tomron87/hebrew-wikipedia-sentences-corpus huggingface dataset:
ברמה האינטואיטיבית, ניתן לומר שהתחילית מטא מציינת "דיבור על".
המושג מגיע מתחום תורת ההכרה (אפיסטמולוגיה) בפילוסופיה, שם הוא משמש לציון התייחסות מופשטת לנושא מסוים על מנת לבחון אותו מן הצד וללמוד על טבעו.
דוגמה לכך הוא המושג מטאפיזיקה: תהליך חקירה פילוסופי העוסק בבחינת מושגי היסוד של העולם הפיזיקלי והבנת טבעם.
כך למשל השאלה "מהו זמן?" היא שאלה מטאפיזית ולא שאלה פיזיקלית.
דוגמה נוספת וחדשה הרבה יותר היא מושג המטא-דאטה, כלומר מידע על מידע.
לדוגמה, אם המידע שלנו הוא קובץ תמונה אז המטא-דאטה שלו יכלול נתונים כגון גודל התמונה או המקום והזמן שבו צולמה.
החוקר דאגלס הופשטטר בספרו גדל, אשר, באך השתמש רבות במושג ה-מטא בדיבורו על אזכורים עצמיים ורקורסיה.
בשימוש הרווח, התחילית מטא יכולה להצטרף לכל מושג, ומשמעותה של המילה שתיווצר מכוונת לעיסוק באותו המושג שלא ברמה הפרקטית, אלא בהקשר הרחב שלו.
כך, למשל, משפטן העוסק במטא־משפט לא יעסוק בעולם הדין והחוק, אלא בהקשר וההשפעה של חוקים אלה בחברה והתרבות בה הם נחקקו.
מט טיפשים (המט השחור) הוא המט המהיר ביותר האפשרי במשחק שחמט.
במט הטיפש קיים מט במסע השני.
המט יכול להיות מושג בעקבות טעות חמורה של השחקן הלבן או בעקבות שיתוף פעולה בין השחקנים במטרה לתת מט ללבן.
רעיון מעט דומה מופיע במט סנדלרים ופתיחות שונות.
במט סנדלרים הלבן תוקף את המשבצת הלא מוגנת ו7 והאלכסון ח5-ה8 ובכך מנחית מט על השחור.
בגלל דמיון מסוים בין המטים לפעמים קוראים גם למט טיפשים בשם "מט סנדלרים".
מטא-בדיון , ידוע לעיתים גם כאירוניה רומנטית , בהקשר של יצירות ספרותיות, הוא סוג של בדיון מודע-לעצמו אשר עוסק בכלים הבדיוניים ואף חושף במודע את האשליה הבדיונית, בדרך כלל באמצעות אירוניה והתבוננות-עצמית.
בדומה לתיאטרון ייצוגי, שאינו מאפשר לקהל לשכוח שהוא צופה במחזה, גם יצירות מסוגת מטא-בדיון לא מאפשרות לקוראים לשכוח שהם קוראים יצירה בדיונית.
למרות שנהוג לקשר מטא-בדיון עם יצירות מודרניות ופוסט-מודרניות מן המחצית השנייה של המאה ה-20, הרי שיצירות מטא-בדיוניות היו קיימות לפני התקופה המודרנית, למשל סיפורי קנטרברי מהמאה ה-14, טריסטרם שנדי של לורנס סטרן (המאה ה-18) או יריד ההבלים של ת'אקרי (המאה ה-19).
את המונח טבע לראשונה הסופר האמריקאי ויליאם גאס בספרו Fiction and the Figures of Life (1970), בו הוא טוען כי מודעות גוברת של המחברים לתיאוריות ספרותיות וביקורתיות הביאה לעליה בשימוש במטא-בדיון.
מבקר הספרות רוברט שולס הרחיב את הגדרתו של גאס את המטא-בדיון וכלל בה את ארבעת רכיבי הביקורת הספרותית (צורה, התנהגות, מבנה, פילוסופיה) הנכללים במטא-בדיון לכדי טכניקה ספרותית מובחנת.
כמה שימושים נפוצים של מטא-בדיון בספרות קאנונית:
סיפור על סופר היוצר סיפור ("העולם על פי גארפ")
סיפור על קורא הקורא ספר ("הסיפור שאינו נגמר", "הנסיכה הקסומה")
סיפור הכולל את עצמו (כסיפור או כאובייקט פיזי), כאביזר או מקגאפין משלו" (קורות הציפור המכנית")
סיפור הכולל בתוכו יצירה אחרת ("תפוז מכני", "מדריך הטרמפיסט לגלקסיה")
סיפור שבו דמות המספר חושפת את עצמה בכוונה כמחברו של הסיפור ("מהאבהארטה", "ארוחת בוקר של אלופים")
ספר שבו הספר עצמו מבקש אינטראקציה עם הקורא ("צמרמורת")
סיפור שבו הקוראים של הסיפור עצמו מאלצים את המחבר לשנות את הסיפור
הערות שוליים נרטיביות, הממשיכים את עלילת הסיפור ומעירות על כך ("טריסטרם שנדי")
סיפור שבו הדמויות מודעות לכך שהן נמצאות בתוך סיפור ("דון קישוט", "שש נפשות מחפשות מחבר")
טכניקות של מטא-בדיון קיימות גם במדיות אחרות, למשל בקולנוע ובטלוויזיה, על ידי שימוש מודע של היצירה הבדיונית לעצמה.
בסטטיסטיקה, מטא-אנליזה היא שם כולל למגוון שיטות שמטרתן להשוות ולצרף תוצאות שהושגו במספר מחקרים.
תוצאה אפשרית של מטא-אנליזה היא ממוצע משוקלל של תוצאות המחקרים.
בניגוד למחקר ראשוני, מחקרי מטא-אנליזה אינם מבצעים תצפיות מקוריות אלא למעשה מבצעים סקירה סטטיסטית של מחקרים קודמים.
מטא-אנליזה מתבצעת לאחר סקירת ספרות וחיפוש מחקרים ראשוניים העוסקים באותה שאלת מחקר.
כדי שתוצאות מטא-אנליזה יהיו תקפות, רצוי שסקירה זו תהיה סקירה שיטתית, זאת אומרת כזו שהשתמשה בשיטה מסודרת המוודאת שלא הושמטו מאמרים רלוונטיים.
מאפשר להבחין האם השונות המשוקללת של תוצאות המדגמים גבוהה מהשונות הצפויה לפי השונות של כל אחד מהמדגמים.
ההיקף הסטטיסטי של מטא-אנליזה גדול מההיקף הסטטיסטי של מחקר בודד.
התמודדות עם עומס המידע וריבוי המאמרים.
הפחתת הטיה מקומית של אחד המחקרים.
עשוי לצמצם הטיית פרסום כאשר חוקרים גונזים מחקרים שלא מתאימים לציפיותיהם או מחקרים עם תוצאות שליליות אשר נתפסות כלא מעניינות.
חוקר מוטה, כגון חוקר שממומן על ידי מוסד בעל אג'נדה כלכלית או אידאולוגית יכול לבחור את המחקרים שתומכים בדעתו ולבטל את המחקרים האחרים כלא אמינים.
כאשר יש הטיה דומה במאמרים שונים המטה אנליזה כולה תהיה מוטית.
הטיית הפרסום תגרום לרוב המטה אנליזות להראות תוצאות מרשימות יותר ממה שקורה בפועל.
היכולת של הקורא לבחון את שיטות המחקר בכל אחד מהמחקרים הנכללים מועטה ולכן ישנה משמעות רבה לפירוש שנותן מבצע המטה אנליזה לשיטות שהשתמשו בהם בכל אחד מהמחקרים הבודדים.
הטרוגניות באוכלוסייה בטיפול ובמדידה בין מחקרים שונים גורמות לכך שלא תמיד ניתן להתייחס לממצאים שלהם במשותף.
ברוב המטה אנליזות נכללים גם מחקרים עם בעיות תקפות חמורות.
מט עם צריח במשחק שחמט הוא מט המבוצע בשני כלים, מלך וצריח מול מלך של היריב.
לשם ביצוע המט יש להגיע למצב בו המלך המותקף נמצא בשולי הלוח, בשורה התחתונה או העליונה או בטור צדדי, והמלך התוקף נמצא מולו ומונע ממנו לעבור לשורה או לטור אחרים.
הצריח אמור לעשות את המהלך המאיים ולתת שח ומט.
הדרך למט מורכבת משני שלבים:
לדחוק את המלך הבודד לשורה האחורית
להנחית מט עם המלך והצריח.
מט עם מלך וצריח - תשומת לב למבנה של משולש ישר-זוויתמט בפינת הלוח
אלו עמדות הסיום שאליהן נרצה להגיע.
כעת נדגים דרכים להגיע לעמדות אלו.
המלך והצריח צריכים לשתף פעולה כדי ללכוד את המלך היריב בקצה הלוח או בפינת הלוח.
הטכניקה הנפוצה היא הגבלת המלך למלבן הולך וקטן בעזרת הצריח שהמלך מגן עליו עד שהמלך מובל לפינה / לשורה האחרונה ושם הוא מקבל מט.
יש לשחק בזהירות ולא להגיע למצב של פט כמודגם מטה, ולשמוט ניצחון בטוח.
עוד עמדת פט שיש להיזהר ממנה - המלך הלבן יכול לעמוד גם ב-ג7, ג8, א6, או ב-ב6
מטא-מתמטיקה (או מטאמתמטיקה) הוא המחקר של המתמטיקה עצמה על ידי כלים מתמטיים, דבר המוביל למטא-תאוריות, תאוריות מתמטיות החוקרות תאוריות מתמטיות אחרות.
המושג נקבע על ידי דויד הילברט, בניסיונו לבסס את המתמטיקה על מערכת אקסיומות עקבית ולגלות את היסודות הבסיסיים של המתמטיקה בתחילה המאה ה-20. המטא-מתמטיקה התפתחה בסוף המאה ה-19 עם התפתחות הגאומטריה הלא-אוקלידית של ניקולאי לובצ'בסקי, הידועה כיום כגאומטריה היפרבולית, אשר הובילה לתוצאות פילוסופיות רבות בתחום המטא-מתמטיקה.
פיתוחים רבים במתמטיקה הובילו למחקר בתחום כגון הפרדוקס של רישאר וכתב מושגים.
הילברט פיתח את התחום על ידי ניסיון אקסיומיזציה של כל המתמטיקה, דבר שהוביל לכתיבת הספר פרינקיפיה מתמטיקה של ברטראנד ראסל ואלפרד נורת' וייטהד.
שלוש אבני דרך בתחום במאה ה-20 היו משפטי האי-שלמות של גדל, מערכת פאנו ובעיית הבחירה של הילברט, אשר נפתרה על ידי אלן טיורינג.
במטא-מתמטיקה, משתמשים לעיתים תכופות בכלים מתוחכמים וחדשים יחסית מתחום הלוגיקה המתמטית.
ראשית התפתחות הלוגיקה המתמטית בתחום זה היא בעבודותיו הראשונות של קורט גדל ובפרט משפטי השלמות והאי-שלמות שלו.
עוד הישג ראוי לציון בתחום הוא, פתרון השערת הרצף שקובע כי לא ניתן להוכיחה או להפריכה.
מטא-גנומיקה (Metagenomics) הוא תחום מדעי החוקר את כלל החומר הגנטי (DNA ולעיתים RNA) שנאסף ישירות מדגימות סביבתיות, ללא צורך בגידול מיקרואורגניזמים בתרבית.
זאת אומרת, בעוד שמיקרוביולוגיה מסורתית וריצוף הגנום הבקטריאלי מסתמכים על גידול של תרביות תאים קלונאליים, תחום המטא-גנומיקה מתבסס על ריצוף של גנים ספציפיים (למשל הגן 16S rRNA) במטרה לייצר את פרופיל השונות במדגם הטבעי.
שמות נוספים לתחום: גנומיקה סביבתית, אקוגנומיקה או גנומיקה קהילתית.
הגישה הקלאסית במיקרוביולוגיה נשענה על גידול תאים בתרבית, מה שהגביל את המחקר לאורגניזמים "מתרבתים" (זאת אומרת, כאלה שניתן לגדל בתנאי מעבדה).
כבר בשנות ה-80 וה-90 התברר שרוב החיידקים הנצפים ישירות במדגם אינם גדלים בתרבית סטנדרטית, תופעה שכונתה "פרדוקס ספירת הצלחת" (Great Plate Count Anomaly) ומכאן החשיבות של שיטות המבוססות על חילוץ מידע גנטי ישירות מהסביבה.
מחקרים שבוצעו החלו לחשוף כי מרבית המגוון המיקרוביאלי למעשה הוחמץ ונאבד בשימוש בשיטות המבוססות על גידול התאים בתרבית.
מרבית המחקרים העכשוויים נעזרים באחת משתי שיטות מרכזיות :
שיטת ה-PCR - שיטה פשוטה וזולה יחסית, המהווה כלי נפוץ במחקר מטא-גנומי.
מטרתה להגביר ולהרבות מקטעים גנטיים מדגימות סביבתיות לצורך זיהוי ואפיון של מיקרואורגניזמים מבלי הצורך לבודד אותם לתרבית, באמצעות מכשיר PCR
שיטת ה"ריצוף שוטגאן" - זוהי שיטה בה מבצעים חילוץ ושבירה אקראית של דגימה גנומית למקטעים קצרים אשר עוברים ריצוף בנפרד.
הדגימה משווית למסדי נתונים קיימים על מנת להבין מה הרכב המינים בדגימה ומה היכולות הפונקציונליות שלהם.
בשיטה זו מתקבלת תמונה רחבה ועשירה, אשר מאפשרת זיהוי של וירוסים וגנים חדשים.
עם זאת היא יקרה יותר ודורשת משאבי חישוב גדולים.
המטא-גנומיקה מאפשרת למחקר לגלות את המגוון העצום של היצורים המיקרוסקופיים שעד היום לא זוהו.
בעזרת טכנולוגיות ריצוף DNA שהולכות ונהיות זולות יותר, אפשר לחקור את עולמם של המיקרואורגניזמים בצורה רחבה ועמוקה מאי פעם, ולשפר מאוד את ההבנה של עולם המדע על עולם זה.
ריצוף קונבנציונלי מתחיל עם יצירה של תרבית המכילה תאים זהים כמקור של דנ"א.
למרות זאת מחקרים מוקדמים בתחום המטא-גנומיקה חשפו כי ישנם כנראה קבוצות גדולות של מיקרואורגניזמים בסביבות רבות שלא ניתן לגדל במצע של תרבית תאים ולכן לא ניתן לרצפם.
מחקרים אלה התמקדו בעיקר ברצפי הגנים 16S rRNA, רצפים יחסית קצרים, בדרך כלל שמורים בתוך המין ושונים בין המינים.
מרבית רצפי ה-16S rRNA שנמצאו לא השתייכו לאף אחד ממיני האורגניזמים הידועים, מה שרמז כי ישנם לא מעט אורגניזמים שעדיין לא התגלו ובודדו.
מחקרים אלו, שהתבצעו על גני ה-rRNA שנלקחו ישירות מהסביבה הטבעית הראו כי שיטת גידול התאים בתרבית חושפת פחות מ-1% של מיני הבקטריות והארכאה בדגימה.
חלק גדול מהעניין הרב בתחום המטא-גנומיקה הגיע מתגליות אלה שהראו כי עד עתה הרוב המכריע של המיקרואורגניזמים נעלם מעיניהם של מרבית החוקרים.
עבודות מולקולריות מוקדמות בתחום נערכו על ידי נורמן פייס ועמיתיו, שנעזרו במכשיר ה-PCR לחקור את מגוון רצפי ה-rRNA.
התובנות שהתקבלו ממחקרים פורצי דרך אלה הובילו את פייס להציע את הרעיון של שיבוט דנ"א ישירות מדגימות סביבתיות כבר ב-1985. ב-1991 פורסם על ידי פייס ועמיתיו הדיווח הראשוני על בידוד דנ"א בתפזורת מדגימה סביבתית.
מאמצים רבים הבטיחו כי אלה לא היו תוצאות חיוביות שגויות של מכשיר ה-PCR ותמכו בקיומה של קהילה מורכבת של מינים שלא נחקרו קודם לכן.
אף על פי ששיטת החוקרים הייתה מוגבלת לחקור גנים שמורים ביותר, שאינם מקודדים לחלבון, היא תמכה בתצפיות מוקדמות שטענו כי המגוון המיקרוביאלי היה מורכב הרבה יותר מכפי שהיה ידוע משיטות הגידול בתרביות.
לאחר שעזב את מעבדתו של פייס, Edward DeLong המשיך לעבוד בתחום זה ופרסם את עבודתו שהניחה בעיקר את הקרקע עבור פילוגנטיקה סביבתית בהתבסס על חתימת הרצף 16S.
בשנת 2002 Mya Breitbart, Forest Rohwer, ועמיתיהם השתמשו בשיטת ה"ריצוף שוטגאן" כדי להראות כי 200 ליטר של מי ים מכילים מעל 5,000 ווירוסים שונים.
מחקרים שנערכו לאחר מכן הראו כי ישנם יותר מאלף מינים ויראליים בצואה האנושית וכמיליון וירוסים שונים בקילוגרם של משקעים ימיים, כולל בקטריופאג'ים רבים.
ביסודו של דבר, כל הווירוסים במחקרים אלה היו מינים חדשים.
בשנת 2004 Gene Tyson, Jill Banfield, ועמיתיהם באוניברסיטת ברקלי שבקליפורניה, וה- Joint Genome Institute ריצפו דנ"א שהופק ממערכת הניקוז של מכרה חומצי.
מאמץ זה הביא לחשיפה של גנומים שלמים, או כמעט שלמים, של לא מעט בקטריות וארכאה שניסיונות הגידול שלהם בתרבית בעבר לא צלחו.
בתחילת שנת 2003, Craig Venter הוביל את המשלחת העולמית לדגימת האוקיינוס (Global Ocean Sampling Expedition), שהפליגה והקיפה את כדור הארץ ואספה דוגמיות מטא-גנומיות לאורך כל המסע.
כלל הדוגמיות הללו רוצפו באמצעות שיטת ה"ריצוף שוטגאן", בתקווה כי גנומים חדשים (ולכן אורגניזמים חדשים) יזוהו.
פרויקט הדגל, שנערך בים סרגסו, מצא דנ"א מכמעט 2,000 מינים שונים, כולל 148 סוגים של חיידקים שלא נראו מעולם.
Venter הפליג מסביב לכדור הארץ, בחן ביסודיות את החוף המערבי של ארצות הברית, וסיים משלחת של שנתיים שחקרה את הים הבלטי, הים התיכון והים השחור.
ניתוח הנתונים המטא-גנומיים שנאספו במהלך המסע חשף שתי קבוצות של אורגניזמים, האחת מורכבת ממסת אורגניזמים המותאמים לתנאים סביבתיים של "שפע או רעב", והשנייה מורכבת ממסת אורגניזמים קטנה יותר, אך נפוצה יותר ובעלת יכולת תפוצה רחבה יותר, המורכבת בעיקר מפלנקטון.
Schuster ועמיתיו מאוניברסיטת פן פרסמו את הרצפים הראשונים של מדגם סביבתי שנוצרו על ידי ריצוף בעזרת רצף תפוקה גבוהה.
עבודה נוספת בתחום זה הופיעה בשנת 2006, ונכתבה על ידי Robert Edwards, Forest Rohwer, ועמיתיהם מאוניברסיטת סן דייגו.
ניתוח השוואתי בין מטא-גנומיים שונים יכול לספק תובנה נוספת בנוגע לתפקודם של אוכלוסיות מיקרוביאליות ולתפקידן בבריאותו של המאחסן.
ביצוע ההשוואה יכול להתבצע הן ברמת הרצף הגנומי, הן ברמת המגוון הטקסונומי, והן ברמת הפונקציונליות המשלימה.
השוואות מבנה האוכלוסיות והמגוון הפילוגנטי יכולות להתבצע על בסיס הגן 16S ומרקרים פילוגנטיים נוספים.
השוואות פונקציונליות בין מטא-גנומיים יכולות להיעשות על ידי השוואת רצפים כנגד מאגרים ידועים כגון COG או KEGG, ועריכתם בטבלה המסווגת אותם על פי קטגוריות משמעותיות.
גישה גנטית-מרכזית זו מדגישה את ההשלמה הפונקציונלית של הקהילה כולה ולא את הקבוצות הטקסונומיות, ומראה כי השלמות הפונקציונלית מקבילה בתנאים סביבתיים דומים.
כתוצאה מכך, יצירה של מסד נתונים המציג את ההקשר הסביבתי של המדגם המטא-גנומי חשוב במיוחד בניתוח השוואתי, שכן הוא מספק לחוקרים את היכולת ללמוד מהי השפעת בית הגידול על מבנה הקהילה ועל תפקודה.
מטרת המפתח של המטא-גנומיקה ההשוואתית היא לזהות קבוצות מיקרוביאליות אשר אחראיות על מתן מאפיינים ספציפיים לסביבה נתונה.
עם זאת, בשל בעיות של טכנולוגיות הריצוף, ארטיאפקט שונים צריכים להילקח בחשבון.
Kuntal ועמיתיו פיתחו יישום גרפי המבוסס על ניתוחי מטא-גנומיים השוואתיים הנקרא Community-Analyzer.
יישום זה לא רק מאפשר את ההדמיה הוויזואלית והמהירה של ההבדלים בקהילות המיקרוביאליות שנותחו (במונחים של הרכב הטקסונומי שלהם), אלא הוא גם מספק תובנות על האינטראקציות הבין מיקרוביאליות הטמונים בהם.
תחום המטא-גנומיקה הוא בעל פוטנציאל לקדם ידע במגוון רחב של תחומים, הוא יכול להיות מיושם גם כדי לפתור אתגרים מעשיים ברפואה, הנדסה, חקלאות ואקולוגיה.
הבחנה בין מחלות זיהומית ומחלות שאינן זיהומית, ואף זיהוי האטיולוגיה הבסיסית של זיהום, יכול להיות מאתגר למדי.
לדוגמה, יותר ממחצית המקרים של דלקת המוח אינם מאובחנים, למרות ביצוע של בדיקות מקיפות.
ריצוף מטא-גנומי מראה הבטחה כשיטה רגישה ומהירה כדי לאבחן זיהום על ידי שיטות השוואתיות של החומר הגנטי הנמצא במדגמי המטופל לבין מסד נתונים של אלפי חיידקים, וירוסים, ופתוגנים אחרים.
קהילות מיקרוביאליות הן בעלות תפקיד מרכזי בשמירה על בריאות האדם, אך הרכבן והמנגנון שבאמצעותו הן פועלות עדיין נותרו מסתוריות.
רצפים מטא-גנומיים משמשים לאפיון של הקהילות המיקרוביאליות מאתרים שונים בגוף.
יוזמת המיקרוביום האנושי (Human Microbiome Project – HMP) הושקה על ידי המוסד לבריאות לאומית בארצות הברית (NIH) במטרה עיקרית לקבוע האם יש מיקרוביום אנושי בסיסי, להבין את השינויים במיקרוביום האנושי שיכול להיות מתואם עם בריאות האדם, ולפתח כלים טכנולוגיים וביואינפורמטיים חדשים לתמיכה ביעדים אלו.
דלקים ביולוגיים הם דלקים שמקורם בהמרת ביומסה (מסה ביולוגית) כגון פסולת חקלאית, עץ או צמחים עשירים בצלולוז לדלק נוזלי או גזי.
הדלק הנוזלי המרכזי בו נעשה שימוש הוא אתנול.
בתהליך זה יש להפוך את הצלולוז (תאית) לסוכר בשלב הראשון באמצעות אנזימים מתאימים, ולאחר מכן לבצע תסיסה מיקרוביאלית של סוכרים לצורך ייצור אתנול.
חיידקים מייצרים גם מגוון מקורות ביו-אנרגטיים נוספים כולל מתאן ומימן.
האתגר המרכזי הוא שפירוק הביומסה לדלק הוא תהליך מורכב ויקר, ועל מנת לבצע בהיקף תעשייתי נדרשים אנזימים חדשים בעלי פרודוקטיביות גבוהה יותר ועלות נמוכה יותר.
גישות מטא-גנומיות לניתוח של קהילות מיקרוביאליות מורכבות מאפשרות איתור ממוקד של אנזימים עם יישומים תעשייתיים בייצור דלק ביולוגי, כגון glycoside hydrolases.
יתר על כן, הידע של איך הקהילות המיקרוביאליות הללו מתפקדות נדרש על מנת לשלוט בהם, ומטא-גנומיקה הוא כלי מפתח להבנתם.
מטא-גנומיקה יכולה לשפר את האסטרטגיות והאמצעים המשמשים לניטור של מזהמים במערכות אקולוגיות ולניקוי של הסביבה המזוהמת.
הבנה מוגברת של האופן שבו קהילות מיקרוביאליות מתמודדות עם מזהמים משפרת את הפוטנציאל של אתרים מזוהמים להתאושש מן הזיהום.
מידע מטא-גנומי יכול לאפשר זיהוי מהיר של אורגניזמים מפרקים באתרים מזוהמים, תכנון יעיל של תנאי סביבה לשיפור תהליכי ביורמידיאציה, גילוי אנזימים בעלי יעילות גבוהה יותר לניקוי סביבתי וכן, ניבוי יכולת התאושששות של הסביבה הטבעית.
קהילות מיקרוביאליות מייצרות מגוון רחב של כימיקלים ביולוגיים פעילים המשמשים אותם ליריבות ולתקשורת.
רבים מן התרופות בשימוש היום נחשפו לראשונה ממקור חיידקי.
ההתקדמות האחרונה בכריית המשאבים הגנטיים העשירים של חיידקים שאינם מתחלקים בתרבית הובילה לגילוי של גנים חדשים, אנזימים ומוצרים טבעיים.
היישום של המטא-גנומיקה אפשרה פיתוח של כימיקלים עדינים, אגרוכימיה ותרופות שונות.
הקרקע שבה גדלים הצמחים מאוכלסת על ידי קהילות חיידקים שונות, גרם אחד של אדמה מכיל כ-1,000 תאים מיקרוביאליים.
הקהילות המיקרוביאליות המאכלסות קרקעות הן מהמורכבות והמשונות ביותר הידועות למדע, והן אינן מובנות כלל על אף חשיבותן הכלכלית.
אוכלוסייה מיקרוביאלית שכזו מבצעת מגוון רחב של שירותים למערכת האקולוגית הדרושים לצמיחת הצמח, כולל תיקון חנקן אטמוספירי, מחזור של נוטריינטים, דיכוי מחלות, והרחקה של ברזל ומתכות אחרות.
אסטרטגיות מטא-גנומיות פונקציונליות שונות משמשות למחקר של יחסי הגומלין הקיימים בין צמחים ומיקרובים באמצעות מחקר של טיפוח הקהילות המיקרוביאליות האלו.
על ידי הבנת תפקודם של חברי הקהילה המיקרוביאלית, מטא-גנומיקה יכולה לתרום לשיפור גילוי מחלות בגידולים, ואף לשפר את בריאות הצומח על ידי רתימת הקשר בין חיידקים וצמחים.
מטא-גנומיקה יכולה לספק תובנות פונקציונליות בתחום האקולוגיה הסביבתית.
ניתוח של מחקר מטא-גנומי שעסק בהפרשות הצואה של אריות הים האוסטרלי הראה כי חיידקי הצואה שלהם נמצאו כמקור מזין חשוב עבור מערכת החוף האקולוגית.
הסיבה לכך היא שהחיידקים המגורשים בו זמנית עם ההפרשות, מיומנים בפירוק החומרים המזינים בצואה לצורה ביולוגית הניתנת להעברה בשרשרת המזון.
Meththwa, המכונה לעיתים Mtetwa או אימפריית Meththwa, הייתה מדינה דרום אפריקאית שקמה במאה ה-18 בדרום מפרץ דלאגואה ובמזרח אפריקה הדרומית.
פירוש השם הוא "מי ששולט".
לפי מוזי מתת'ווה (1995), המט'ט'וואה הם צאצאיהם של שבטי נאגוני של צפון נאטאל והרי לובומבו, שהזהות המודרנית שלהם קיימת כ-700 שנה.
הם הראשונים מבין קבוצות Thonga-Nguni שעזבו את האגמים הגדולים במרכז אפריקה בין 200 לספירה ל-1200 לספירה.
עם הגעתם לדרום אפריקה, התיישבו סביב סוואזילנד המודרנית, בעיקר על הרי לובומבו, לפני שעזבו במאה ה-17 כדי להתיישב בעיר המודרנית קוואזולו-נטאל, באזור נקאנדלה.
הם היו מורכבים מכ-30 מטות, שושלות, והחמולות.
שלא כמו יורשיהם ממלכת זולו, מט'ט'וואה הייתה קונפדרציה.
לאחר שנסיך זולו, הידוע בשם Shaka Zulu הפך המלך, הוא יצר אומה כמעט הומוגנית עם מלך יחיד.
מט'ט'אווה התאחדה והורחבה תחת שלטונו של Dingiswayo.
הצ'יף נכנס לברית עם הצונגה בתחילת המאה ה-19 והחל לסחור בשנהב.
ועוד חומרים ופריטים עם הפורטוגלים במוזמביק.
בשנת 1811 בקירוב, שילבו את Buthelezi וכמה קבוצות אחרות מנאגוני, כולל את שבט הזולו שהיה אז שולי בראשות Senzangakona, למעין קונפדרציה עם שבט מט'ט'אווה השולט.
Dingiswayo נהרג בקרב עם Ndwandwe בשנת 1817. כך שלטון הקונפדרציה הוחלף בממלכת זולו תחת מנהיגותו של Shaka, סגן לשעבר בצבא של מט'ט'אווה.
מוסדות צבאיים ומנהליים רבים, לרבות מערכת גדודי העמים (אמבוטו) שאפיינו את ממלכת זולו, נוצלו על ידי מט'ט'אווה.
עם זאת, תאוריה ישנה יותר המעניקה קרדיט לשליטי ניאמבוס של מט'ט'אווה על יצירתו של אמבוטו אינה מקובלת יותר, בשל ראיות על קיומו של אמבוטו עוד במאה ה-18 ואולי אף מוקדם יותר.
המט'ט'אווה היו מבין המטות הראשונים של נאגוני אשר השתמשו באקדחים.
הוא שלט בסולטנות בין השנים 1445–1459. השם הקודם שלו היה רג'א קאסים וידוע גם בשם סולטאן וודפונה במסמך הסיני שנכתב באותה תקופה ההיסטוריה של מינג בסין.
רג'א קאסים, בנם של מוחמד שאה וטון ווטי, עלה לשלטון בסולטנות מלאקה לאחר מותו של אחיו למחצה, אבו שהיד שאה.
דודו, טון עלי היה מנהיג טמילי בעל השפעה שלקח חלק בקשר לחיסולו של הסולטאן הקודם ותמך בהעלאת אחיינו לכס השלטון.
אחרי שהומלך כסולטאן מלאקה, רג'א קאסים שינה את שמו למט'פר שאה.
כסולטאן, הורה לקציניו לפעול לפי המסורת שהנהיג אביו המנוח.
כמו כן, במהלך שלטונו התחתן עם בתו של ראש הממשלה שלו, ונולד לו בן בשם רג'א עבדאללה.
בתקופתו, הפכה מלאקה לכוח טריטוריאלי ומסחרי והפכה למקור הפצה של האסלאם בארכיפלג האינדונזי.
מט'פר שאה נפטר בשנת 1459 ונקבר במלאקה.
לאחר שהבנדהארה סרי ווק רג'א ה-1 מת, מינה מט'פר שאה אדם בשם טון פרפטי, בנו של זה שנפטר, והעניק לו את השם סרי מלאקה ווק קינג ה-2. עם זאת, הוא התאבד לאחר שחשב שהסולטאן לא מרוצה ממנו.
הוא הותיר אחריו בת, טון קודו ושני בנים, האחד טון פראק והשני טון פרפטי פוטי.
בהתאם למסורת, טון פראק עתיד היה להתמנות לבנדהארה, אולם הסולטאן החליט למנות את דודו, טון עלי, כהכרת תודה על כך שסייע לו לעלות לשלטון, והתחתן עם טון קודו.
בינתיים, הוא שלח את טון פראק לשמש כמפקד צבאי במטרה למנוע כל סערה פוליטית.
בשנת 1456 החליט מלך סיאם לנסות ולתקוף את מלאקה בפעם השנייה דרך הים.
כשנודע לממשלת מלאקה על התוכנית, הוחלט להכין את הצי ולתקוף קודם לכן בבאטו פהט.
את הכוחות הנהיג טון פראק שהסתייע בטון המזה.
הקרב שנערך בין הצדדים הפך לקרב הראשון של מלאקה, שההחזיקה ביתרונות של כישורים וידע.
בסיום הקרב נאלצו הסיאמים לשוב על עקבותיהם.
הניצחון בקרב שידר עוצמה חדשה מצידה של מלאקה בדרכה להרחיב את השפעתה בארכיפלג המלאי וגרם לחיזוק יציבות השלטון במלאקה.
הניצחון הביא לעלייה בכוחו הפוליטי של טון פראק, דבר שגרם למתיחות בינו לבין טון עלי.
כשראה שהשנאה בין שני המנהיגים הדומיננטיים עלולה להביא לאי-אמון בקרב תושבי מלאקה, החליט מט'פר שאה לפייס את טון עלי, שהיה אלמן, והסכים לפרוש בתנאי שיתאפשר לו להתחתן עם טון קודו, שהייתה אחת מנשותיו של הסולטאן.
עד מהרה טון עלי וטון פראק השלימו והחלו לשתף פעולה ביניהם.
טון עלי גם תמך במינויו של טון פראק לבנדהארה החדש של מלאקה, ולאחר שמונה החל למלא תפקיד חשוב בתולדות הסולטנות.
מטא חומר פוטוני, הידוע גם כמטא-חומר אופטי, הוא סוג של מטא-חומר אלקטרומגנטי, המקיים אינטראקציה עם אור בתחומי אורכי גל של אור נראה, אינפרה-אדום, וגלים אלקטרומגנטיים בתדרים של טרה-הרצים.
חומרים אלו מתבססים על מבנה תאים מחזורי.
מטא-חומרים פוטוניים נבדלים ממבנים של גבישים פוטוניים או בעלי פערי אנרגיה (bandgap) פוטוניים במחזוריות מרחבית באורך תת-גל (subwavelength).
התאים גדולים בסדרי גודל מאטום בודד אך עדיין קטנים משמעותית מאורך הגל של האור המוקרן וגודלם הוא בסדר גודל של ננו-מטרים.
בחומרים קונבנציונליים, אטומי החומר קובעים את התגובה לשדות חשמליים ומגנטיים, ולכן גם את התגובה לאור.
במטא-חומרים, תאים לוקחים את תפקיד האטומים והם אלו שקובעים את התגובה לאור, כאשר החומרים הם הומוגניים בסדרי גודל שהם מעל לגודלו של תא בודד, ובכך ניתנים לתיאור מקורב על ידי מודל.
מטא-חומרים פוטוניים מסוימים ניחנים במגנטיות בתדרים גבוהים, שתוצאתה צימוד מגנטי חזק.
תופעה זו יכולה לייצר מקדם שבירה שלילי בתחום האופטי.
יישומים אפשריים כוללים הלטה (cloaking) ואופטיקת התמרה (Transformation optics).
גבישים פוטוניים שונים ממטא-חומרים פוטוניים בכך שהגודל והמחזוריות המרחבית של האלמנטים המפזרים שלהם גדולים יותר, בסדר גודל של אורך הגל.
כמו כן, גבישים פוטוניים אינם הומוגניים כך שלא ניתן להגדיר ערכים של ε (מקדם דיאלקטרי, פרמיטיביות,permittivity) או μ (פרמאביליות, permeability, חלחלות מגנטית, ולעיתים מכונה גם: מקדם מגנטיות).
במסגרת מחקר שבדק האם חומר מקיים אינטראקציה עם המרכיב המגנטי של האור, ויקטור וסלגו (1967) Victor Veselago חזה את האפשרות של מקדם שבירה עם סימן שלילי, על פי משוואות מקסוול.
מקדם שבירה עם סימן שלילי הוא תוצאה של מקדם דיאלקטרי ε <0 (קטן מאפס) ופרמאביליות מגנטית μ <0 (קטנה מאפס).
הניתוח של וסלגו צוטט בלמעלה מ־1500 מאמרים שנבדקו על ידי עמיתים ובספרים רבים.
מטא-חומרים בעלי מקדם שבירה (אינדקס) שלילי מתנהגים בניגוד לאינטראקציה המוגדרת לפי "כלל יד ימין" המקובל של האור, המצוי בחומרים אופטיים קונבנציונליים.
לפיכך, אלה מכונים חומרים שמאליים או חומרים בעלי מקדם שלילי (Negative-index metamaterial, NIM).
באמצע שנות התשעים, מטא-חומרים זוהו לראשונה כטכנולוגיות פוטנציאליות ליישומים כגון דימות בקנה מידה ננומטרי והסתרת עצמים (cloaking) .
אנטנות מבוססות מטא-חומרים זמינות מסחרית מאז שנת 2015.
פרמאביליות מגנטית שלילית הושגה עם מהוד טבעת מפוצל (Split-ring resonator, SRR) כחלק מתא שאורכו תת-גל (subwavelength) .
ה-SRR השיג פרמאביליות מגנטית שלילית בטווח תדרים צר.
שילוב עם עמודת הולכה חשמלית הממוקמת בצורה סימטרית יצר את המטא-חומר הראשון בעל מקדמים שליליים הפועל בתדרי המיקרוגל.
ניסויים והדמיות (סימולציות) הראו נוכחות של פס התפשטות "שמאלי", וחומר "שמאלי".
האישור הניסיוני הראשון למקדם שבירה שלילי התרחש זמן קצר לאחר מכן, גם בתדרי מיקרוגל.
פרמאביליות מגנטית שלילית ומקדם דיאלקטרי שלילי
חומרים טבעיים, כמו מתכות יקרות, יכולים להשיג מקדם דיאלקטרי שלילי ε <0 עד לתדרים הנראים לעין.
עם זאת, בתדרים של טרהרצים, אור אינפרא אדום, ואור נראה, לחומרים טבעיים יש מרכיב צימוד מגנטי או פרמאביליות מגנטית חלשים מאוד.
במילים אחרות, רגישות למרכיב המגנטי של האור המוקרן יכולה להיחשב זניחה.
כאמור למעלה, מטא-חומרים בעלי מקדם שבירה (אינדקס) שלילי מכונים חומרים שמאליים או חומרים בעלי מקדם שלילי (Negative-index metamaterial, NIM).
רק לחומרים שיוצרו להיות בעלי מקדם שלילי (NIM) תהיה את התכונה הזאת.
בגבישים פוטוניים ומערכות ידועות רבות אחרות, יכולה לעומת זאת להתקיים התפשטות גלים חריגה הכוללת היפוך של מהירות המופע ומהירות החבורה, אך לא שבירה שלילית.
חומרים פרומגנטיים ואנטי-פרומגנטיים טבעיים יכולים להגיע לתהודה מגנטית, אך עם הפסדים משמעותיים.
בחומרים טבעיים כגון מגנטים טבעיים ופריטים (ferrites), תדרי התהודה עבור התגובה (צימוד) החשמלית והתגובה (צימוד) המגנטית הם שונים.
מהודי טבעת מפוצלים (SRR) פוטוניים הגיעו לממדים של מתחת ל-100 ננומטר באמצעות קרן אלקטרונים וננוליתוגרפיה.
בכל תא SRR בסקלה ננומטרית יש שלושה מוטות מתכתיים קטנים המחוברים פיזית בצורת U ומתפקדים כסליל.
המרווח בין קצות המוטות מתפקד כננו-קבל.
לפיכך, תא מוכלל זה מהווה ננו-מעגל-תהודה LC אופטי.
תאים אלו יוצרים שדות חשמליים ומגנטיים מקומיים כאשר מעוררים אותם חיצונית.
התאים בדרך כלל קטנים פי עשרה מאורך הגל של האור בוואקום (c0) בתדר התהודה וניתן לתאר אותם באמצעות מודלים מקורבים של התווך.
מטא-חומרים פוטוניים מציגים תגובה מגנטית בגודל שהוא שימושי בתדרים אופטיים.
זה כולל פרמאביליות מגנטית שלילית, למרות היעדרם של חומרים מגנטיים.
בדומה לחומרים אופטיים רגילים, ניתן להתייחס למטא-חומרים פוטוניים כאל תווך אפקטיבי המאופיין על ידי פרמטרים אפקטיביים ε(ω) ו-μ(ω) או באופן דומה, εeff ו-μeff..
מקדם השבירה השלילי של מטא-חומרים פוטוניים בתחומי התדרים האופטיים הודגם בניסוי בשנת 2005 על ידי Shalaev et al.
(באורך הגל המשמש לתקשורת אופטית λ=1.5 מיקרומטר) ועל ידי Brueck et al (ב λ = 2 מיקרומטר), כמעט באותו הזמן.
קירוב אפקטיבי של התווך (של ההעברה) מושג על ידי מודל המתאר משטחים (slabs) של חומר שכאשר הם מגיבים לעירור אלקטרומגנטי חיצוני הם "אפקטיבית" הומוגניים עם פרמטרים "אפקטיביים" תואמים הכוללים ε ו- µ "אפקטיביים" החלים על המשטח בכללותו.
תאים בודדים עשויים להיות בעלי ערכים שונים מהמשטח.
עם זאת, ישנם מקרים בהם קירוב התווך האפקטיבי אינו מתקיים וצריך להיות מודע לישימותו.
פרמאביליות מגנטית שלילית הושגה במקור בחומרים "שמאליים" בתדרי מיקרוגל באמצעות מערכים של מהוד טבעות מפוצל (SRR).
ברוב החומרים הטבעיים, התגובה המצומדת-מגנטית מתחילה לרדת בתדרים בתחום הגיגה-הרץ, מה שמרמז כי מגנטיות משמעותית אינה מתרחשת בתדרים אופטיים.
המקדם המגנטי האפקטיבי של חומרים כאלה הוא μeff = 1. מכאן שלרכיב המגנטי של שדה אלקטרומגנטי מוקרן אין כמעט השפעה על חומרים טבעיים בתדרים האופטיים.
התא הבודד במטא-חומרים פועל כמטא-אטום, כלומר מייצר דיפול מגנטי בקנה מידה גדול יותר (על פי עיקרון הסופרפוזיציה) המקביל לזה של האטום שהוא בסדר גודל פיקומטרי.
למטא-אטומים המורכבים מזהב ניתן להשיג μ<0 בתדרי תקשורת אך לא בתדרי האור הנראה.
בתדרי האור הנראה מתווסף התנאי המגביל האולטימטיבי של תכונת תדירות הפלזמה של מתכות, כלומר, תא ה-SRR הבודד יתפקד כל עוד המתכת ממנה הוא בנוי תתנהג כמתכת בתדר העירור.
אורכי הגל האופטיים קצרים בהרבה משל גלי מיקרוגל, מה שמקשה על מימושם של מטא-חומרים אופטיים בגודל תת-גל.
ניתן לייצר מטא-חומרים למיקרוגל מחומרים של מעגלים מודפסים, בשעה שיש להשתמש בטכניקות ליתוגרפיה כדי לייצר מטא-חומרים פוטוניים.
ניסויים שהצליחו השתמשו בסידור מחזורי של חוטים קצרים או חלקים מתכתיים עם צורות מגוונות.
במחקר אחר כל הלוח היה מחובר חשמלית.
טכניקות ייצור כוללות ליתוגרפיה של קרן אלקטרונים, ננו-עיצוב (nanostructuring) עם קרן יונים ממוקדת וליתוגרפיה של התאבכות.
בשנת 2014 יוצר והוצג אב-טיפוס של מטא-חומר שאינו רגיש לקיטוב, הסופג אנרגיה בפס רחב (סופר-אוקטבה) של אורכי גל אינפרה-אדום.
החומר ניחן ביותר מ־98% ספיגות (absorptivity) ממוצעת נמדדת שנשמרה על פני שדה ראייה רחב של ±45° לאורכי גל ביניים של אינפרה-אדום בין 1.77 ל־4.81 מיקרומטר.
שימוש אחד הוא להסתיר עצמים מחיישני אינפרה-אדום.
נמצא שהיסוד פלדיום סיפק פס רחב יותר מכסף או זהב.
אלגוריתם גנטי שינה באקראי תבנית מועמדת ראשונית, תוך שהוא בודק ומנפה את הכל מלבד את הטובה ביותר.
התהליך חזר על עצמו במשך "דורות" רבים עד שהתכן נהיה לאפקטיבי.
המטא-חומר עשוי מארבע שכבות על מצע סיליקון.
השכבה הראשונה היא פלדיום, מכוסה בפולימיד (אנ') ומעליו מסך פלדיום.
במסך יש פתחים באורכי תת-גל החוסמים את אורכי הגל השונים.
שכבת פולימיד מכסה את כל שכבת החומר סופג הקרינה.
הוא יכול לספוג 90 אחוז מקרינת האינפרה-אדום בזווית של עד 55 מעלות למסך.
השכבות אינן זקוקות להתאמה מדויקת.
כיסוי הפולימיד מגן על המסך ומסייע בהפחתת כל חוסר תאום עכבות (impedance mismatch) העלול להתרחש כאשר הגל עובר מהאוויר למתקן.
בשנת 2015 הצליחו לייצר מטא-חומר בעל מקדם שבירה שלילי (NIM) היכול להוביל גם אור נראה בכיוון אחד בלבד (מראות "חד כיווניות" רק מצמצמות את העברת האור בכיוון ההפוך, ודורשות רמת אור נמוכה מאחורי המראה כדי לעבוד).
החומר שילב שני מבנים ננו אופטיים: בלוק רב שכבתי של יריעות כסף וזכוכית מתחלפות וסריגי מתכת.
מבנה הזכוכית-הכסף הוא מטא-חומר "היפרבולי", המטפל באור באופן שונה, בהתאם לכיוון התפשטות הגלים.
כל שכבה היא בעובי של עשרות ננומטר - דקה בהרבה מ-400 עד 700 ננומטר של האור הנראה, מה שהופך את הבלוק לאטום לאור הנראה, אם כי אור הנכנס בזוויות מסוימות יכול להתפשט בתוך החומר.
הוספת סריגי כרום עם רווחים באורכי תת-גל גרמה להטיית האור האדום או ירוק שנכנסו, מספיק כדי שהם יוכלו להיכנס ולהתפשט בתוך הבלוק.
בצד הנגדי של הבלוק, קבוצה סריגים אחרת אפשרה לאור לצאת בזווית שונה מכיוונו המקורי.
המרווח בין סריגי היציאה היה שונה מזה של סריגי הכניסה, על מנת להטות את האור המתקדם ולאפשר לו לצאת כך שאור חיצוני לא יוכל להיכנס לבלוק מהצד הזה.
בערך פי 30 יותר אור עבר בכיוון קדימה מאשר בכיוון ההפוך.
מבנה הבלוקים המעורב הפחית את הצורך ביישור מדויק של שני הסריגים זה ביחס לזה.
מבנים כאלה טומנים בחובם פוטנציאל ליישומים בתקשורת אופטית.
למשל, הם יכולים להשתלב בשבבי מחשב פוטוניים המפצלים או משלבים אותות המועברים על ידי גלי אור.
יישומים פוטנציאליים אחרים כוללים חיישנים ביולוגיים באמצעות חלקיקים בקנה מידה ננומטרי כדי להסיט אור לזוויות תלולות מספיק כדי לעבור דרך החומר ההיפרבולי ולצאת מהצד השני.
על ידי שילוב של ננו-חלקיקים פלזמוניים (plasmonic) ולא פלזמוניים, ננו-מעגלים המורכבים מאלמנטי מעגל מקובצים הפרושים מרחבית, והפועלים באינפרה-אדום ובתדרי אור אופטיים, נראים אפשריים למימוש.
אלמנטי מעגל מקובצים הוכחו כעובדים בתחום תדרי המיקרוגל ותדרי הרדיו (RF).
עקרון האלמנט המקובץ אפשר את הפיכת האלמנטים לפשוטים יותר ואת המעגלים למודולריים.
טכניקות ייצור בקנה מידה ננומטרי קיימות להשגת צורות גאומטריות בגודלי תת-אורך גל.
מתכות כמו זהב, כסף, אלומיניום ונחושת מוליכות זרם בתדרי RF ומיקרוגל.
בתדרים האופטיים משתנים המאפיינים של כמה מתכות אצילות.
במקום זרימת זרם רגילה, תהודות פלזמוניות מתרחשות כאשר החלק הממשי של המקדם הדיאלקטרי המרוכב נהיה שלילי.
לכן, הזרם העיקרי הוא בעצם צפיפות זרם ההעתק החשמלי (נגזרת חלקית של D לפי t) וניתן לכנותה "זרם אופטי".
בקנה מידה של אורכי תת-גל, העכבה (impedance) של התא הופכת לתלויה בצורה, בגודל, בחומר ובתאורה בתדרים האופטיים.
כיוון החלקיק עם רכיב השדה החשמלי האופטי עשוי גם לסייע בקביעת העכבה.
לחומרים דיאלקטריים קונבנציונליים מסיליקון הרכיב הממשי של המקדם הדיאלקטרי חיובי εreal > 0 בתדרים האופטיים, מה שגורם לחלקיק הננו להתנהג כעכבה קיבולית, ננו-קבל.
לעומת זאת, אם החומר הוא מתכת אצילה כמו זהב או כסף, עם εreal < 0 אז הוא מקבל מאפיינים השראותיים והופך לננו-משרן (nanoinductor).
הדרך הנפוצה ביותר להשיג מקדם שבירה הניתן לכוונון היא כוונון אלקטרו-אופטי.
כאן השינוי במקדם השבירה הוא יחסי לשדה החשמלי שמפעילים, או שהוא יחסי לערך המוחלט בריבוע של השדה החשמלי.
אלו הם אפקט פוקלס (Pockels effect) ואפקט קר (Kerr effects) בהתאמה.
לחלופין, אפשר להשתמש בחומר אופטי לא ליניארי ולסמוך על עוצמת השדה האופטי שתשנה את מקדם השבירה או הפרמטרים המגנטיים.
הערמת שכבות (stacking) יוצרת חומרים בעלי מקדמים שליליים (NIM) בתדרים אופטיים.
עם זאת, תצורת המשטח (לא מישורית, גדולה) של המהודים הטבעתיים המפוצלים מונעת בדרך כלל הערמה.
אף על פי שניתן לבנות מהוד טבעתי מתפצל בשכבה אחת על משטח דיאלקטרי, זה יחסית קשה לערום מבנים גדולים אלה בשל דרישות טולרנסים ליישור.
טכניקת הערמה עבור מהודים טבעתיים מפוצלים פורסמה בשנת 2007 ומשתמשת במרווחים דיאלקטריים כדי לרדד את שכבת המהודים הטבעתיים המפוצלים.
נראה כי ניתן ליישם שכבות רבות בדרך זו, כולל כל מספר נבחר של תאי יחידה וסידורים מרחביים משתנים של שכבות בודדות.
בשנת 2014 הכריזו חוקרים על פיתוחה של מראה מכפילת-תדר לא-ליניארית בעובי של 400 ננומטר הניתנת לכוונון לעבודה בתדרים הקרובים לאינפרה-אדום עד אמצע תחום האינפרה האדום, ועד לטרה הרץ.
החומר פועל באור בעוצמה נמוכה בהרבה מאשר בגישות המסורתיות.
עבור עובי מבנה ועוצמת אור בכניסה נתונים, המטא-חומר מייצר תפוקה בעוצמה הגבוהה פי מיליון.
המראות אינן דורשות התאמה למהירויות הפאזה של גלי הכניסה והיציאה.
המראה יכולה לייצר תגובה לא ליניארית גדולה לתהליכים אופטיים לא-ליניאריים מרובים, כגון הרמוניה שנייה, יצירת תדרי סכום והפרש, כמו גם מגוון תהליכי ערבוב של ארבעה גלים.
מכשיר ההדגמה המיר אור באורך גל של 8000 עד 4000 ננומטר.
המכשיר עשוי מהערמה (stack) של שכבות דקות של אינדיום, גליום וארסן או אלומיניום, אינדיום וארסן.
100 משכבות אלו, כל אחת מהן בעובי של אחד עד שנים עשר ננומטר, כוסו מלמעלה על ידי תבנית של ננו-מבנים אסימטריים מוצלבים מזהב שיצרו בורות קוונטיים מצומדים ושכבת זהב תחתונה.
יישומים פוטנציאליים כוללים חישה מרחוק ויישומים רפואיים הדורשים מערכות לייזר קומפקטיות.
גלי פני השטח של דיאקונוב (Dyakonov surface wave, DSW) מתייחסים לשבירה כפולה הקשורה לגבישים פוטוניים ולאנאיזוטרופיות במטא-חומר.
לאחרונה מטא-חומר פוטוני פעל ב-780 ננומטר (אינפרה-אדום הקרוב), 813 ננומטר ו-772 ננומטר.
חוקרים מאוניברסיטת תל אביב במעבדתו של פרופ' טל אלנבוגן הצליחו להנדס חומר לא-ליניארי שמאפשר שליטה בתדרים של אור.
חומרים אופטיים לא-ליניאריים הם חומרים המגיבים לאור באופן שאינו עומד ביחס ישר לשדה האלקטרומגנטי של האור.
במילים אחרות, כאשר קרני האור עוברות דרך חומרים אלה, נוצר בהם אור בתדרים חדשים.
לכן חומרים אופטיים לא-ליניאריים הם הבסיס לטכנולוגיות עתידיות המבוססות על שליטה באור, כגון טכנולוגיות מחשוב אופטי.
שיטה להכנת חומר המורכב מגבישים נוזליים ומשמש לחלונות חכמים פותחה על ידי פרופ' אברהים עבדולחלים מהיחידה להנדסה אלקטרו-אופטיקה ופוטוניקה באוניברסיטת בן-גוריון בנגב.
במחקר השתתפה ד"ר לקשמי מדורי פאפו, חוקרת פוסט-דוקטורט במעבדתו.
חלונות חכמים מאפשרים לשלוט בכמות וספקטרום האור המועבר דרכן דהיינו השקיפות שלהם וניתן לייצר אותם באמצעות מגוון רחב של חומרים הרגישים לטמפרטורה או מתח חשמלי כמו גבישים נוזליים.
החומרים הידועים כוללים פולימרים מעורבבים עם גבישים נוזליים בתהליך הארה בקרינה אולטרא סגולה, אך תהליך הכנה זה מסובך ועלותם גבוהה.
בשל העלות הגבוהה חלונות אלה לא נפוצים בכל בית, משרד או מכונית.
בשיטה החדשה ממלאים את המרווח שבין שני לוחות זכוכית באחוז נמוך של מיקרו-חלקיקים ננו-נקבוביים המעורבבים יחד עם גבישים נוזליים.
הלוחות מצופים באלקטרודות והתגובה של המערך מאפשרת שינוי שקיפות החלון תוך חלקי שנייה בודדים.
החוקרים מהמעבדות של פרופ' שגב ופרופ' חסמן בטכניון השתמשו בסוג חדש של מבנים ננומטריים לצורך יצירת תופעת השזירה הקוונטית.
המחקר התמקד בקטגוריית המטא-משטחים (Meta-Surfaces) של מטא-חומרים: מבנים מתכתיים מלאכותיים דקים מאוד, דו-ממדיים המשמשים בדרך כלל לחקירת האינטראקציה בין אור לחומר.
המחקר האופטי במטא-משטחים עסק עד כה רק באור "רגיל" ממנורת שולחן או ממכשיר לייזר, כלומר באור "קלאסי" ואילו בעבודה הזאת הודגם לראשונה שימוש במטא-משטחים באופטיקה קוונטית, שבהם מתייחסים אל האור כזרם של פוטונים ובמידע הקוונטי שיש בפוטונים.
במסגרת המחקר החוקרים הדגימו יצירת שזירה – תופעה שבה שני חלקיקים (פוטונים במקרה זה) מתנהגים כתאומים פיזיקליים המשפיעים זה על זה גם כאשר המרחק ביניהם עצום.
גביש לא ליניארי הואר בקרן לייזר כדי ליצור זוגות פוטונים המאופיינים באפס תנע זוויתי וכל אחד מאופיין בקיטוב ליניארי אחר.
המערכת כיוונה את צמד הפוטונים למטא-משטח, והאינטראקציה בין האור לחומר יצרה שזירה של שני הפוטונים.
בניסוי הראשון פיצלו החוקרים את זוגות הפוטונים – אחד דרך המטא-משטח ואחד דרך הגלאי.
לאחר מכן הם מדדו את הפוטון הבודד שעבר דרך המטא-משטח וגילו כי הוא אכן פיתח תנע זוויתי אורביטלי השזור עם הספין שלו.
בניסוי השני, הועברו צמדי הפוטונים דרך המטא-משטח ונמדדו באמצעות שני גלאים.
החוקרים גילו כי הספין של אחד הפוטונים בצמד נעשה שזור עם התנע הזוויתי האורביטלי של הפוטון השני, ולהפך.
הטכנולוגיה צפויה לאפשר את הייצור של מחשבים קוונטיים שלמים בשבב יחיד.
מֶטָא-קולנוע (וגם: מטא-סרט, סרט מטא, קולנוע רפלקסיבי, סרט רפלקסיבי; על פי החלטת האקדמיה ללשון העברית: קולנוע ראי, סרט ראי) הוא סגנון שבו סרט קולנוע הוא הנושא המרכזי של עצמו.
הסרט מתייחס לעצמו, למה שהצופה רואה באותו רגע, ועוסק במהות של המדיום הקולנועי, שפתו והקודים שלו.
זאת, בניגוד ל"סרט-אודות-סרט", העוסק בעשייתו של סרט אחר.
סרט מטא מפגין מודעות עצמית להיותו יצירה בדיונית, מונע במתכוון את השעיית הספק ואת אשליית המציאות אצל הצופים, ומסב את תשומת לבם לכך שהם רואים סרט.
חוקר הקולנוע הספרדי פרננדו קאנה תיאר מטא-קולנוע כ"קולנוע המביט בעצמו במראה, בניסיון להכיר את עצמו טוב יותר", והדגיש שהרפקלסיביות היא סממן המגדיר מטא-קולנוע.
המטא-קולנוע מקיים שיח על טבעה של מציאות בקולנוע, תוך שהוא דוחה תבניות קולנועיות כמשוואה של ריאליזם אבסולוטי, וחורג מגבולות שיח המציאות המקובל.
על כך כתב הסופר והאוצר דונלד ריצ'י :
שבירת הקיר הרביעי: טכניקת המטא-קולנוע הרווחת ביותר היא שבירת הקיר הרביעי על ידי דמות הפונה ישירות אל הצופים, מספקת להם מידע שלא היה נודע להם באופן אחר, מזמינה אותם להיות מעורבים בסרט, ומבהירה שהיא יודעת שצופים בה.
שיטה זו יכולה להתבצע גם באמצעות טכניקת קול־על, כאשר הדמות הדוברת לא נראית על המסך, או נראית אך לא מדברת בפועל.
סרטים כגון "דדפול" שִׁכְלְלוּ טכניקה זו על ידי התייחסות ישירה להפקת הסרט.
בכך הם מוודאים שהקהל יודע שהוא רואה יצירה שנועדה לצפייה, ולא מצפים שהצופים ישלו את עצמם.
שבירת הקיר הרביעי איננה הכרחית, ולעיתים היא נעשית באופן חלקי, כאשר הדמויות מבהירות את מודעותן לקיומו של קהל, אך לא פונות אליו, אלא רק הופכות את הקיר הרביעי לשקוף.
כגון, באמצעות בדיחות ויזואליות המותחות ביקורת על הסרט שהן נמצאות בו, או אמירות אירוניות בקריצת עין.
מיכאל הנקה השתמש בטכניקה זו באופן שנחשב למופתי, כאשר ביים את "משחקי שעשוע" כסאטירה על סרטי הפלישה לבית האמריקאיים.
כל אימת שסצנות האלימות הופכות לבלתי-נסבלות עבור הצופים, האנטגוניסט פאול פונה אליהם, ואף קורץ, מברר את ציפיותיהם, ובעצם מותח ביקורת על רמת האלימות בקולנוע האמריקאי.
יותר מכך, פאול מפגין שליטה פעילה בקהל: אחרי שאנה, אם המשפחה הלכודה, גוברת על אחיו פטר, פאול משתמש בשלט רחוק כדי להחזיר את הסרט לאחור ולשנות את ההתפתחויות לטובתו, ובעצם סוטר בפרצופם של הצופים.
סרטים על עולם הקולנוע: הסרט עוסק בעבודת הקולנוענות, ומציג את השותפים לתהליך ההפקה (דוגמה: "סטייט פינת מיין" הוא סרט על קולנוענות, שבו גם הנהג של ההפקה שותף לתהליך היצירה).
טכניקה בסיסית היא הצגה של צילומי סרט, כאשר בסרטי מטא רבים מקובל שהצופים לא רואים את התוצר הסופי, כגון: "רעש, מצלמים!" ו"היו זמנים בהוליווד".
יוצא מהכלל הוא "מתים בחתיכה אחת" , שבתחילתו מוצגת גרסה סופית של סרט זומבים.
פרודיות על השיטה המסורתית: הסרט לועג למוסכמות והמאפיינים של סוגה נתונה (דוגמה: ב"כלבי אשמורת", השוטר הוא הדמות הנחותה, לעומת הדפוס הרווח בהוליווד, שבו השוטרים מנצחים תמיד).
המספר: מתייחס למלאכותיות של הסיפור, תוך שהוא פונה לצופים וחולק עימם את מחשבותיו וספקותיו (דוגמה: ב"וידויים של מוח מסוכן", הצופים שותפים למחשבות הדמויות).
השחקנים: לעיתים הם מתייחסים לתפקידים קודמים שלהם, ומזכירים לצופים שהם רואים תוצר בדיוני (דוגמאות: ב"ספרות זולה", ג'ון טרבולטה רוקד עם אומה תורמן באופן שמזכיר את "גריז"; ב"סנאץ'", בראד פיט הוא מתאגרף המזכיר את דמותו ב"מועדון קרב").
התייחסות לאמצעים הקולנועיים: כגון, הפסקול ומיקום המצלמה (דוגמאות: ב"בננות", וודי אלן פותח ארון ורואה בתוכו אדם המנגן את מוזיקת הרקע של הסצנה; בקומדיית הסלאשר "בחורות אחרונות", נשמע קטע מוזיקלי המזהיר את הדמויות בכל פעם שהרוצח מתקרב; ב"הקונפורמיסט", חוסר יכולת הגיבור לנהל חיים נורמליים, משתקף בזווית ה"לא-נורמלית" של המצלמה).
כמו כן, תיתכן הצגת אמצעים טכניים בפעולתם (מצלמות, מיקרופון בום החודר לתמונה, אביזרי תפאורה וכדומה).
אינטרטקסטואליות: ריבוי רפרורים ומחוות לסרטים קודמים ולקולנוענים, וציטוטי קלישאות מיצירות אחרות.
בכלל זה, רפרורים לתחומי בידור אחרים.
אדגר רייט, למשל, בסרטיו "מת על המתים" ו"שוטרים לוהטים", מרפרר לעולם משחקי המחשב.
בשנת 1963 טבע המחזאי והמסאי ליונל אבל את המושג "מטא-תיאטרון" או "מטא-דרמה", בהתייחסו ליצירות מאת שייקספיר, קלדרון, ז'נה, ברכט ובקט, שהשתמשו בטכניקת "מחזה בתוך מחזה".
אבל הגדיר מטא-תיאטרון כ"כל רגע במחזה, שבו העלילה או דמות מפגינות מודעות לעובדה שהן חלק מיצירה בדיונית".
במחזה "המלט", שייקספיר הניח לגיבור "לביים" ולהנחות הצגה בתוך הצגה, כדי להתייחס בעקיפין לרצח הפוליטי של אביו.
ברכט השתמש בתבניות רפלקסיביות כדי לקרוא תיגר על התיאטרון הבורגני שביקש לשכנע שהמחזה "אכן קרה", וכדי לנכר את הצופים מהמתרחש על הבמה, ולחשוף את המניפולציות הרגשיות שמפעיל התיאטרון.
מטא-קולנוע הוא עיבוד והרחבה לקולנוע של טכניקות מטא-תיאטרליות, כגון מיז-אנ-אבים, תוך דחיקת אפקטים של מציאות והסבת תשומת הלב לאמצעי המתווך (דהיינו, המדיום הקולנועי).
שורשי המטא-סרט מזוהים כבר בסרט האילם "איש עם מצלמת קולנוע" של דזיגה ורטוב משנת 1929. זהו סרט תיעודי ניסיוני המראה יום בחיי עיר סובייטית מודרנית.
אך למעשה, הוא מציג גם את עבודת הצילום והעריכה, וכן את סיפור קהל הצופים באולם.
ורטוב השתמש במגוון תחבולות צילום ועריכה שנחשבו חדשניות לזמנן, ויותר משהסרט מספר על עיר, הוא מספר על אמנות ההפקה, ומדובר בסרט אולטימטיבי המתאר את תהליך העשייה שלו עצמו, תוך שהוא דן בשאלה: האם הסרט משרת את הצופים או מנצל אותם?
אפשר לראות בכך אנלוגיה לביקורת על משטרים טוטאליטריים: האם משטר משרת את האזרחים, או מנצל אותם?
בשנת 2016 הציב אתר האינטרנט "Taste of Cinema" את "איש עם מצלמת קולנוע" בראש רשימת 20 סרטי המטא הטובים בכל הזמנים.
בשנות ה-30 של המאה ה-20 התפתחה בארצות הברית סוגה קולנועית שנודעה כ"מחזמר מאחורי הקלעים" , שהציגה "מופע בתוך מופע".
אחרי דעיכת תרבות הוודוויל והמיוזיק הול, והתמוטטות תיאטראות ברודוויי עקב השפל הגדול, תפסו את מקומם אולפני הקולנוע של הוליווד, שהציפו את האולמות בסרטים זולים, רבים מהם סרטים מוזיקליים שהציגו נערות מקהלה נועזות, מיניות בוטה ואת דיכאונות השפל, במסווה של כוריאוגרפיה וסיפורי אהבה.
את המגמה הוביל הכוריאוגרף באזבי ברקלי, שבשנת 1933 יצר את הסרט "רחוב 42", העוסק בהפקת מחזמר בברודוויי, וחושף לצופים תככים ואהבות מאחורי הקלעים.
הסרט נחשב לאב טיפוס של נוסחת "מחזמר מאחורי הקלעים" הקלאסי.
בשנת 1976 העלה תיאטרון מטריקס האמריקאי את המחזה "The Great American Backstage Musical" שעוסק בהתפתחות התופעה, ועלילתו מתרחשת בניו יורק ולונדון בתקופת מלחמת העולם השנייה.
הקולנוע המודרני מרבה לעסוק במדיום הקולנועי, הן כסיפור והן כתהליך של הפקה, משום שהתמונה היא מושא למניפולציה רעיונית ורגשית.
דוגמה בולטת לכך היא "האזרח קיין" (1941), המשתמש בעשייה הקולנועית לדיון עם הצופה על המסתורין של כריזמה וכוח.
סרטים רפלקסיביים רבים מהווים ביקורת פוליטית, ומבקשים לחשוף את "מאחורי הקלעים" של המעבדה האידאולוגית המייצרת את ה"מציאות", כגון: "מוריאל" (אלן רנה, 1963); "והיה אם..." (לינדזי אנדרסון, 1968); ושני סרטיו של ברנרדו ברטולוצ'י: "אסטרטגיית העכביש" ו"1900" (1970 ו-1976, בהתאמה).
הגל החדש הצרפתי והנאו-ריאליזם האיטלקי של שנות ה-50 וה-60 של המאה ה-20, קראו תיגר על ההגמוניה האמריקאית בתעשיית הקולנוע, עם סרטים רפלקסיביים אודות עבודת הקולנוען.
הגל הראשון של סרטים אמריקאיים המודעים לעצמם, הופיע בשנות ה-70 וה-80 של המאה ה-20, עם הסאטירות של מל ברוקס ודייוויד זוקר ("שיגעון בחלל" ו"טיסה נעימה", בהתאמה).
לצד אלה, החלו ג'ורג' לוקאס וסטיבן ספילברג ליצור סרטים מרובי מחוות לסרטי שנות ה-30 וה-40, תוך שהם מתבססים על הבנת הצופים את המוסכמות הז'אנריות הנפוצות.
בשנות ה-90 נוצרו סרטים אמריקאיים ראשונים שעסקו לא רק בציפיות קהל הצופים ובחיי הקולנוען, אלא אף באופי ובפרקטיקה של העבודה עצמה.
"מטריקס" עסק בתמה של פירוק המציאות למרכיבים, והחיים כסטוריטלינג.
באותו אופן, "המופע של טרומן" בחן כיצד פרוטגוניסט בתוכנית טלוויזיה מגיב כאשר הוא מתוודע לחוסר הממשות בחייו-שלו.
המטא-קולנוע האמריקאי משגשג מאז העשור הראשון של המאה ה-21, עם סרטים כגון "להרוג את ביל" (קוונטין טרנטינו) ו"התחלה" (כריסטופר נולאן), שהפכו את המטא-קולנוע לסוגה חוצת-סוגות.
טרנטינו וצ'ארלי קאופמן נחשבים למייצגים הבולטים ביותר של המטא-קולנוע האמריקאי במאה ה-21. ב"להרוג את ביל" של טרנטינו נמנו 136 אזכורים של סרטים קודמים.
ב"ממזרים חסרי כבוד", הוא שכתב את ההיסטוריה, והפך את אמנות סיפור הסיפורים ל"סיפור שקרים" שמשנים את המציאות כאשר יש "סיפור טוב יותר לספר".
טרנטינו נקט בשכתוב מציאות גם ב"היו זמנים בהוליווד" שנחשב לפסגת יצירת המטא שלו.
קאופמן ביסס את הקריירה שלו על סוגת המטא.
סרט הביכורים של קאופמן כבמאי, "סינקדוכה, ניו יורק", הוא במידה רבה הצהרת שליחות שלו בתחום המטא-קולנוע.
בעידן התפוצצות המידע , איבד הקולנוע הרפלקסיבי מאופיו הביקורתי, והפך לעיסוק קפיטליסטי.
זרם מרכזי בפרסום אימץ גישה החושפת כביכול את התרמית שבמעשה הפרסום, לשם גיוס הגישה המתנגדת לפרסומות כאמצעי פרסום.
התבנית הרפלקסיבית משמשת גם לשיווק סרטי קולנוע, באמצעות סרטי מייקינג אוף קצרים, המתעדים את תהליך הפקת הסרט.
בטלוויזיה (סרטים ותוכניות) נוספים לעיתים טקסטים שנועדו לפרסם מוצר.
מטא-סיקוול (Meta-sequel) הוא סרט המשך או ספין אוף, המבהיר שמה שיתרחש מעתה והלאה ביקום המשותף עם היצירה המקורית, הוא בדיוני, אך לא מופרך.
על אף שהסרט מוגבל לסוגה המקורית, הצבת העלילה בעולם שונה, מאפשרת ליוצרים להחליט ולבחור מה מהסרט המקורי להכניס לסרט החדש: הסיפור במלואו, בשינוי פרטים מסוימים, או להתעלם כליל מהסיפור המקורי תוך השארת הפרטים.
זאת, במקרים שבהם חלקים מהמקור לא מתיישבים כמות שהם, עם קווי היסוד של היצירה החדשה.
ב"בחזרה לעתיד 2", כמעט כל המערכה השלישית נעה לעבר סוף הסרט הקודם, תוך שהדמויות צופות בפעולות שהן עצמן ביצעו בעבר.
ב"מטריקס: התחייה", שוברת הבמאית לנה וצ'אוסקי את הקיר הרביעי, בכך שהסרט מתייחס הלכה למעשה לקיומו כהמשכון, עשרים שנה אחרי הסרט הקודם.
סרטי מטא-אימה (Meta-horror) הם סרטי אימה המייחסים את עצמם באופן מודע לסוגה זו, תוך שהם סוקרים ובוחנים מה נותן להם "אישור" להיות כאלה.
במשך השנים התפתחה בתוך סוגת סרטי האימה מטא-נרטיביות, שהתבטאה בהתקדמות ליניארית עקבית בתוך הסוגה, תוך שסרטים מקיימים ביניהם קשר אינטרטקסטואלי, התייחסות הדדית ואימוץ מוטיבים, ומתבססים פחות על קטגוריזציה היסטורית לפי תאריכים ומעגלי הפקה.
שפת ההתייחסות העצמית הפכה לשפה משותפת של קולנועני האימה בינם לבין עצמם, עם הקהל, ועם הסוגה עצמה.
בעשור השני של המאה ה-21, נוצרו סרטי אימה עם עלילות "נוסחתיות" לפי כללים שיש לציית להם.
על אף שהדבר נושא אופי יותר סאטירי ופרודי, הוא עדיין אפקטיבי, משום שלעלילה יש בסיס.
מודעות עצמית של סרטי אימה, תוך שבירת הקיר הרביעי, נועדה בעיקר ללמד את הצופים לקח, כפי שעושה פאול ב"משחקי שעשוע", כשהוא מוכיח את הצופים על ציפיותיהם לסוף עם תפנית עלילתית שתתקבל על דעתם.
במידה מסוימת, סרטי פאונד פוטג' יכולים להיחשב כמטא, מכיוון שיוצרי הסרט הם גם דמויות בעלילה.
ישנן סצנות שבהן מי שעומד מאחורי צילום הסרט, עובר תהליך של עבודת קולנוענות, כשהוא מסביר לדמויות אחרות – ובתוך כך, גם לצופים – בחירות מסוימות שהוא עושה תוך כדי הצילום.
בכך, יוצר הסרט נוטה לשחק בו תפקיד מרכזי.
מטא-תאוריה , היא מונח מרכזי בפעילות המדעית המורכב מצירוף המילים, מטא ו-תאוריה, המעניקות לו משמעות של מבט-על, או נקודת מבט אנליטית, אודות תאוריות בשלל תחומי המדע השונים.
מטא-תאוריה, בוחנת את הנחות היסוד של התאוריה ואת האופן שבו הן משפיעות על תאוריות ופרקטיקות מחקר שונות.
ניתן לתאר זאת בשפת המטאפורה באופן הבא: אם תאוריה היא העדשה, מטא-תאוריה היא בגדר בחינת תהליך יצירת העדשה, התהוותה ותפקודה.
סוגיות הנמצאות על סדר היום המדעי, המהוות את עניינה המרכזי של הפילוסופיה של המדע, לעיתים קרובות מאוד הן מוגדרות כמטא-תאורטיות.
ומכאן גם שיוכה המדעי של מטא-תאוריה הוא, אפיסטמולוגיה מדעית.
בשדה ובשיח המדעי, תפקידה של מטא-תאוריה הוא, להוות תאוריה הבוחנת באופן אנליטי ורפלקטיבי-ביקורתי, תאוריה אחרת בתחומי מדע שונים, באופן שיטתי ומעמיק.
אשר-על-כן, מטא-תאוריה ממוקמת בסדר הגבוה ביותר של הספקטרום התאורטי, ביחס לתאוריות אחרות.
פוזיציה זו, מאפשרת למטא-תאוריה לנתח, להשוות ולהעריך גופים מתחרים של רעיונות.
כאשר הנחתה הבסיסית היא, כי תאוריות נובעות מתאוריות אחרות, כך שתמיד ישנן הנחות תאורטיות קודמות והתחייבויות מדעיות מאחורי כל ניסוח תאורטי.
דוגמה להנחה מטא-תאורטית לגבי ההתפתחות האנושית היא, הרעיון שהתפתחותו של אדם מסתיימת בגיל 18, או שההזדקנות היא תוצאה של תהליך המבטא אובדן ודעיכה.
מטרתה של מסגרת מטא-תאורטית היא להוות בסיס מטא-מדעי, זאת על ידי ארטיקולציה (Articulation), דהיינו שכלול ושיפור דרכיה האפיסטמולוגיות-מתודולוגיות של התאוריה הקיימת והנבחנת, לתאוריה מהימנה ותקפה יותר באופן בו היא מתבוננת במציאות או בהוויה.
בכך למעשה, למטא-תאוריה אין קשר ישיר למסגרת האמפירית של המחקר התאורטי, הממד היישומי, אלא לרכיבים האבסטרקטיים השונים המרכיבים את התאוריה הנבחנת.
ובכך באה לידי ביטוי תרומתה הניכרת של מטא-תאוריה, היא שותפה להתפתחותו של מטא-מדע הזקוק לידע מדעי מדויק ואובייקטיבי כדי לשפר את יכולתם של המדענים, ולממש את תפקידם של אלו ליצור פרקטיקות מדעיות הולמות.
התשתית המדעית של מטא-תאוריה, נשענת על ארבעה תחומים מרכזיים בחשיבה המדעית, והמשוייכים דיסיפלינרית בעיקר לפילוסופיה: אפיסטמולוגיה, המהווה את תורת ההכרה, ומתרכזת במהות וגבולות הידיעה.
אונטולוגיה, המהווה את תורת היש, ועוסקת בטבע של היש, הקיים והמציאות.
אקסיולוגיה, העוסקת בתורת הערך, ועוסקת בהערכת טיבם המוסרי של מעשה, פעולה, רעיון והתנהגות.
ומתודולוגיה, העוסקת בשיטה ובדרכי החקירה המדעית.
ובכך למעשה המתודולוגיה מחברת ושוזרת בין תורת ההכרה, תורת היש ותורת הערך.
זאת ועוד, המתודולוגיה, מתרכזת בכלל העקרונות, שיטות הפעולה, החוקים וההנחות, אשר מחקר מסוים או העיסוק בדיסציפלינה מסוימת מבוסס עליהם ומונחה על-פיהם.
לפיכך בהמשך לכך, גבולות המחקר המטא-תאורטי מעוגנים בהיסטוריה של המדע, העוסק בהתפתחותו של המדע לאורך הזמן, החל מתקופות קדומות של האנושות ועד ימים אלו.
בסוציולוגיה של המדע, העוסקת בהתפתחות המדע מתוך נקודת מבט סוציולוגית ביקורתית, ושואפת להבין את המנגנונים החברתיים והפוליטיים האחראים, מכוננים, ושולטים בהבניית הידע המדעי.
ובפילוסופיה של המדע, העוסקת ביסודות, ההנחות והמשמעויות הפילוסופיות של התפתחות המדעים.
מטא-פילוסופיה, מהווה את החקירה לעומק אודות מהותה של הפילוסופיה.
חקירה זו כוללת את מטרותיה, גבולותיה ושיטותיה של הפילוסופיה.
בעוד הפילוסופיה חוקרת את טבעה של התופעה או את אופי ההוויה, ובמיוחד את דרכים בהן הידע מתהווה ומתגבש לעבר האמת.
מטא-פילוסופיה בוחנת תהליך רב שלבי וממדי זה, בעזרת שאלות מנחות העוסקות בדיוק וביעילות החקירה הפילוסופית, ובהתפתחות והתהוות הידע .
חקירה מטא-פילוסופית אם-כך, חותרת לחשיפת האמת של האמת.
מטא-מדע, המכונה גם בשם מטא-מחקר מדעי, חותר להשתמש בשיטות מדעיות שונות במטרה להסביר כיצד המדע מתפקד ומדוע הוא אף לעיתים נכשל.
שורשיו של מטא-מדע בפילוסופיה של המדע ובמחקר השיטות המדעיות.
על-אף-זאת, הוא נבדל מהראשון בהסתמכותו על ניתוח מתודולוגי כמותני ואיכותני.
וגם שונה מהאחרון, בהתמקדותו הרחבה בגורמים הכלליים התורמים לשלל ההיבטים של התהליך המדעי.
מטא-לוגיקה מתבוננת בשפות ומערכות צורניות ופורמליות, מנקודת מבט פרשנית.
התבוננות זו באה לידי ביטוי בלימוד ברמות ניתוח שונות: בלימוד וניתוח סמנטיקה, דהיינו את מערכת היחסים בין ביטויים ומשמעויות; ואת התחביר, כלומר יחסים בין ביטויים.
מטא-למידה, בתהליכי חינוך וחיברות במדעי ההתנהגות ובלמידת מכונה במדעי הטבע והנדסה, שואפת להבין את האינטראקציה שבין מנגנון הלמידה לבין ההקשרים הקונקרטיים שבהם מנגנון זה מיושם ובא לידי ביטוי.
הלכה למעשה, תהליך של מטא-למידה כולל שני שלבים מרכזיים: התבוננות בלמידה, והתבוננות בתהליכי היבחנות.
עבור שני שלבים אלו, על מודל למידה בסיסי לעדכן את הפרמטרים שלו תוך כדי תהליך הלמידה בהתאם להקשר.
בשלב הראשון, ישנו מגוון רחב של משימות למידה, ומטרת המודל היא לחשוף תבניות למידה משותפות בין המשימות השונות, תוך כדי רכישת ידע רחב הניתן ליישום בפתרון של משימות חדשות בהווה ובעתיד.
בשלב השני, הביצועים של תהליך הלמידה הבסיסי מוערכים על-ידי מתן משימות שהלומדים לא נתקלו בהן בתהליך הלמידה.
מכאן, יעילות שלב זה באה לידי ביטוי בתהליך ההסתגלות של הלומד למשימות חדשות אלה, המבוסס על חניכה בעבר, באמצעות הידע הנלמד ותהליך ההבנה הכללית שלו.
לדוגמה, תהליכים של מטא-למידה מסייעים למסגרות שונות העוסקות בלמידת מכונה, ללמוד משימות חדשות ובלתי-נראות.
מטא-בלשנות מתייחסת ליכולת להרהר ולנתח את השפה עצמה, ולא רק את דרכי השימוש בה לתקשורת.
ובנוסף, ביכולת לתמרן ולדון בשפה בצורה מודעת.