernæst vil jeg rådgive mig med forskere eller studerende der beskæftiger sig indenfor astrofysikkens verden, for at få et mere overordnede indtryk af solsystemers dannelse på et mere dybdegående niveau, hvilket jeg ønsker at anvende til at opstille relevante eksperimentelle forsøg, der kan simulere dannelsen af solsystemer og måner. - Mulighed for at bruge temperaturregulering af det neutronabsorberende lag i fusion, for at forøge effektiviteten.
Projekttitel: Mulighed for at bruge temperaturregulering af det neutronabsorberende lag i fusion, for at forøge effektiviteten. Fornavn: Mathias Gymnasium: Projektbeskrivelse: I vores moderne samfund er en af vores største problemer vores energiforbrug. Så hvordan løser vi dette problem? En af de mulige løsninger på problemet man har arbejdet på og som jeg interessere mig for er kernefusion som en energikilde. Man har gennem mange årtier arbejdet med anvendelsen kernefusion. Man har i lang tid kunnet lave denne reaktion ved at benytte mange forskellige metoder, hvor en af de mest brugte er ICF-Inertial Confinement Fusion. Problemet med fusion er at det er meget svært at få tilstrækkeligt meget energi ud af reaktion, i forhold til den tilførte energi. I mit projekt vil jeg undersøge om det er muligt for at øge effektiviteten i det neutronabsorberende lag i fusionsreaktoren. Det neutronabsorberende lag i fusionsreaktoren har to primære funktioner, at absorberer højenergineutronerne fra fusionsreaktionen og transporterer varmen den får fra neutronerne, til dannelse af strøm. Min problemformulering vil som udgangspunkt være om det vil være muligt at gøre det neutronabsorberende lag bedre til at absorbere neutroner og transportere varme ved at regulerer dens temperatur. Jeg finder spørgsmålet interessant da mangel på energi er et reelt samfundsproblem. Samtidigt finder jeg det interessant at kunne få lov til at arbejde med hvordan teori og praksis arbejder sammen uden for klasselokalet rammer. Til hjælp i mit projekt vil jeg finde en forsker der arbejder med fusion og en ingeniør til at støtte mig i mit projekt. Jeg går i 2.g på Sankt Annæ Gymnasium, hvor mine linjefag er mat A, fys B og kemi B. Jeg har valgt at hæve fysik til A-niveau. I projektet vil jeg starte med at finde relevante bøger og artikler så jeg kan fordybe mig inde mere i stoffet inden jeg starter med selve projektarbejdet. I projektet vil jeg hurtigst som muligt prøve at finde en forskerkontakt, som jeg i samarbejde med vil konkretisere emnet endnu mere. I projektforløbet vil jeg hvis der viser sig andre løsninger på problemet, vil jeg selvfølgeligt undersøge disse. - Mulighederne for udnyttelse af deep neural networks indenfor lægevidenskaben
Projekttitel: Mulighederne for udnyttelse af deep neural networks indenfor lægevidenskaben Fornavn: Jakob Gymnasium: Projektbeskrivelse: Jeg er meget interesseret i programmering og bruger en stor del af min tid på at udvide min viden om emnet, samt teste mulighederne. Alt indenfor programmering interesserer mig, men de praktiske muligheder er de mest spændende. Når alt efterhånden bliver mere og mere digitaliseret, kan verden så redes med programmering frem for mere traditionel videnskab? Et af de mere interessante emner jeg er stødt på er neurale netværk. Muligheden for at træne en computer til at finde mønstre og systemer som ellers ikke kan ses af mennesker. Facial recognition, computer vision, semantisk og kontekstuel forståelse af tekster med en computer, disse er blot få af de ting neurale netværk er blevet brugt til. Især CNN (Kernel Convolution Neural Network) er interessant i og med at det giver en computer muligheden for at analysere og forstå billeder. Neurale netværk har et potentiale der slet ikke er udforsket nok. Der er blandt andet blevet brugt CNN til at diagnosticere hudsygdomme og hjertekar sygdomme ud fra billeder med 70-90% sikkerhed. Dette har været en af grundstenene for min idé til mit forskningsprojekt. Hvorfor stoppe med diagnosticering af sygdomme? Burde det ikke være muligt at identificere strukturer i celler eller kombinationer af gener der disponerer folk til arvelige sygdomme? Der er mange muligheder, og det er det jeg vil udforske. Det største problem med neurale netværk er anskaffelsen af data. Man skal have store mængder data for at kunne træne et neuralt netværk uanset hvad man ønsker at gøre. Det har jeg et løsningsforslag til inden for lægevidenskaben. Jeg har flere gange set min sambo, der læser medicin på Panum, sidde og aflæse det ene røntgenbillede efter det andet, for at lære hvad han skal kigge efter. Lægestuderende kan give en fantastisk mulighed for at træne den næste generation af læger samtidigt med at man opbygger en enorm database der kan bruges til træningen af neurale netværk. - Musiks opfattelse og effekt i og på hjernen i forskellige etniske grupper, og dets relation til musiks forskelligartede udvikling i forskellige dele af verden.
Projekttitel: Musiks opfattelse og effekt i og på hjernen i forskellige etniske grupper, og dets relation til musiks forskelligartede udvikling i forskellige dele af verden. Fornavn: Christian Gymnasium: Projektbeskrivelse: Spørgsmålet jeg gerne vil besvare i dette projekt er: Er der forskel på musiks effekt og opfattelse i hjernen hos forskellige etniske grupper, og hvilken effekt kan det have haft på musiks udvikling i forskellige dele af verden. Jeg er interesseret i musik og i hjernen. Derfor tænkte jeg på et tidspunkt ”Gad vide om musik påvirker forskellige etniske grupper forskelligt?”. På samme tid ville et svar på dette spørgsmål åbne for en yderligere forståelse af menneskets musikalitet, menneskets historie, musikken historie, og ud over det, nye værktøjer, som folk i marketing fx kan bruge til at målrette deres produkter, hvis det er nødvendigt. Måske kunne det også bruges indenfor psykiatri og musikterapi, til at ramme ens patient mere specifikt. Jeg har gennemført folkeskolen med meget gode karakterer, især i de naturvidenskabelige fag. Aktuelt går jeg på HTX, og har Matematik A og Fysik A, Kemi B og Biologi B, hvilket giver mig god indsigt i at arbejde med den naturvidenskabelige metode. Biologi B især giver mig basisviden om hjernen og nervesystemet, som tillader mig at søge mere avanceret information. På samme tid har jeg mulighed for kontakt til en musikterapeut der sagtens kunne have kontakter indenfor området, og muligvis anbefalinger til litteratur. Min plan for at gennemføre dette projekt er at kontakte en forsker fra Aarhus Universitets Center for Music in the Brain, hvor de specifikt arbejder med musiks opfattelse og bearbejdning i hjernen. Jeg planlægger at først samle en hel masse information om hvordan musik opfattes i hjernen, dernæst omkring hvordan det påvirker hjernen, og bearbejdes i hjernen. Jeg planlægger også at forsøge at lære at læse hjernescanninger, både CT, MRI, EEG, og MEG. Især MEG da det viser aktivitet i hjernen. Jeg tænker at min forskerkontakt måske kunne hjælpe mig med at finde nogle allerede eksisterende scanninger som man kunne kigge på, og prøve at finde forskelle. De maskiner der skulle bruges til projektet er meget dyre så jeg tvivler på at de vil lade mig bruge dem. Jeg får også brug for at lære mere om musiks historie og kendetegnene for forskellige typer musik. Så for at konkludere er min plan at forsøge at samle så meget information om emnet jeg kan, måske basere noget af det på samtaler med forskere og musikterapeuter, se om de har lagt mærke til nogle forskelle, og forsøge at analysere allerede eksisterende data med henblik på forskelle i etnicitet, og reaktion i hjernen. - Solstormsbeskyttelse af satellitter
Projekttitel: Solstormsbeskyttelse af satellitter Fornavn: Oliver Gymnasium: Projektbeskrivelse: En stor del af satellitter som går i stykker går ikke i stykker på grund af slid eller sammenstød med rumskrot, men på grund af stråling. Både solstråling og kosmisk stråling har en stor effekt på satellitters holdbarhed, og det er derfor vigtigt at se på hvordan man kan mindske denne effekt. Dette projekt blev både inspireret af min store interesse for rummet og rumfart, som er grunden til at jeg blev interesseret i fysik og naturvidenskab mere generelt, og af vores klasses studietur til Island. I forbindelse med denne snakkede vi meget om nordlys, hvilket også fangede min interesse. Jeg ville gerne prøve at kæde de to interesser sammen, og da de solstorme som skaber nordlys har en stor effekt på satellitter og rumkommunikation fandt jeg det et naturligt sted at finde en problemstilling. Stråling præsenterer et mangesidet problem, da den fremkommer i mange former og både har korttidseffekter og mere permanente effekter, og en eventuel løsning skal kunne gøre noget imod alle disse effekter. Samtidigt kan solstråling også ødelægge kommunikation, hvilket giver yderlige problemer, og gør at enhver løsning skal kunne fungerer uden kontakt fra Jorden. Desuden findes der mange forskellige typer af stråling, som ikke interagerer med satellitter på samme måde, og dermed er der mange forskellige måder man kan se på problemet. Jeg vil gerne lave en undersøgelse af hvilke løsninger der allerede findes, og hvilke løsninger man kunne forestille sig kunne blive skabt. Jeg vil især prøve at se på hvilke kreative og nytænkende løsninger man kunne finde på problemet, men samtidigt også arbejde med mere konventionelle løsninger. Alt dette vil jeg især gøre i forhold til satellitternes computere og instrumenter, som ofte er skrøbelige i forhold til længerevarende udsættelse for ioniserende stråling, og som samtidigt er vigtige komponenter i satellitter, og ofte dem som er sværest at reparere, både fra satellittens. Jeg vil igennem projektet bruge min viden om fysik, både fra gymnasieundervisningen og fra egen interesse, til at finde de svar jeg søger. - Stjernesvingninger
Projekttitel: Stjernesvingninger Fornavn: Astrid Gymnasium: Projektbeskrivelse: Det jeg gerne vil have svar på er hvordan en stjerne er opbygget? Hvilke processer foregår inde i stjernen? Hvordan kan vi måle stjernesvingninger på stjerner, der ligger tusindvis af lysår væk? Kan man se på en stjerne, om der kan være beboelige exoplaneter? Jeg har valgt dette emne, da jeg finder stor interesse i astronomi og fysik. Jeg synes specielt, at de processer, der foregår i solen, og selvfølgelig også i andre stjerner, er meget interessante, da det jo er den energi, der bliver produceret der, der giver vores klode liv. Jeg har fra starten været meget afklaret med, at jeg gerne vil forske inden for noget fysik og astronomi, da fysik er mit yndlingsfag, og så finder jeg astronomi som et af de mest spændende emner indenfor fysikken. Derfor vidste jeg, at det netop var inden for dette, at jeg måtte finde mit emne. Min faglige baggrund, er at jeg har valgt fysik på A-niveau, derudover er det et fag, som jeg interesserer mig utroligt meget for. Det jeg så godt kan lide ved fysik, er at der stadigvæk er mange ting vi ikke ved, specielt om rummet. Det at der så mange ting, der endnu ikke er blevet udforsket. Specielt indenfor de sidste 25 år, med opdagelsen af den første exoplanet, og med fundet af de syv beboelige exoplaneter omkring TRAPPIST-1 så sent som d. 22/2, bliver der flere og flere ting, at undersøge. Dette finder jeg meget spændende, for tænk hvis man en dag kunne flytte noget af verdens befolkning, til exoplaneter, der ligner vores Jord. Jeg vil kunne få viden ved hjælp fra mine forældre, specielt min far, da begge mine forældre er fysikere, min far er astronom og min mor er atomfysiker. Min far har nogle lærebøger, der omhandler netop dette emne, og selvom de er 20 år gamle, er der stadigvæk nogle grundlæggende ting som stadigvæk er gældende. Derudover arbejder nogle af mine forældres studiekammerater med dette emne. - Støj-, larm- og lydenergi.
Projekttitel: Støj-, larm- og lydenergi. Fornavn: Lea Gymnasium: Projektbeskrivelse: Kan man ved hjælp af larm, støj og lyd skabe energi og strøm, på samme måde som man gør med vandenergi og lignende? Hvis vi kan få skabt larm om til energi og strøm, så kan vi stille genstandene i larmende kvarterer og områder, som storbyer eller ved siden af støjende maskiner. Mit projekt er inspireret af en artikel fra Illustreret Videnskab, som nævner at larm muligvis kunne bruges som energikilde. De fortæller kort, at en akustisk nanogenerator vil vende processen fra en højtaler om. Lydbølger fra eksempelvis trafikstøj eller larmende maskiner sætter generatormembranen i svingninger, som så forstærkers af kabinettet og omdannes til strøm. Jeg fandt ideen meget spændende, og begyndte at søge på nettet for at se om nogen havde gjort det, men jeg kunne desværre ikke finde noget om det, derfor tænker jeg, at jeg selv kan og vil undersøge det. Jeg synes det ville være super spændende, hvis det var muligt at skabe en generator, som vil være i stand til at genere strøm ud fra lyd, eller i hvert fald finde ud af om det er muligt at skabe en. Det ville skabe endnu en mulighed for at udnytte vores omgivelser og endnu en grøn mulighed for miljøet. For at få et svar på om det muligt eller ej, vil jeg fordybe mig i lydbølger og nanogeneratoren og teknologien bag højtler. Jeg vil tage udgangspunkt i Zhong Lin Wing’s og Feng-Ru Fan’s nanogenerator, som de for 11 år siden begyndte at forske i og skabe. Hvis det ikke er muligt at tage udgangspunkt i deres nanogenerator, vil jeg undersøge om det er muligt, at generere lyd om til strøm med andre generatorer. Jeg vil prøve at kontakte forskere og professorer inden for fysik og nanoteknologi ved Københavns universitet, DTU og eller Roskilde universitet, for at få hjælp med mit projekt og høre deres tanker om ideen. Derudover vil jeg forsøge at kontakte Zhong Lin Wing via mail, som jeg har fundet på hans hjemmeside: http://www.nanoscience.gatech.edu Forhåbentligt vil jeg få svar, men chancerne er formentlig små. Jeg går som sagt her på gymnasiet, hvor min studieretning er bioteknologi, altså har jeg matematik på A, biotek på A og fysik på B. Jeg synes at dette kan være brugbart, da mit projekt vil involvere fysik, matematik, teori og metode fra de førnævnte fag som derfor kan blive nyttige i større eller mindre grad. - Tidsforlængelsen omkring sorte huller og dets effekt på objekter der falder ned i det og dannelsen af Hawkingstråling
Projekttitel: Tidsforlængelsen omkring sorte huller og dets effekt på objekter der falder ned i det og dannelsen af Hawkingstråling Fornavn: Rasmus Gymnasium: Projektbeskrivelse: Når et objekt nærmer sig Schwarzschild horisonten omkring et sort hul går tiden langsommere. Denne tidsforlængelse betyder at det tager uendelig lang tid for et objekt at nå horisonten. Hvad betyder dette for massefordelingen i et sort hul, når alt stof der falder ned i et sort hul teoretisk set ligger lige uden for Schwarzschild horisonten. Hvilken effekt har det også på Hawkingstråling da information tager uendelig lang tid at nå gennem Schwarzschild horisonten. Grunden til at jeg vil svare på disse spørgsmål er at jeg har hørt at al massen i et sort hul er koncentreret i en singularitet midt i det sorte hul, men dette passer ikke sammen med teorien om at det tager uendelig lang tid at nå Schwarzschild horisonten. Når man har set på dette ville det også være sjovt at se på hvordan dette påvirker Hawkingstråling. Til at undersøge dette vil jeg bruge meget teori da det er meget svært at få observationer omkring sorte huller. Derfor vil jeg bruge den hypotetisk deduktive metode ved at bruge nuværende teorier til at komme op med et teoretisk svar og så forhåbentlig se om svaret passer med observationer. Jeg vil både bruge relativitetsteori for at bestemme matematikken bag tidsforlængelserne omkring sorte huller og jeg vil bruge kvanteteori til at se på hvordan Hawkingstråling bliver påvirket. For at bruge teorierne vil jeg bruge min viden om matrixregning, komplekse tal og geometri til finde et mere matematisk svar. Jeg vil kontakte forskere i generel relativitetsteori, og jeg har bogen Gravity af James B. Hartle. Desuden har jeg fundet artikler om emnet. - Udnyttelse og neutralisering af CO2 med henblik på energiudvindelse
Projekttitel: Udnyttelse og neutralisering af CO2 med henblik på energiudvindelse Fornavn: Mathies Gymnasium: Projektbeskrivelse: De miljømæssige forhold der lige nu påvirkes af drivhusgasser er en stor bekymring for mig og har hele tiden været udgangspunktet i min undren. Derfor vil jeg undersøge det velkendte emne om, hvordan man er i stand til at formindske mængden af CO2 i luften. Det som har overrasket mig i min undersøgen er, at der faktisk er en masse løsninger på, hvordan man drastisk kunne formindske CO2 mængden i luften. Overraskelsen ligger også i, hvorfor disse løsninger ikke er blevet implementeret, hvilket er af økonomiske grunde. Kulkræftværker og lignende energiproduktioner kan simpelthen ikke gavne af løsningerne, da det ikke kan betale sig økonomisk at implementere løsningerne. Hvis man så ser på den langsomme proces, hvorved vi erstatter vores fossile brændstoffer med bæredygtigt energi, vil der stadig gå nogle år, før denne proces er færdig, hvilket ikke er godt nok. Derfor vil jeg gerne undersøge og finde en løsning, der økonomisk vil kunne betale sig for CO2 udledende energiproduktioner og samtidig neutralisere CO2 så vidt muligt (forhåbentlig fuldkommen neutralisering) for at formindske udslippet af drivhusgassen. Der er forskellige metoder hvorved man gemmer (ikke neutraliserer) CO2, og de tre hovedsaglige metoder er: Pre-combustion CO2 capture, post-combustion CO2 capture og Oxyfuel. Problemet med disse metoder er, at de alle bruger CO2 capture, hvilket betyder, at man indfanger CO2, hvorefter man pumper det ned i jorden. Dette regner man med at være nogenlunde sikkert, men hvis der skulle komme et gasudslip, ville det have katastrofale konsekvenser, og derfor skal CO2 neutraliseres. Min idé går ud på at skabe en sideløbende proces med de tidligere nævnte, hvorved man udnytter kuldioxidens potentiale til at skabe energi. Min nuværende idé går på, om man er i stand til at neutralisere CO2 ved at lade det gå i en kemisk reaktion, hvor produktet bl.a. bliver O2 (og derved ingen CO2), som så kan bruges til brændselsceller. Derved burde man få mere energi, som derfor burde gøre det mere attraktivt for selskaberne at investere i CO2 neutraliseringsprocesser. - Udvikling af majs der kan vandes med saltvand
Projekttitel: Udvikling af majs der kan vandes med saltvand Fornavn: Anna Gymnasium: Projektbeskrivelse: "Jordens overflade er dækket af 73% vand, hvor af 97% er saltvand, og kun 3% ferskvand [1]. Af de 3% ferskvand går 70% til landbruget. Det kræver eksempelvis 1.500 liter ferskvand at producere 1 kg hvede [2]. Der er allerede i dag klare tegn på tørke rundt om i verden, hvor der kunstvandes. Et eksempel er mandelkrisen i Californien. Priserne på mandler er steget drastisk, da mængden af ferskvand er blevet mindre. Lige nu er løsninger på problemet vandregulering og boring i jorden, så markerne kan vandes med grundvand. Dette forårsager lavere udbytte og mindre drikkevand [3-4]. Disse konsekvenser får mig til at undres over, at hele jordens landbrugsproduktion er baseret på ferskvand, da der er meget mere saltvand. Derfor er jeg interesseret i at udvikle planter, der kan vandes med saltvand frem for ferskvand. Et landbrug der er baseret på saltvand, vil give mulighed for et langt større udbytte og mere drikkevand til mennesker på jorden. Skal en plante kunne tåle saltvand, skal den genetisk ændres, så den bliver mere saltresistent. Det er derfor allerede nu sikkert, at der skal bruges genteknologi til at gøre planten saltresistent. Dog er der mange gener i en plante, og derfor mange mulige ændringer. Planten, der skal genmodificeres, er majs. Majs er en af de kornsorter, der produceres mest af på Jorden [5]. Det bruges både til dyrefoder, bio-ethanol og føde for mennesker [5]. Derfor vil det være den perfekte plante at lave genændringen/genændringerne i. Det største problem ved projektet er, at salt påvirker det osmotiske tryk - salt vil højest sandsynligt dehydrere planten. Tages dette problem i betragtning, burde der stadig være mange måder at løse problemet på. Man kan få planten til at holde bedre på vandet, ved at påvirke spalteåbningerne. Man kan påvirke membranen og derved bestemme over koncentrationsgradienten. Et mere nærliggende løsningsforslag er at se på generne hos saltvandsplanter, og overføre disse til mejsplanten. Det der er vigtigst for projektet lige nu, er at få mere viden om majsplanten. Med mere viden om plantens genetik, vil det være lettere at forstå konsekvenserne af diverse genetiske indgreb. GMO i planter er et perfekt emne for mig, da jeg interesserer mig for planters biologi og anatomi. Jeg har kemi og biologi på højt niveau, hvilket er gode fag i forbindelse med projekt. Fagene har givet mig viden om økosystemer, genteknologi og planters kemiske egenskaber. Denne viden er vigtig for at kunne identificere gener, proteiner og deres egenskaber. Kilder: [1] http://www.tjekvand.dk/lidt-om-vand/fakta-om-vand.html 3/2/17 [2] http://www.energibesparelser-vand.dk/Verden%20t%C3%B8rster-%20fordi%20vi%20er%20sultne-3569.aspx 10/2/17 [3] https://politiken.dk/oekonomi/2050/klima/art5578504/Californien-ramt-af-v%C3%A6rste-t%C3%B8rke-i-100-%C3%A5r 10/2/17 [4] https://politiken.dk/oekonomi/ressourceoekonomi/art5557450/H%C3%B8j-produktion-af-t%C3%B8rstige-mandler-kan-f%C3%A5-katastrofale-vand-f%C3%B8lger 10/2/17 [5] http://www.yara.dk/godning/afgroder/majs/key-facts/maize-markets/ 10/2/17" - Udvinding af metaller fra skrald
Projekttitel: Udvinding af metaller fra skrald Fornavn: Knut Gymnasium: Projektbeskrivelse: Udvinding af metaller fra vores skrald. I dag smider vi store mænger af resurser ud i vores skrald. I det mindste brænder vi vores skrald af i Danmark, så man i det mindste for noget ud af det, men 20% af skraldet bliver ikke brændt af og bliver til slagge, fordi ovnen ikke en gang er tæt på at nå en temperatur til at for det på gasform. Slaggen bliver i øjeblikket kun brugt til asfalt og andre fundamenter. I slaggen findes der mange forskellige metaller lige fra Jern til guld, som kommer fra elektronik. Mange af disse metaller er jorden ved at ”løbe tør for” og man skal bruge mange resurser for at grave dem om, dette vil udlede en del drivhusgasser. Derfor vil jeg prøve at forske i det. I projektet vil jeg finde ud af hvad slaggen helt præcis består af, og derefter finde frem til hvordan de er bundet sammen. Ud fra det, vil man så kunne finde frem til hvordan og hvilken processer, der udleder de forskellige metaller. Alternativt vil man kunne finde frem til om man kunne behandle skraldet før det bliver brændt, så det kommer ud på en bestemt måde, hvor det så vil være nemmere at udvinde metallerne. De forskere, som jeg vil prøve at få fat i, vil være nogen der har baggrund inde for uorganisk kemiteknologi, som har erfaring inden for området. - Universets ende og os
Projekttitel: Universets ende og os Fornavn: Christian Gymnasium: Projektbeskrivelse: Dette projekt vil beskæftige sig med en forudsigelse af enden på alt. Ud fra nuværende data advarer mange forskere om at alt håb på et tidspunkt vil være ude for mennesket, men kan det være sandt? Siden jeg var helt lille og var så heldig at have et vindue rettet mod nattehimlen, har jeg brændt for at beskæftige mig med rummets fysik og matematik med den hensigt at give en videnskabelig forklaring på menneskehedens største spørgsmål. Dette har jeg opsøgt gennem min studieretning (Nat 1), hvor jeg har kunnet lære langt mere om de værktøjer der skal til for at give denne videnskabelige beskrivelse af altet. Derudover er mine ferier blevet brugt på studier i selvsamme område, både i Danmark og i udlandet. Organisationerne ATU og UNF har også givet mig en del viden samt gjort det muligt at kunne komme i kontakt med en del af de danske eksperter på området. Projektet er inspireret af den stadige jagt på små broer mellem den probabilistiske mikroverden og den relative makroverden, og jeg er overbevist om at svaret, som svaret til andre store videnskabelige gennembrud, vil være at finde uden for vores Jord. Projektet vil derfor tage stilling til, om det er muligt at inkorporere disse to felter i én forudsigelse om universets fremtid. Derfor vil jeg forsøge at inkorporere bekræftelsen af Einsteins forudsigelser om gravitationsenergi, samt de fremtidige forsøg der allerede er planlagt i en bestemmelse af hvordan universet opfører sig på de største og mindste skalaer over længere tidsperioder. Da projektets kvantedel er inspireret af nyere resultater om større molekylers kvanteegenskaber, som tilbageviser en tidligere teoretisk formodning om umuligheden ved at sammensætte større komplekse strukturer ud fra sandsynligheder, vil dette være interessant for den brede befolkning, da dette over længere tid kunne betyde en sandsynlig genopstandelse, så det vil projektet fokusere på. Min nuværende idé til hvordan dette projekt skal udføres er ved at kombinere teoretiske forudsigelser af en række planlagte eksperimenter omkring universets opførsel på makroskala, fokuseret omkring rummets geometri, med teorier om vakummets kvantemekaniske fluktuationer, samt et eksperiment om større carbonstrukturers kvanteegenskaber. Jeg har allerede arbejdet en del med disse spørgsmål samt selvfølgeligt holdt mig ajour med de nyeste opdagelser indenfor feltet, men jeg har brug for eksperimentelle data for at kunne fortsætte med et progressivt projekt. Jeg vil derfor henvende mig til først og fremmest DTU Space, men også forsøge de kontakter jeg har på Aarhus Universitet samt i udlandet på Oxford Universitet. Herved vil jeg kunne kombinere min egen mangeårige erfaring og entusiasme for kosmologi, kvantefysik og abstrakt matematik med professionelle indenfor området.
Tre deltagere om Forskerspirer
"Det er total usammenligneligt med noget som helst!"
- Mathias Barding
Vejle Tekniske Gymnasium
Projekt: Inflation i World of Warcraft
"Nu tror jeg på, at jeg kan lave noget enestående"
- Helene Scott Fordsmann
Rødkilde Amtsgymnasium
Projekt: "Har det muterede huntingtin en inhiberende effekt på cancercellers udvikling?"
"Fedt at høre på nogle forskere"
- Line Koch Skaanning
Struer Statsgymnasium
Projekt: "Behandling af astma ved hjælp af stamceller"