NATURE NANOTECHNOLOGY RESEARCH HIGHLIGHTS http://www.nature.com/nnano/reshigh/2013/0513/full/nnano.2013.88_ja.html
Direct Measurement of the Band Structure of a Buried Two-Dimensional Electron Gas Jill A. Miwa, Philip Hofmann, Michelle Y. Simmons, and Justin W. Wells Phys. Rev. Lett. 110, 136801 (2013) http://prl.aps.org/abstract/PRL/v110/i13/e136801
うみへび座TW星の原始惑星系円盤。ハッブル宇宙望遠鏡の観測画像（左）とイラスト図（右）。 （提供：NASA, ESA, J. Debes (STScI), H. Jang-Condell (University of Wyoming), A. Weinberger (Carnegie Institution of Washington), A. Roberge (Goddard Space Flight Center), G. Schneider (University of Arizona/Steward Observatory), and A. Feild (STScI/AURA)） http://www.astroarts.jp/news/2013/06/17tw_hya/tw_hydrae.jpg
「簡単な答えは、再び月へ行くだけの十分な科学的理由がなかったからだ」と宇宙政策の専門家で、『John F. Kennedy and the Race to the Moon』（ジョン・F・ケネディと月着陸競争）の著者ジョン・ログスドン（John Logsdon）氏は述べる。「そして今もおそらく十分な理由はない」。
Nature Communications A source of antihydrogen for in-flight hyperfine spectroscopy http://www.nature.com/ncomms/2014/140121/ncomms4089/full/ncomms4089.html
▽関連リンク Nature (2014) doi:10.1038/nature12990 Received 09 July 2013 Accepted 05 December 2013 Published online 09 February 2014 A single low-energy, iron-poor supernova as the source of metals in the star SMSS J031300.36?670839.3 http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/abs/nature12990.html
論文：Nature Communications Tobias Denkmayr, et al. Observation of a quantum Cheshire Cat in a matter-wave interferometer experiment. http://www.nature.com/ncomms/2014/140729/ncomms5492/full/ncomms5492.html
プレスリリース：Technische Universitat Wien（2014-07-29） The Quantum Cheshire Cat http://www.tuwien.ac.at/en/news/news_detail/article/8921/
1901年ハノーファー工科大学（現ゴットフリート・ヴィルヘルム・ライプニッツ大学ハノーファー）の教授になった。1904年に境界層に関する論文を執筆した。ゲッティンゲン大学に移り、航空流体工学の先端研究機関とした。1925年にカイザー・ヴィルヘルム・流体力学研究所（Kaiser-Wilhelm-Institut für Strömungsforschung ）を創立した。
1つの質点の角運動量 L r p {\vec {L}}={\vec {r}}\times {\vec {p}} の時間変化（時間微分）は以下の式のようになる。
d L d t d r d t p r d p d t {\displaystyle {\frac {d{\vec {L}}}{dt}}={\frac {d{\vec {r}}}{dt}}\times {\vec {p}}+{\vec {r}}\times {\frac {d{\vec {p}}}{dt}}.}
ここで、 r {\vec {r}} は質点の位置ベクトル、 p {\vec {p}} は運動量、 t t は時間である。右辺第一項は、
d r d t p v m v m v v 0 {\displaystyle {\frac {d{\vec {r}}}{dt}}\times {\vec {p}}={\vec {v}}\times m{\vec {v}}=m{\vec {v}}\times {\vec {v}}={\vec {0}}.}
すなわち、速度 v {\vec {v}} どうしの外積なので 0 {\vec {0}} となる。よって、 d L d t d{\vec {L}}/dt は次のようになる。
d L d t r d p d t r F {\displaystyle {\frac {d{\vec {L}}}{dt}}={\vec {r}}\times {\frac {d{\vec {p}}}{dt}}={\vec {r}}\times {\vec {F}}.}
ここで、 r F {\vec {r}}\times {\vec {F}} は、外力 F {\vec {F}} によるトルク (力のモーメント)である。また, 運動方程式 d p d t F d{\vec {p}}/dt={\vec {F}} を使った。この式の意味するところは, 角運動量の時間変化は外力によるモーメントに等しいということである。これにより、以下のことが分かる。
もし外力がなければ、すなわち F 0 {\vec {F}}={\vec {0}} ならば、当然 r F 0 {\vec {r}}\times {\vec {F}}={\vec {0}} であり、角運動量は保存される。 外力が r {\vec {r}} と平行の場合、 r F 0 {\displaystyle {\vec {r}}\times {\vec {F}}={\vec {0}},} すなわちトルクが 0 となって、角運動量は L const. {\vec {L}}={\mbox{const.}} （一定）となり、保存される。 よって、質点に外力がまったく働かないか、あるいは外力が位置ベクトルに平行(トルクが 0)であるならば、その質点の角運動量は保存される。
角運動量保存の法則の証明 （質点系, つまり複数の質点の場合） 編集
n 個の質点を考える。i 番目の質点を「質点i」と呼ぶ。質点 i に関する量を添字 i で表す。前項より、質点 i の角運動量について以下が成り立つ:
d L i d t r i F i {\displaystyle {\frac {d{\vec {L}}_{i}}{dt}}={\vec {r_{i}}}\times {\vec {F_{i}}}.}
質点iに働く力 F i {\vec {F_{i}}} は, 以下のように表される:
F i j F i j F i e {\displaystyle {\vec {F_{i}}}=\sum _{j}{\vec {F_{ij}}}+{\vec {F_{i}^{e}}}.}
ここで、 F i j {\vec {F_{{ij}}}} は質点 j が質点 i に及ぼす力(内力)であり、 F i e {\vec {F_{i}^{e}}} は質点 i におよぶ外力である。これを上式に代入し、i について総和をとれば、
i d L i d t i r i j F i j F i e i j r i F i j i r i F i e \sum _{i}{\frac {d{\vec {L}}_{i}}{dt}}=\sum _{i}{\vec {r_{i}}}\times (\sum _{j}{\vec {F_{{ij}}}}+{\vec {F_{i}^{e}}})=\sum _{i}\sum _{j}{\vec {r_{i}}}\times {\vec {F_{{ij}}}}+\sum _{i}{\vec {r_{i}}}\times {\vec {F_{i}^{e}}}
となる。右辺第一項は、作用反作用の法則( F i j F j i {\vec {F_{{ij}}}}=-{\vec {F_{{ji}}}} )より、次式のようになる:
i j r i F i j i j r i r j F i j {\displaystyle \sum _{i}\sum _{j}{\vec {r_{i}}}\times {\vec {F_{ij}}}=\sum _{i<j}{({\vec {r_{i}}}-{\vec {r_{j}}})}\times {\vec {F_{ij}}}.}
ここで, もし内力が中心力ならば（すなわち, 質点同士が互いに及ぼす力が, 両者を結ぶ直線上にあるならば）, r i r j {\vec {r_{i}}}-{\vec {r_{j}}} と F i j {\vec {F_{{ij}}}} は互いに平行であるので, (外積の性質より)この式の \sum の中は 0 {\vec {0}} になる。つまりこの式は 0 {\vec {0}} になる。従って,
d d t i L i i r i F i e {\frac {d}{dt}}\sum _{i}{\vec {L}}_{i}=\sum _{i}{\vec {r_{i}}}\times {\vec {F_{i}^{e}}}
35 Comments:
宇宙論：
【物理】銅やアルミニウムで磁気の流れを生みだす原理を発見 レアメタルフリー磁気デバイス開発に道
1 ：ルーサイトφ ★：2013/05/21(火) 22:07:03.14 ID:???
平成２５年５月１７日 独立行政法人日本原子力研究開発機構
銅やアルミニウムで磁気の流れを生みだす原理を発見 －レアメタルフリー磁気デバイス開発に道－
【発表のポイント】
金属に音波を注入して磁気の流れを生み出す新原理を発見
従来手法には不向きな銅やアルミニウムなどのありふれた金属の利用が可能に
磁石や貴金属を必要としないレアメタルフリー磁気デバイスの開発へ道
独立行政法人日本原子力研究開発機構 先端基礎研究センターの松尾衛研究員らの研究グループは、
銅やアルミニウムなど身近な金属への音波注入によって電子の持つ
磁気の流れ「スピン流1」」を生みだす新しい原理を発見しました。
電子は、地球やコマのように「自転」をしており、量子力学2）によって、この電子の自転（スピン）が
磁気の起源であることが分かりました。近年、ナノテクノロジーのめざましい発展にともなって、
電子の自転の向きを揃えた「スピン流」を生みだす技術が注目されています。
電荷の流れである「電流」と同時に、磁気の流れである「スピン流」を上手く利用することによって、
電源を供給しなくても記憶を保持できる不揮発性メモリなど省電力デバイス開発が進んでいます。
今回、当研究グループは、音波注入によって振動する金属中における磁気の流れを精密に表す基礎方程式を導き、
音波注入によって金属中にスピン流を生みだす新しい原理を発見しました。その結果、プラチナのような貴金属や磁石を用いる
従来の手法とは異なり、銅やアルミニウムのような身近で安価な金属を用いてスピン流の生成が可能であることが分かりました。
本研究によって、貴金属や磁石を必要としない省電力磁気デバイス開発への貢献が期待できます。
本研究成果は、米国物理学会誌「Physical Review B」の速報版として近日中にオンライン掲載される予定です。
背景と経緯／研究の内容と成果／今後の展開／参考図 [形式：PDF]
用語解説 [形式：PDF]
以上
参考部門・拠点：先端基礎研究センター
http://www.jaea.go.jp/02/press2013/p13051701/index.html
【物理】垂直方向に空間的に閉じ込められた電子の集団二次元電子ガス（2DEG）のバンド構造
1 ：ニュース二軍+板記者募集中！＠pureφ ★：2013/05/21(火) 22:24:25.56 ID:???
二次元電子ガス：バンド構造を掘り起こす
二次元電子ガス（2DEG）は、垂直方向に空間的に閉じ込められた電子の集団である。シリコンでは、
電子ドナーとなるリン不純物を垂直方向にシャープなプロファイルでドープすると、このドーピングの結果
として2DEGが形成される。2DEGは表面下数ナノメートルにあることが多く、電荷担体が表面の影響
から遮蔽されるため、2DEGの電子的性質を直接調べることは困難である。ノルウェー科学技術大学、
ニューサウスウェールズ大学（オーストラリア）、オルフス大学（デンマーク）のJ Wellsたちは今回、角度
分解光電子分光法（ARPES）を用いて、埋め込まれた2DEGのバンド構造を直接測定した。
Wellsたちは、表面下2 nmにリンドーパントが埋め込まれたシリコン試料のバンド構造を測定し、測定
結果をリン不純物のないシリコン試料と比較した。ドープした試料をARPESで測定した結果から、フェルミ
エネルギーに近いシャープな状態が明らかになり、二次元的であることが確認された。さらに、バンド構造
全体がシフトしていることもわかった。 ARPESのプロービング深さは実際には1 nm以下であるが、光電子
放出が共鳴増強されるため、2DEG状態を観測できた。
NATURE NANOTECHNOLOGY RESEARCH HIGHLIGHTS
http://www.nature.com/nnano/reshigh/2013/0513/full/nnano.2013.88_ja.html
Direct Measurement of the Band Structure of a Buried Two-Dimensional Electron Gas
Jill A. Miwa, Philip Hofmann, Michelle Y. Simmons, and Justin W. Wells
Phys. Rev. Lett. 110, 136801 (2013)
http://prl.aps.org/abstract/PRL/v110/i13/e136801
二次元電子ガス
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%8C%E6%AC%A1%E5%85%83%E9%9B%BB%E5%AD%90%E3%82%AC%E3%82%B9
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3f/HighElectronMobilityTrasistor_Band_Image.PNG
関連ニュース
【物理】超伝導転移温度の高さと電子対の強さをつなぐ法則を発見 回転する電子対による超伝導の核心部分に光明
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1369010926/
【物性】ケイ素版グラフェンこと「シリセン」をSiウェハ上に作製 sp3結合による座屈構造を調整してバンドギャップの導入が可能-JAIST 画像あり
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1339125939/-100
【宇宙】176光年彼方 円盤の中で生まれつつある惑星 従来の理論と不一致
1 ：白夜φ ★：2013/06/18(火) 00:50:47.02 ID:???
円盤の中で生まれつつある惑星、従来の理論と不一致
【2013年6月17日 HubbleSite】
176光年彼方の小さな星を取り巻く円盤に、惑星誕生の兆候とみられる空隙が観測された。
中心星からかなり遠い距離にこの惑星がもし存在するなら、従来の惑星形成理論に矛盾が生じる可能性がある。
--------------
176年彼方のうみへび座TW星は、質量が太陽の半分強の赤色矮星だ。
生まれてから800万年というとても若い星で、周囲には直径およそ660億kmの塵とガスの円盤が広がっている。
ハッブル宇宙望遠鏡による観測で、TW星からおよそ120億km（太陽～冥王星のおよそ2倍の距離）離れた円盤中に幅30億kmの空隙があることがわかった。
円盤の中で形成された惑星の重力的な影響で作られたもののようだ。
「こんなに軽い恒星からこれほど遠いところに円盤の空隙が見つかったのは初めてです」（発表者で米宇宙望遠鏡科学研究所のJohn Debesさん）。
だがもし本当に惑星が存在するなら、今日もっとも典型的とされる惑星形成理論と矛盾が生じる。
理論モデルによれば惑星ができるまでには1000万年以上かかり、中心から離れた場所ならさらに時間が必要となるが、TW星自体が誕生から800万年しか経っていないことと整合性がとれない。
またアルマ望遠鏡の観測によれば、砂粒程度の大きさの塵は恒星から空隙のすぐ内側の88億kmまで広がり、その外からぷっつりと存在しなくなっている。
惑星があるのにその外側に砂粒より大きな粒子がないという観測結果も、従来の理論とは相容れないものだ。
もうひとつ考えられている惑星形成プロセスとして、円盤の一部が重力的に不安定となり収縮するというものがある。
この場合は数千年あれば惑星ができあがるので時間の矛盾は解消されるが、別の矛盾が生じる。
この理論で作られると予測される惑星の質量は地球の数百倍ほどだが、研究チームが空隙の中の様子から惑星の質量を推算したところ、
地球の6～28倍、いわゆる「スーパーアース」から「巨大氷惑星」程度までとみられているのである。
研究チームでは、アルマ望遠鏡や次世代赤外線望遠鏡での詳細な観測でこの謎の解明を進めていきたいとしている。
+++引用ここまで 全文は記事引用元をご覧ください+++
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
▽記事引用元 AstoroArts 2013年6月17日配信記事
http://www.astroarts.co.jp/news/2013/06/17tw_hya/index-j.shtml
うみへび座TW星の原始惑星系円盤。ハッブル宇宙望遠鏡の観測画像（左）とイラスト図（右）。
（提供：NASA, ESA, J. Debes (STScI), H. Jang-Condell (University of Wyoming), A. Weinberger (Carnegie Institution of Washington),
A. Roberge (Goddard Space Flight Center), G. Schneider (University of Arizona/Steward Observatory), and A. Feild (STScI/AURA)）
http://www.astroarts.jp/news/2013/06/17tw_hya/tw_hydrae.jpg
氷から水、きっかけ解明＝結晶構造崩壊を計算―総研大など
時事通信 6月22日(土)19時6分配信
氷の結晶構造が崩壊し、解けて水になるきっかけをコンピューターのシミュレーションで解明したと、総合研究大学院大（神奈川県葉山町）の院生望月建爾さんらが英科学誌ネイチャーに発表した。
岡山大の松本正和准教授や分子科学研究所（愛知県岡崎市）の大峯巌所長との共同研究で、さまざまな化学物質の構造や水を含むたんぱく質の構造が変わる仕組みを解明するのに役立つという。
水分子は小さな水素原子2個と大きな酸素原子1個から成る。固体の氷では、分子が六角形の網を構成するように整然と並んでいる。
しかし、温度が上昇すると分子が揺らぎ出し、分子同士の結合が切れて六角形の形が崩れる所が現れる。望月さんらはこの結合の切れ方に注目し、分子間に働く力の計算を繰り返した。
分子が揺らいで結合が切れ、六角形の形が崩れても、初めのうちはすぐつながって元に戻る。しかし、温度上昇で揺れがひどくなると、つながる際に間違った分子の組み合わせが発生してしまい、連鎖的に組み替えが起きて結晶構造が崩壊することが分かった。
【関連記事】
それ以来なぜ、ロシアやアメリカは月面着陸を行っていないのか？ そしてなぜ、最後の着陸からこれほど間があいたのか？
「簡単な答えは、再び月へ行くだけの十分な科学的理由がなかったからだ」と宇宙政策の専門家で、『John F. Kennedy and the Race to the Moon』（ジョン・F・ケネディと月着陸競争）の著者ジョン・ログスドン（John Logsdon）氏は述べる。「そして今もおそらく十分な理由はない」。
NASAのアポロ計画は、合計382キロの月の石を地球に持ち帰った。その分析結果は月の年齢に関する疑問解明に役立ち、現在では、月は約45億年前に地球と火星サイズの天体が衝突して誕生したと考えられている。
またこれらのミッションは、人間を月に送り込むのは費用と危険を伴うことを証明した。特に、危うく死者を出すところだった1970年のアポロ13号の事故後、当時のアメリカ大統領リチャード・ニクソンは慎重になり、既に1972年の再選後には宇宙開発予算を削減することを考えていたとログスドン氏は述べる。
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20131216-00000003-natiogeog-sctch
IT・科学
IT総合
科学
製品
中国月面着陸までの37年の空白
ナショナルジオグラフィック 公式日本語サイト 12月16日(月)16時42分配信
【宇宙】宇宙空間を漂う無数のデブリ、漁網で除去へ 町工場とＪＡＸＡ協力し開発
1 ：伊勢うどんφ ★：2014/01/11(土) 23:20:49.36 ID:???
人工衛星やロケットの残骸など、宇宙空間を漂う無数のデブリ（宇宙ごみ）を取り除くための実験が２０１４年早々、
宇宙空間で本格的に始まる。
高速で飛ぶデブリに網状のアルミ製ワイヤを接続して発生する磁力で減速させて大気圏に落とす。
デブリ除去のためのワイヤを宇宙空間で展開するのは世界初の試み。その最先端技術を支えているのは中小規模の町工場の力だ。
２００４年４月、広島県福山市を本拠とする「日東製網」（本社・東京）に宇宙航空研究開発機構（ＪＡＸＡ）から問い合わせがあった。
「金属のひもで網が編めますか？」。質問したＪＡＸＡの河本聡美・主任研究員は「メーカーに片っ端から協力を依頼して何度も断られた。
わらをもつかむ思いだった」と振り返る。漁網が主力製品の同社の技術者らは、不思議に思いながらも引き受けることにした。
上空７００～１０００キロに集中しているデブリは過去に打ち上げた人工衛星やロケットの部品が大半で、
超高速のため宇宙船にぶつかれば大事故になる。全体の数は１億個以上。
危険な１０センチ以上のデブリ約２万２０００個は動向が把握されているが、年々増える小さな破片は既に対策が不可能な量という。
０９年に起きた米国とロシアの衛星衝突事故以降は特に増加ペースが加速しているが、人工衛星による回収実績はこれまでわずか数個にとどまっている。
ＪＡＸＡが研究しているのは、大きめのデブリに長さ数キロの網状のワイヤを取り付けて磁場を発生させ、
１年ほどかけて移動速度を下げることで地球に落とすという方法だ。
大半のデブリは大気圏での摩擦熱で燃え尽きるとみられ、最もコストのかからない除去方法と考えられている。
河本さんはワイヤの強度確保のため、幅１０センチほどの網型にすることにしたという。
日東製網の技術者・尾崎浩司さんは「引き受けてから１０年、商売にならなくてもものづくりのプライドだけで続けました」と話す。
材料に提供された太さ０．１ミリのアルミ線は折れやすいため編むのが難しく、１００メートルの発注に１メートルしかできなかった時もあった。
だが漁網で培ったノウハウで機械の改造を繰り返し、０７年にはＪＡＸＡと連名で特許も取得。
０９年には漁網用を改造したデブリ除去ワイヤ専用機を完成させた。
２０１４年３月までに打ち上げ予定の三菱重工のロケットに搭載される香川大学の人工衛星が、
初めて長さ３００メートルの網状のワイヤを宇宙空間で展開し磁場を発生させる実験に挑む。
同大工学部の能見公博准教授は「日本は宇宙での実験がまだ進んでいない。
伸ばしたワイヤに磁場を発生させるのはどの国もまだ成功しておらず、デブリ除去に使えるという証明になる」と説明する。
ＪＡＸＡは１５年には長さ数キロのワイヤを使い本格的なデブリ除去実験を始める計画で、１９年の実用化を目指す。
河本さんは「町工場のものづくりは日本の力。手遅れになる前にここまでこられたのは、民間の技術力のおかげ」と感謝する。
水産学の学位を持つ尾崎さんは「海の研究をする僕らの工場が宇宙に関わるなんて想像もしなかった。
何とか実験が成功してくれれば肩の荷が下りる」と空を見上げている。
毎日新聞 1月9日 12時19分配信
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20140109-00000041-mai-sctch
【宇宙】ノーベル賞確実、宇宙最大の謎「暗黒物質」解明へ…日本は先陣切れる
1 ：伊勢うどんφ ★：2014/01/07(火) 10:37:48.62 ID:???
山深い岐阜県飛騨市神岡町にある鉱山跡地。地下１千メートルの坑道で、昨年秋に世界最先端のプロジェクトが動き出した。
東大宇宙線研究所の「ＸＭＡＳＳ（エックスマス）実験」。
目指すのは宇宙最大の謎とされる「暗黒物質」の検出だ。
ダークマターとも呼ばれる暗黒物質は１３８億年前の宇宙誕生時から存在する重い物質で、今も宇宙を満たしている。
だが光を出さず、地球も通り抜けてしまうため観測が極めて困難で、その正体は分かっていない。
暗黒物質の正体
ノイズが少ない地下や宇宙で証拠をとらえたり、巨大な加速器で人工的に作ったりする実験が計画され、各国が発見を競っている。
見つければノーベル賞は確実だ。
東大カブリ数物連携宇宙研究機構の村山斉・機構長（４９）は「２０２０年には正体が分かる可能性がある。
そうなれば、すごいことだ。日本がその先陣を切る可能性がある」と話す。
なぜすごいのか。実は宇宙に存在する物質のうち、人間や地球をつくっている普通の物質はわずか４・９％で、残りは正体不明。
全体の２６・８％を占める暗黒物質の謎が解ければ、宇宙や物質の成り立ちの解明が一気に進むからだ。
宇宙の進化の道筋も見えてくる。初期宇宙では、暗黒物質の密度は場所によってわずかな差があり、
密度が高く重力が大きい場所に普通の物質が引き寄せられ、銀河が生まれた。
村山さんは「生みの親が分かれば、銀河や星、人間が生まれたストーリーができてくる」と期待する。
>>2に続く
産経新聞 2014.1.7 08:11
http://sankei.jp.msn.com/science/news/140107/scn14010708140000-n1.htm?view=pc
2 ：伊勢うどんφ ★：2014/01/07(火) 10:38:58.02 ID:???
>>1の続き
１００年前の予言証明
暗黒物質の正体で最も有力なのは「超対称性理論」に基づく未知の素粒子だ。
物質を構成する最小単位の素粒子は、昨年のノーベル物理学賞で話題になったヒッグス粒子を含め計１７種類が見つかっている。
だが超対称性理論によると、これらの粒子を鏡に映したような、少しだけ性質が違う別の仲間たちがどこかに存在するのだという。
暗黒物質が潜んでいるらしい「鏡の中の世界」。その扉を開けることができれば、新たな物理学の広大な地平が見えてくる。
宇宙や物質の概念が一変するのは間違いない。
ただ宇宙全体の６８・３％を占める暗黒エネルギーは、まだ解明の糸口さえ見つかっていない。
村山さんによると、アインシュタインが約１００年前に存在を予言した「重力波」も、２０２０年までに発見される可能性が大きい。
ブラックホールなどの重い星が激しく動いたときに、その重力によって生じる空間のゆがみが、さざ波のように遠方へ伝わっていく現象だ。
重力波によって、光や電波では観測できない「暗黒時代」の原始宇宙の様子が分かる可能性もある。
日米欧で激しい競争が始まっており、見つかれば、これもノーベル賞は確実だ。
【技術】X線レーザーで生きた細胞をナノレベルで観察することに成功/北海道大など
1 ：白夜φ ★：2014/01/12(日) 23:53:40.19 ID:???
X線レーザーで生きた細胞をナノレベルで観察することに成功
－生きた細胞を，ナノメートルの分解能で定量的に観察できる優れた手法を世界で初めて確立－（プレスリリース）
公開日 2014年01月07日
国立大学法人 北海道大学 独立行政法人理化学研究所 公益財団法人高輝度光科学研究センター
学校法人東京薬科大学 共和化工株式会社環境微生物学研究所
研究成果のポイント
・X線自由電子レーザーを用いて、生きた細胞内部のナノ構造を高コントラストで可視化。
・フェムト秒の発光時間のX線で、細胞が放射線損傷を受ける前の一瞬の姿を捉えることに成功。
・生きた細胞内の現象の解明や、自然な状態にある生体分子のナノ構造の解明に期待。
北海道大学、理化学研究所（理研）、高輝度光科学研究センター（JASRI）、東京薬科大学、共和化工株式会社環境微生物学研究所は、
X線自由電子レーザー（XFEL）施設SACLA※1を用いて、生きた細胞のナノレベルでの観察に成功しました。
これは、北海道大学電子科学研究所の西野吉則教授、木村隆志助教、理研・放射光科学総合研究センターの別所義隆チームリーダー
（現 客員研究員）、JASRIの城地保昌チームリーダーらの研究成果です。
電子顕微鏡やX線顕微鏡を用いて生きた細胞をナノ（10億分の1）メートルの分解能で観察することは、これまで不可能でした。
これは、観察に用いる電子線やX線の照射によって、細胞が死んでしまうためです。
研究グループは、10フェムト秒※2以下という極めて短いXFELの発光時間を利用して、細胞が放射線による損傷を受ける前の一瞬の姿を捉えることに成功しました。
観察には、コヒーレントX線回折※3という先端的手法が用いられ、細胞内部のナノ構造が高いコントラストで可視化されました。
本研究により、XFELが、自然な状態にある生物試料を観察できる優れた能力を持つことが示されました。
今後、細胞生物学へのさらなる応用が期待できます。
また、さらに分解能を向上させることにより、自然な状態にある生体分子のナノ構造の解明など、医学上重要な応用への道も開かれます。
本研究は、文部科学省X線自由電子レーザー重点戦略研究課題、科学技術振興機構戦略的創造研究推進事業（CREST）、
日本学術振興会科学研究費補助金等の支援を受けて実施されました。
本研究成果は、英国のオンライン科学雑誌「Nature Communications」（2014年1月7日付）に掲載されます。
（論文）
研究論文名："Imaging Live Cell in Micro-Liquid Enclosure by X-ray Laser Diffraction"
（X線レーザー回折による微量液体封入チップ中の生きた細胞の可視化）
著者：氏名（所属）木村隆志1、城地保昌2、澁谷明美3、Changyong Song3、 Sangsoo Kim3、登野健介2、矢橋牧名3、玉腰雅忠4、森屋利幸5、大島泰郎5、石川哲也3、別所義隆3、西野吉則1
（1北海道大学、2公益財団法人高輝度光科学研究センター、3独立行政法人理化学研究所、4東京薬科大学、5共和化工株式会社環境微生物学研究所）
公表雑誌：Nature Communications
公表日：日本時間（現地時間）2014年1月7日（火）午後7時（英国時間1月7日（火）午前10時）
--------------- 引用ここまで 全文は記事引用元でご覧ください ----------
▽記事引用元 SPring8 大型放射光施設 公開日 2014年01月07日
http://www.spring8.or.jp/ja/news_publications/press_release/2014/140107/
【訃報】ドブソニアン望遠鏡の考案者 米アマチュア天文家ジョン・ドブソン氏死去
1 ：依頼39-128＠白夜φ ★：2014/01/19(日) 11:53:46.49 ID:???
【訃報】ドブソニアン望遠鏡の考案者 ジョン・ドブソン氏
【2014年1月17日 Universe Today】
ドブソニアン望遠鏡の考案者として知られる米アマチュア天文家ジョン・ドブソン氏が15日死去した。享年98歳。
米アマチュア天文家、ジョン・ドブソン（John Dobson）さんが、15日に米カリフォルニア州で死去した。98歳だった。
1915年に中国・北京で生まれ、1927年に家族とともに米サンフランシスコに移住。
修道士の職に就いていた1956年から自作の望遠鏡で天体観察を始め、今日「ドブソニアン」と呼ばれる新しいタイプの望遠鏡を考案した。
大口径望遠鏡を安価で手軽に扱えるため、アマチュア天文ファンの間で広く利用されている。
ドブソンさんはやがて天体観察に専念するために離職し、1968年にはNPO団体「Sidewalk Astronomers」を立ち上げるなど天文普及に力を注いだ。
氏の逝去に際し、謹んで哀悼の意を表します。
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
▽記事引用元 AstruArts 2014年1月17日配信記事
http://www.astroarts.co.jp/news/2014/01/17dobson/
＊ご依頼いただきました。
【物理】反水素原子ビーム生成に成功 、東大など
1 ：伊勢うどんφ ★：2014/01/28(火) 22:28:16.23 ID:???
通常の物質と正反対の性質を持つ「反物質」の一つで、水素と反対の電気を帯びた反水素原子を従来の１０倍の効率で生成することに、
東京大と広島大、理化学研究所などの研究チームが成功した。高精度の分析がしやすくなるという。
論文は２１日付の英科学誌ネイチャー・コミュニケーションズ電子版に掲載された。
反物質は宇宙誕生の際に物質と同じ量生まれたとされるが、なぜ物質だけが残ったかは分かっておらず、物質との違いの詳細な分析が求められている。
通常の物質と出会うと消滅するため、加速器で生成した反物質は真空中の磁場に閉じ込めるが、
詳しい分析を行うには磁場の影響がない場所に反物質を引き出して調べる必要がある。
東京大の黒田直史助教らは、欧州合同原子核研究所（ＣＥＲＮ、スイス）の大型加速器で生成した反陽子（陽子の反物質）と
陽電子（電子の反物質）を、磁場の中で衝突させて反水素原子を生成する際、特定の周波数の電波を加えることで生成効率を約１０倍に改善した。
磁場の影響を受けない約２．７メートル先の検出器までビームの形で引き出すと、５０分間で８０個の反水素原子を検出できた。
時事ドットコム 2014/01/22-03:10
http://www.jiji.com/jc/zc?k=201401/2014012200035
プレスリリース
http://www.c.u-tokyo.ac.jp/info/news/topics/20140123104504.html
Nature Communications
A source of antihydrogen for in-flight hyperfine spectroscopy
http://www.nature.com/ncomms/2014/140121/ncomms4089/full/ncomms4089.html
【宇宙】宇宙最古 136億歳の星 天の川銀河内で発見/オーストラリア国立大学
1 ：白夜φ ★：2014/02/10(月) 22:33:40.07 ID:???
136億歳の星を発見
【2014年2月10日 Phys.org】
これまで見つかった中で最も古い、136億年前に誕生した星が天の川銀河内で発見された。
この星の材料を生み出した宇宙初期の超新星爆発の性質などを知る手がかりにもなるという。
---------------------
オーストラリア国立大学のStefan Kellerさんらの研究から、天の川銀河内6000光年彼方にある恒星が136億年前に誕生したものであることが判明した。
これまでに132億歳の星が2つ発見されているが、それを上回る「宇宙最古の星」ということになる。
研究チームは、同大学がサイディングスプリング天文台に持つSkyMapper望遠鏡を用いた5年間のサーベイ観測データから、
この恒星のスペクトル（光の成分）に検出可能な量の鉄が存在しないことをつきとめた（注）。
これは、この星が宇宙初期に作られたことを示している。
なぜなら、誕生したばかりの宇宙にはヘリウムや水素といった軽い元素しかなく、
鉄のような重元素は星が終末を迎える超新星爆発で作られる、つまり星の世代を経て合成されるからだ。
今回のような鉄をほとんど含まない星の場合、そこに含まれる重元素（水素とヘリウム以外の元素）は、
太陽のおよそ60倍の質量を持つ星が低エネルギーの超新星爆発を起こしてまき散らした炭素その他の比較的軽い元素が大半を占めるとみられる。
他にも同様の星が数個検出されていることから、こうした低エネルギーの超新星爆発は当時ありふれた現象で、
宇宙初期の星や銀河の形成、そして元素分布の進化に大きな役割を担っていたのかもしれないという。
---------------------
注：「検出された鉄の量」 本研究で検出可能な鉄の量の下限値は、太陽に含まれる鉄の量のおよそ100万分の1なので、鉄が存在してもそれより少ないということになる。
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
▽記事引用元 AstroArts 2014年2月10日配信記事
http://www.astroarts.co.jp/news/2014/02/10oldeststar/index-j.shtml
▽関連リンク
Nature (2014) doi:10.1038/nature12990
Received 09 July 2013 Accepted 05 December 2013 Published online 09 February 2014
A single low-energy, iron-poor supernova as the source of metals in the star SMSS J031300.36?670839.3
http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/abs/nature12990.html
【量子力学】「量子チェシャ猫」を実験で実証
1 ：Cancer ★＠転載は禁止：2014/08/11(月) 22:46:04.20 ID:???
「量子チェシャ猫」を実験で実証
2014年07月30日 15時51分更新
文● 行正和義
量子チェシャ猫のイメージ
http://ascii.jp/elem/000/000/919/919445/ncomms5492-f1_588x.jpg
ウィーン工科大学など複数の研究者から成る研究グループは、「量子チェシャ猫」を
実験的に実証したと報告した。
量子チェシャ猫とは、粒子の物性(スピンや質量など)のみをその粒子から分離できると
いう近年提唱された量子力学的な理論。粒子本体がないのにその性質だけが存在すること
から、「不思議の国のアリス」の身体が消えても笑いだけが残るチェシャ猫に例えられる。
ウィーン工科大の長谷川祐司准教授らが行った実験では、ビームスプリッターと干渉計を
使い、中性子を2つの経路にとって飛ぶ装置を用いた。量子力学では、たとえばある粒子が
2つの経路で飛ぶ場合、たった1つしかない粒子でもその両方の経路に存在し得る。
実験に用いた機材の模式図。中性子ビームがビームスプリッターにより2つの光路を辿り、
また1つになって干渉計で計測される
http://ascii.jp/elem/000/000/919/919446/ncomms5492-f2_800x.jpg
分けられた経路の一方で「弱い測定」と呼ばれる量子力学的手法で磁気モーメントを
測定したところ、そこで観測された結果はもういっぽうの経路の粒子にも反映され、粒子
本体とその性質のみを分離できる量子チェシャ猫が実証できたという。なお、「強い測定」
ではシステム全体の波動関数に影響をおよぼすため量子チェシャ猫の効果は確認できない
という。
研究チーム。チームを率いる長谷川祐司准教授(左)は、量子力学分野の理論を実験に
よって実証するなどさまざまな成果をあげている
http://ascii.jp/elem/000/000/919/919448/4c657c6294_800x.jpg
この量子チェシャ猫は中性子以外の物理現象でも検証できると考えられており、波動
関数を収束させない粒子の計測や、特定の性質のみを粒子から取り出せることから、
より精度の高い量子力学的効果の測定や情報技術に役立つ可能性がある。
ソース：ascii.jp（2014年07月30日）
「量子チェシャ猫」を実験で実証
http://ascii.jp/elem/000/000/919/919450/
論文：Nature Communications
Tobias Denkmayr, et al. Observation of a quantum Cheshire Cat in a matter-wave
interferometer experiment.
http://www.nature.com/ncomms/2014/140729/ncomms5492/full/ncomms5492.html
プレスリリース：Technische Universitat Wien（2014-07-29）
The Quantum Cheshire Cat
http://www.tuwien.ac.at/en/news/news_detail/article/8921/
スレッド作成依頼をいただき、別ソースから立てました
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1403379058/210
【物理】量子もつれ効果で猫を撮影、ウィーン大
1 ：エタ沈φ ★＠転載は禁止：2014/08/29(金) 23:16:58.90 ID:???
ウィーン大学の研究グループは8月27日、量子もつれ効果を利用して被写体に一度も当たっていない光子を使い、猫の像を映し出すことに成功した。
実験を行ったのはウィーン大学量子科学研究センターのツァイリンガー(Zeilinger)氏が指導するグループ。
量子もつれ効果(エンタングルメント)によって作られた粒子対はたとえどんなに離れていても相互に影響を及ぼす相関状態となり、量子暗号通信などの基本となっている。
実験は、レーザー光を分割するビームスプリッター(ハーフミラー)と波長を変換する非線形結晶を組み合わせたもので、
被写体からの光(実際にはビームの間に入れた切り抜きのシルエット)が撮像素子には届いていないにもかかわらず、
量子もつれ効果による作用で猫のシルエットが映像化された。
まだ遠隔映像(被写体からの反射した光子を使う)を撮影する「量子もつれデジカメ」と呼ぶにはまだ早い段階ではあるが、
被写体から出る光子に依存しない情報によって映像を得ることはまったく新しいイメージング手段であり、さまざまな可能性を開くものとしている。
http://ascii.jp/elem/000/000/927/927839/
http://ascii.jp/elem/000/000/927/927836/cat_Praticia_Enigl_IQOQI_web_596x.jpg
【宇宙】アミノ酸のもとになる物質 星が生まれる場所に多く存在
1 ：野良ハムスター ★＠転載は禁止：2014/09/11(木) 11:57:05.46 ID:???
生命体のたんぱく質を作るため不可欠なアミノ酸のもとになる物質が、宇宙で星が生まれる場所に多く存在することが
明らかになったとの観測結果を、国立天文台などの研究チームが１１日に山形市で開幕する日本天文学会で発表する。
同天文台は「地球以外にも生命が存在する可能性を高める成果」と説明している。
同天文台の大石雅寿（まさとし）准教授（電波天文学）らは、野辺山宇宙電波観測所（長野県）の４５メートル電波望遠鏡で、
地球から２万８０００光年と５５００光年の位置にあるガス雲を観測した。ガス雲は新しい星が次々と生まれる領域として知られる。
その結果、アミノ酸の一つ、グリシンのもとになる物質「メチルアミン」特有の波長を検出、
過去の観測結果の約１０倍存在していた。
メチルアミンが周囲にある二酸化炭素と反応すると、グリシンが作られるという。
生命の起源につながる物質としては、米航空宇宙局（ＮＡＳＡ）の探査機スターダストが２００４年に採取した
彗星（すいせい）の試料からグリシンが見つかった。
大石准教授は「グリシンなどの物質が彗星や隕（いん）石で惑星に運ばれ、生命が誕生するのだろう」と話している。
【千葉紀和】
http://mainichi.jp/select/news/20140911k0000e040152000c.html
太陽系惑星の公転軌道を正確に表したGIF画像が海外で話題
http://i.minus.com/iAtC2afkODS6U.gif
「太陽系惑星の公転軌道を正確に表したGIF画像が海外で話題に」海外の反応｜暇は無味無臭の劇薬
http://blog.livedoor.jp/drazuli/archives/6335298.html
太陽系惑星の公転軌道を正確に表したGIF画像が海外で話題
http://i.minus.com/iAtC2afkODS6U.gif
Comment by sandroleon 153 ポイント
太陽は何を軸に移動してるんだよ？
Comment by LibraryDrone 235 ポイント
↑銀河系中央にあるブラックホール
278 ：公共放送名無しさん：2014/11/18(火) 01:51:54.67 ID:s+O44yCl
にしても、この数年、流星群てやたら多くない？(´･ω･`)
○○ムーン的なのもやたら多いけど
361 ：公共放送名無しさん：2014/11/18(火) 01:58:12.36 ID:49cw4CXQ
>>278
公転周期上にある塵が流星に見えるのが流星群だからねぇ
１年に一度ぐらいは、それぞれの○○座流星群があるんじゃなかったかな
「太陽系惑星の公転軌道を正確に表したGIF画像が海外で話題に」海外の反応｜暇は無味無臭の劇薬
http://blog.livedoor.jp/drazuli/archives/6335298.html
太陽系惑星の公転軌道を正確に表したGIF画像が海外で話題
http://i.minus.com/iAtC2afkODS6U.gif
Comment by sandroleon 153 ポイント
太陽は何を軸に移動してるんだよ？
Comment by LibraryDrone 235 ポイント
↑銀河系中央にあるブラックホール
掲載日：2015年3月10日
http://www.zaikei.co.jp/article/20150310/239687.html
京都大学の太田耕司教授らによる研究グループは、ハッブル宇宙望遠鏡の撮像データを解析することによって、
丸い円盤銀河が出現した時期は現在から約70億年前であることを明らかにした。
銀河には、星やガスが回転運動をしており渦巻き模様の見られる円盤銀河と、星がランダムな運動をしており模様の
見えない楕円銀河の2種類がある。渦巻き銀河では、星やガスが円盤状に分布しており、円盤銀河とも呼ばれる。
銀河の形態進化は重要な問題だが、近赤外線域での角分解能の高い観測が困難であったため、これまでよく分かって
いなかった。
今回の研究では、赤方偏移2.5-1.4（宇宙年齢26億年から44億年）の時代、1.4-0.85（44億年から64億年）の時代、
0.85-0.50（64億年から84億年）の時代と約20億年ごとの時代に分けて、統計的に銀河の形に制限をつけた。その結果、
厚みに相当するC/Aの値はほぼ不変で現在の円盤銀河と同じであるのに対して、円盤の歪を表すB/Aの最頻値は各時代で
0.81、0.84、0.92 となり、最後の値は現在の宇宙に見られる円盤銀河の丸さである0.95とほぼ一致していることが分かった。
つまり、形の進化は徐々に起こっているようで、概ね赤方偏移0.85付近になると、ほぼ丸い円盤になってきたと言ってよいと
考えられる。
研究メンバーは「今回の研究で、円盤銀河が丸い円盤になったのは70億年ほど前であることがわかりましたが、
どうやってだんだん丸くなったきたのかはまだよくわかりません。銀河の中心にある「バルジ」と呼ばれる構造が
急激に成長し、その影響で丸くなったという可能性も考えられますが、そもそもどうやってバルジができて、現在の
宇宙に見られるような円盤銀河の構造に進化したのかという問題も大きな研究課題です。このような銀河構造の
進化については、建設の始まった30m望遠鏡によって大きく研究が進展するものと期待されます」とコメントしている。
なお、この内容は「The Astrophysical Journal」に掲載された。
丸くなる円盤銀河の進化のイメージ図（京都大学の発表資料より）
http://www.zaikei.co.jp/files/general/2015031019211360big.jpg
丸い円盤銀河の出現時期は70億年前？ — 京都大学
http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2014/150309_1.html
When did Round Disk Galaxies Form? - Abstract - The Astrophysical Journal - IOPscience
http://iopscience.iop.org/0004-637X/801/1/2/
意識=
環境を評価する方法
空間レベル１爬虫類
社会２哺乳類
時間３人間@
20150424 ニューヨーク白熱教室
@
マシュマロテスト
我慢出来るか？
出世に関係
NHK ニューヨーク白熱教室｜番組概要
www.nhk.or.jp/hakunetsu/newyork/about.html
４月からの「白熱教室」の新シリーズに登場するのは、世界で最も有名な理論物理学者 の一人であり未来学者としても知られるニューヨーク市立大学のミチオ・カク教授。日系３ 世のカク教授の専門分野は超弦理論と呼ばれる最先端の世界であるが、その興味は ...
http://www.tbs.co.jp/yumetobi-plus/archives/future.html
2015年5月31日放送
TBSニュースバード：6月3日よる11:00～
空気を操れば未来が変わる
煙、悪臭、強風を解消!?～暮らしの中のトラブルシュート
0.1ミリの“魔法の装置”で、空気の流れを自在に操れ！
JAXA 宇宙科学研究所 工学博士／藤井孝藏さん
『空気を操れば、未来が変わる―』
地下鉄構内の強風、タバコの煙、街中の騒音・・・全て、空気の流れがもたらす“災い”。
こうした空気の流れを、自在にコントロールするという驚きのテクノロジーがある。
開発プロジェクトを先導するのは、JAXAの藤井孝藏・工学博士。藤井が駆使するのは、わずか0.1ミリと極薄の“魔法の装置”、【プラズマアクチュエータ】。
「プラズマ」を利用して、流体を制御するこの技術が実用化すれば、
暮らしを取り巻く様々なトラブルは解消し、未来は激変していく可能性も！
藤井は、世界最速のリニアモーターカーの車両設計にも携わる、流体力学の権威。
その藤井が、今、全力を注ぐのが、プラズマアクチュエータ技術の応用だ。
0.1ミリの装置を貼り付けるだけで、エアコンやエンジンなど産業製品の性能をアップ！
自動車や飛行機の空気抵抗も低減でき、風車の発電効率も上がる！？
“空気を操る男”藤井が描く未来とは―。
ルートヴィヒ・プラントル
編集このページをウォッチする
ルートヴィヒ・プラントル
ルートヴィヒ・プラントル（Ludwig Prandtl 、1875年2月4日 - 1953年8月15日)はドイツの物理学者。空気力学の方面で業績を上げた。境界層、薄翼の理論、揚力線理論を研究した。無次元数のプラントル数の命名者である。
ミュンヘン近郊のフライジンクに生れた。父親も工学の教授である。1894年ミュンヘン大学に入学し固体物理を学んで、機械設計者になった。流体機械の設計から流体力学の分野に加わるようになった。
1901年ハノーファー工科大学（現ゴットフリート・ヴィルヘルム・ライプニッツ大学ハノーファー）の教授になった。1904年に境界層に関する論文を執筆した。ゲッティンゲン大学に移り、航空流体工学の先端研究機関とした。1925年にカイザー・ヴィルヘルム・流体力学研究所（Kaiser-Wilhelm-Institut für Strömungsforschung ）を創立した。
フレデリック・ランチェスターと3次元翼の理論（ランチェスター＝プラントル理論または揚力線理論）を1918年から1919年に発表した。キャンバーをもつ薄翼の理論も研究した。翼端効果の重要性を示した。それまで考慮されなかった翼端渦が抗力を引き起こすことを示した。
1908年にテオドル・マイヤー（Theodor Meyer ）と共に、超音速衝撃波の理論を初めて示した。超音速風洞の構造も考案した。
その他にハーマン・グロワート（Hermann Glauert 、英、1892年 - 1934年）とともにプラントル＝グロワートの法則に名前を残している。
角運動量保存の法則 - Wikipedia
https://ja.m.wikipedia.org/wiki/%E8%A7%92%E9%81%8B%E5%8B%95%E9%87%8F%E4%BF%9D%E5%AD%98%E3%81%AE%E6%B3%95%E5%89%87
ページの問題点
角運動量保存の法則（かくうんどうりょうほぞんのほうそく）は, 以下のような法則である:
質点系について, 単位時間あたりの全角運動量の変化は, 外力によるトルク (力のモーメント)に等しい（ただし, 内力が中心力であるときに限る）。
この特別な場合として, 外力が働かない（もしくは, 外力が働いていたとしてもそれによるトルクが0の）場合, 質点系の角運動量は常に一定である。例えば、フィギュアスケートの選手がスピンをする際、前に突き出した腕を体に引きつけることで回転が速くなる（角速度が大きくなる）。このとき回転軸から腕先までの距離が短くなるため, かわりに回転が速くなることによって, 角運動量が一定に保たれる。
回転する「こま」は、回転軸にそって、（上から見て）時計回りなら下向きの、反時計回りなら上向きの角運動量を持っている。独楽の回転軸（それは重心を貫いている）が鉛直方向に平行であれば, 独楽にかかる重力と, 床から独楽が受ける垂直抗力が共に1本の直線上（回転軸上）にあるため, 独楽に働く, 外力によるトルクは0である。従って, この場合, 独楽の角運動量は一定であり, 独楽は軸周りの回転だけを続ける。ところが, 独楽が傾くと, 独楽にかかる重力と, 床から独楽が受ける垂直抗力は, 1本の直線上には乗らず, 従って, これらの力がトルクを生じる。このトルクが独楽の角運動量を変化される。その結果, 独楽は本来の回転軸のまわりの回転に加えて, それとは別の軸（独楽と床が接する点を通る鉛直線）のまわりでも回転をする。それが独楽の「みそすり運動」すなわち歳差運動である。
目次
角運動量保存の法則の証明 （1つの質点の場合） 編集
1つの質点の角運動量
L
r
p
{\vec {L}}={\vec {r}}\times {\vec {p}}
の時間変化（時間微分）は以下の式のようになる。
d
L
d
t
d
r
d
t
p
r
d
p
d
t
{\displaystyle {\frac {d{\vec {L}}}{dt}}={\frac {d{\vec {r}}}{dt}}\times {\vec {p}}+{\vec {r}}\times {\frac {d{\vec {p}}}{dt}}.}
ここで、
r
{\vec {r}}
は質点の位置ベクトル、
p
{\vec {p}}
は運動量、
t
t
は時間である。右辺第一項は、
d
r
d
t
p
v
m
v
m
v
v
0
{\displaystyle {\frac {d{\vec {r}}}{dt}}\times {\vec {p}}={\vec {v}}\times m{\vec {v}}=m{\vec {v}}\times {\vec {v}}={\vec {0}}.}
すなわち、速度
v
{\vec {v}}
どうしの外積なので
0
{\vec {0}}
となる。よって、
d
L
d
t
d{\vec {L}}/dt
は次のようになる。
d
L
d
t
r
d
p
d
t
r
F
{\displaystyle {\frac {d{\vec {L}}}{dt}}={\vec {r}}\times {\frac {d{\vec {p}}}{dt}}={\vec {r}}\times {\vec {F}}.}
ここで、
r
F
{\vec {r}}\times {\vec {F}}
は、外力
F
{\vec {F}}
によるトルク (力のモーメント)である。また, 運動方程式
d
p
d
t
F
d{\vec {p}}/dt={\vec {F}}
を使った。この式の意味するところは, 角運動量の時間変化は外力によるモーメントに等しいということである。これにより、以下のことが分かる。
もし外力がなければ、すなわち
F
0
{\vec {F}}={\vec {0}}
ならば、当然
r
F
0
{\vec {r}}\times {\vec {F}}={\vec {0}}
であり、角運動量は保存される。
外力が
r
{\vec {r}}
と平行の場合、
r
F
0
{\displaystyle {\vec {r}}\times {\vec {F}}={\vec {0}},}
すなわちトルクが 0 となって、角運動量は
L
const.
{\vec {L}}={\mbox{const.}}
（一定）となり、保存される。
よって、質点に外力がまったく働かないか、あるいは外力が位置ベクトルに平行(トルクが 0)であるならば、その質点の角運動量は保存される。
角運動量保存の法則の証明 （質点系, つまり複数の質点の場合） 編集
n 個の質点を考える。i 番目の質点を「質点i」と呼ぶ。質点 i に関する量を添字 i で表す。前項より、質点 i の角運動量について以下が成り立つ:
d
L
i
d
t
r
i
F
i
{\displaystyle {\frac {d{\vec {L}}_{i}}{dt}}={\vec {r_{i}}}\times {\vec {F_{i}}}.}
質点iに働く力
F
i
{\vec {F_{i}}}
は, 以下のように表される:
F
i
j
F
i
j
F
i
e
{\displaystyle {\vec {F_{i}}}=\sum _{j}{\vec {F_{ij}}}+{\vec {F_{i}^{e}}}.}
ここで、
F
i
j
{\vec {F_{{ij}}}}
は質点 j が質点 i に及ぼす力(内力)であり、
F
i
e
{\vec {F_{i}^{e}}}
は質点 i におよぶ外力である。これを上式に代入し、i について総和をとれば、
i
d
L
i
d
t
i
r
i
j
F
i
j
F
i
e
i
j
r
i
F
i
j
i
r
i
F
i
e
\sum _{i}{\frac {d{\vec {L}}_{i}}{dt}}=\sum _{i}{\vec {r_{i}}}\times (\sum _{j}{\vec {F_{{ij}}}}+{\vec {F_{i}^{e}}})=\sum _{i}\sum _{j}{\vec {r_{i}}}\times {\vec {F_{{ij}}}}+\sum _{i}{\vec {r_{i}}}\times {\vec {F_{i}^{e}}}
となる。右辺第一項は、作用反作用の法則(
F
i
j
F
j
i
{\vec {F_{{ij}}}}=-{\vec {F_{{ji}}}}
)より、次式のようになる:
i
j
r
i
F
i
j
i
j
r
i
r
j
F
i
j
{\displaystyle \sum _{i}\sum _{j}{\vec {r_{i}}}\times {\vec {F_{ij}}}=\sum _{i<j}{({\vec {r_{i}}}-{\vec {r_{j}}})}\times {\vec {F_{ij}}}.}
ここで, もし内力が中心力ならば（すなわち, 質点同士が互いに及ぼす力が, 両者を結ぶ直線上にあるならば）,
r
i
r
j
{\vec {r_{i}}}-{\vec {r_{j}}}
と
F
i
j
{\vec {F_{{ij}}}}
は互いに平行であるので, (外積の性質より)この式の
\sum
の中は
0
{\vec {0}}
になる。つまりこの式は
0
{\vec {0}}
になる。従って,
d
d
t
i
L
i
i
r
i
F
i
e
{\frac {d}{dt}}\sum _{i}{\vec {L}}_{i}=\sum _{i}{\vec {r_{i}}}\times {\vec {F_{i}^{e}}}
となる。すなわち, 質点系の全角運動量の時間変化(左辺)は, 質点系に外力が及ぼす全トルク(右辺)に等しい。
ケプラーの法則との関係 編集
ケプラーの法則の第二法則「面積速度一定の法則」は、「角運動量保存の法則」に他ならない。なぜなら、面積速度は
S
1
2
r
v
S={\frac {1}{2}}{\vec {r}}\times {\vec {v}}
と表すことができるが、これを 2
m
m
倍すると角運動量
m
r
v
m{\vec {r}}\times {\vec {v}}
に等しくなる。この法則は天体の間の引力が中心力であることをあらわしている。
角運動量保存則と空間 編集
一般に物理量の保存則は我々の住む時空の対称性の現れであり、角運動量保存則は空間の回転対称性の現れである。空間については運動量保存則から並進対称性を持つことと併せて、自由な移動に対して対称であって、場所や方向によって物理法則が変わることはない。ただし、弱い相互作用におけるパリティ対称性の破れから、空間が鏡像対称性を持たないこと、すなわち空間には本質的に左右の区別があることが解っている。
関連項目
https://www.keio.ac.jp/ja/press-releases/files/2016/10/31/161031_1.pdf
【熱力学】熱エンジンの効率を最大限に上げると出力がほぼゼロになることを証明 熱力学に新たな原理が付加/慶應大など©2ch.net
1 : 白夜φ ★＠無断転載は禁止 ©2ch.net2016/11/01(火) 22:31:43.30 ID:CAP_USER
慶應大ら、熱エンジンの効率を最大限に上げると出力がほぼゼロになることを証明
～熱力学に新たな原理が付加
若杉 紀彦2016年11月1日 14:00
古くから推測されていた熱エンジンと効率向上と出力の大きさとの間にはトレードオフの関係があることが慶應義塾大学理工学部の齊藤圭司准教授と、東京大学大学院総合文化研究科白石直人氏、学習院大学理学部の田崎晴明教授らの研究グループによって証明された。
火力発電所の発電機のように、高温の物体から熱を受け取り、それを電気のような「使えるエネルギー」に変える装置を一般的に「熱エンジン」と呼ぶ。高温の物体から受け取った熱エネルギーのうち、どれだけ利用できたかの比率を「効率」という。
この効率には、原理的に超えられない「カルノー効率」という上限があることが分かっている。
一方、発電機では、効率だけでなく「何Wの電力が発電できるか」という「仕事率」が問題になる。
カルノー効率が達成されると、効率は上がるが、トレードオフの関係で、同時に仕事率がゼロになることが漠然と予想されていた。
しかし、従来の熱力学には動作時間という概念が組み込まれていないため、仕事率を解析できず決定的な答えを得られていなかった。
（引用ここまで 以下引用元参照）
▽引用元：PC Watch 2016年11月1日 14:00
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/1027753.html
▽関連
慶應義塾大学 プレスリリース 2016/10/31
一般の熱エンジンの効率とスピードに関する原理的限界の発見
https://www.keio.ac.jp/ja/press-releases/2016/10/31/28-18691/
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.117.190601
https://arxiv.org/abs/1605.00356
＊ご依頼いただきました。
慶應義塾大学 プレス用pdf 2016/10/31
一般の熱エンジンの効率とスピードに関する原理的限界の発見
https://www.keio.ac.jp/ja/press-releases/files/2016/10/31/161031_1.pdf
ηmax（イータマックス）とは最大効率という意味
時間
あたりの
出力
↑
｜／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／
｜／／／／／／／禁止されている／／／／／／／／
｜／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／
｜／／／／／／ｏ ｏ／／／／／／／／／／／／
｜／／／／ｏ Ａ ｏ／／／／／／／／／／／
｜／／／ｏ ｏ／／／／／／／／／
｜／／ｏ ｏ／／／／／／／／
｜／ｏ ｏ／／／／／／／
｜ｏ Ｂｏ／／／／／／／
ｏ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ｏ／／／／／／／＿→効率
０ ηｍａｘ
Ａは時間あたりの出力は大きいが効率が悪い（廃熱が多い）
Ｂは時間あたりの出力は小さいが効率は良い（廃熱が少ない）
【物理学】なぜ複数のロウソクの炎の揺らぎは同期するのか 山梨大などが謎を解明 [無断転載禁止]©2ch.net
1 : ニライカナイφ ★＠無断転載は禁止2016/11/06(日) 14:22:45.59 ID:CAP_USER
◆なぜ複数のロウソクの炎の揺らぎは同期するのか - 山梨大などが謎を解明
山梨大学と東京大学は10月26日、複数のロウソクを組み合わせた時に起こるロウソク同士の炎が同期振動する現象について科学的に解明したと発表した。
同成果は、山梨大学 環境科学科の島弘幸 准教授と学部生の岡本佳子さん、同大学 教育学部の木島章文 教授、東京大学の梅野宜崇 准教授らによるもの。
詳細はNatureグループの電子版論文誌「Scientific Reports」に掲載された。
市販のロウソクを数本束ねて火をともすと、その炎は上下に激しく振動するが、例えば、それを3つ用意して、三角形を描くように配置すると、それぞれの炎は互いに足並みを揃えた振動を示す(同期現象)。
こうした同期現象は、リズムを刻む固体同士が近づくことで、集団レベルの大きなリズムが生まれる現象で、心臓の鼓動(多数の細胞が互いに同期している)やホタルの集団の光の明滅、壁掛けの2つの振り子時計の振り子の振れるタイミングなど、人間の生活の中で数多く見られる。
今回、研究グループでは、3つの太いロウソク束をアクリルケース内に配置して点火し、束同士の間隔を変えながら燃焼の様子を動画で撮影。
解析として、画面内の白黒画素値の時間変化を追うことで、3つの炎の振動が次第に同期していく様子を調べたという。
写真：3つのロウソク束を用いた火炎実験の様子 (画像提供:山梨大学、島弘幸 准教授)
http://n.mynv.jp/news/2016/10/29/058/images/001l.jpg
その結果、3つの炎はロウソク束間の距離に応じて、4種類の異なる同期振動パターンを示すことが判明したという。
中でも3つの炎の相互作用を通じて、炎の形が垂直方向に細長く伸びたまま静止する「Deathモード」(=振動振幅の"死")というパターンは、一度発現すると、極めて安定であることを発見。
仮に、横から風などを吹きかけて、炎の形を一時的に乱しても、数秒で同モードは復元され、再び静止状態に戻るとのことで、この発生機構の考察を行ったところ、その発生原因が炎の周囲を取り巻く強い上昇気流同士の相互作用にあるという結論を得たという。
写真：3束のロウソク火炎群が示す同期パターンの一例。
このパターンでは、右端と中央の炎がタイミングを合わせて上下に振動する。
左端の炎だけが、その他2つと半周期分だけずれた振動を示す (画像提供:山梨大学、島弘幸 准教授)
http://news.mynavi.jp/news/2016/10/29/058/images/002.jpg
写真：Deathモードの様子。
すべての炎の振動が突然止まり、細長い形を保ったまま数分間以上にわたり静止し続ける (画像提供:山梨大学、島弘幸 准教授)
http://news.mynavi.jp/news/2016/10/29/058/images/003.jpg
なお、研究グループでは、もともとロウソクの燃える仕組みは、英国の科学者ファラデーの名著「ロウソクの科学」で良く知られる通り、物理と化学のエッセンスに富んだ現象であるが、今回の成果が、そうしたロウソクの科学に新たな知見を与えるものとなると説明するほか、科学に興味を持つ子供たちへの啓蒙につながれば、との期待を述べている。
写真：炎の周囲に生じる気流の渦のイメージ図。隣り合う渦が互いに影響しあうことで、炎が上下に振動する (画像提供:山梨大学、島弘幸 准教授)
http://news.mynavi.jp/news/2016/10/29/058/images/004.jpg
参考：https://youtu.be/th5f8D0Xw-k
マイナビニュース 2016/10/29
http://news.mynavi.jp/news/2016/10/29/058/
2 : 名無しのひみつ＠無断転載は禁止2016/11/06(日) 14:25:17.12 ID:QaVOXLFQ
煙でもっと視覚化して欲しかった
【科学】日本は失速、「地位危うい」と英紙が警告 減少する科学研究論文 [無断転載禁止]©2ch.net
1 : 和三盆 ★2017/04/23(日) 13:54:56.64 ID:CAP_USER9
ノーベル賞を３年連続で受賞するなど輝かしい成果を誇る日本の科学研究。だが高水準の論文は減少しており、英科学誌ネイチャーは「日本は失速し、エリートの地位が脅かされている」と警告する調査結果を公表した。背景には予算の伸び悩みや若手研究者の不安定な雇用などの問題があると専門家は指摘している。（草下健夫）
４年間で８％減
先月発表されたネイチャー誌の特集「ネイチャー・インデックス２０１７ ジャパン」は日本の科学界に厳しい現実を突き付けた。
同誌や米サイエンスなど世界の主要な６８の科学誌に掲載された２０１６年の論文数を分析した結果、日本は４年間で８・３％減少。中国が４７・７％、英国が１７・３％それぞれ増加したのに対し、大きく後退した。
より広範囲の科学誌に掲載された１５年の論文数では、世界全体は１０年間で約８０％増加し、中国や米国が高い伸びを示した。日本は１４％増にとどまり、全体に占める割合は７・４％から４・７％に下落。存在感の低下が際立った。
別の統計で分野別に見ると、日本は全１４分野のうち医学や天文学などを除く１１分野で論文が減った。計算機科学の３７・７％減を筆頭に、生化学・分子生物学や免疫学で３０％以上、物理学は２０％以上、得意分野とされる材料科学や工学でも１０％以上と軒並み減少となった。
ネイチャー誌は「政府主導の新たな取り組みで低下傾向を逆転できなければ、科学界におけるエリートの座を追われかねない」と警鐘を鳴らしている。
予算増えず多忙に
こうした問題は、日本のノーベル賞受賞者も指摘してきた。昨年、医学・生理学賞を受けた大隅良典氏は「今の毎年のような受賞は過去の遺産による成果だ。今後、若い人が受賞し続けられるか」と懸念を示した。
低迷の背景には何があるのか。まず目につくのは、国の科学技術予算が今世紀に入って横ばいに転じたことだ。政府は今月２１日、２０年度までに４兆４千億円に増額する方針をようやく決めたが、１０年あまりで５倍に増えた中国、一時減少したが１４年以降は増加している米国とは対照的だ。
東京工業大の調麻佐志（しらべ・まさし）教授（科学技術社会論）は「お金が一番の問題だが、大学教員は近年、大学改革の会議や広報などの仕事で明らかに多忙になり、研究に時間を割けなくなっている」と指摘する。
文部科学省科学技術・学術政策研究所が理工系などの大学教員らを対象に実施した１３年の調査によると、職務時間に占める研究活動の割合は０２年の５０％から４２％に低下。教育や社会活動の比率が大幅に増えた。予算面で増員できず、１人当たりの業務が増えた影響もあるという。
雇用環境の改革を
限られた予算の中、政府は重要な研究分野に資金を重点的に配分する政策を進めている。ただ、研究の初期に将来の成果を予測するのは難しい。調氏は「がん研究など社会的に重要な分野を除き、予算の選択と集中は研究がある程度、進展した段階で行うべきだ」と提言する。
～中略～
クラレの調査では、昨年春に小学校を卒業した男の子の憧れの職業は、スポーツ選手に続き研究者が２位だった。その半面、大学院の博士課程に進学する学生は減少が続いている。
日本の科学が世界に大きく貢献していくためには、研究への夢を膨らませて育った若者の志を支える改革が必要だ。
2017/4/23 10:00配信 産経新聞
全文はWeb元でどうぞ
http://www.sankei.com/premium/news/170423/prm1704230021-n1.html
www.sankei.com/images/news/170423/prm1704230021-p1.jpg
【関連スレ】
【科学】科学技術予算、2020年度までに年3000億円増へ [無断転載禁止]©2ch.net
http://asahi.2ch.net/test/read.cgi/newsplus/1492883108/
【Q値】振動現象に関する100年来の物理の常識をくつがえす発見 - EPFL [無断転載禁止]©2ch.net
1 : ののの ★＠無断転載は禁止2017/07/06(木) 00:38:27.88 ID:CAP_USER>>27
http://news.mynavi.jp/news/2017/07/03/096/
荒井聡[2017/07/03]
スイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)の研究チームは、電磁波などの振動現象全般について、100年来の常識であった「Q値」に関する物理的制約をくつがえす発見をしたと発表した。研究論文は、科学誌「Science」に掲載された。
http://news.mynavi.jp/news/2017/07/03/096/images/001.jpg
電磁波などの波を従来考えられていたよりも広いバンド幅と長い時間にわたって保持できることが明らかにされた(出所：EPFL)
電磁波、音波、機械振動などの共振現象を利用するさまざまなシステムの性能を評価するため、よく使われる指標としてQ値(クオリティ・ファクター)がある。
Q値は、共振周波数ω0を振動の減衰率Γで割った値であると定義される(Q＝ω0/Γ)。Q値が大きければ大きいほど、共振周波数ω0は高くなり、ω0を中心とするバンド幅Δωは狭くなる。つまり、強くて鋭い共振になる。
また、Q値の定義からは、減衰率Γがバンド幅Δωに等しいという関係が導かれる。これは、導波路や共振器の内部に振動を保持できる時間とその振動のバンド幅の間には物理的なトレードオフがあり、振動を長時間とどめておこうとすれば、必然的にバンド幅を狭く取らなければならなくなることを意味している。
このトレードオフの関係は、100年以上前にK.S.ジョンソンがQ値を定式化したときから、まぬがれることのできない根本的制約であると考えられてきた。原子・分子振動における放射減衰とスペクトル線幅にもこの関係がみられるし、共振器、水晶振動子、圧電素子、MEMS、超音波や弾性波を利用する音響システムなど、振動を利用したあらゆる分野のデバイス設計に同じ関係が取り入れられている。
今回の研究は、この制約に実は現実的な突破口があったということを示した点で、大きな注目を集めている。論文によると、突破のカギは「ローレンツの相反定理」にあるという。
ローレンツの相反定理とは、ある領域内に電流密度J1とJ2の2つの電流が流れていて、それぞれが電界E1とE2を発生させているとき、J1･E2を全空間で積分した値がJ2･E1を積分した値に等しくなるという関係のことである。媒質が線形の場合、ローレンツの相反定理が成り立つことはマクスウェル方程式から直接導出できる。
（つづく）
2 : ののの ★＠無断転載は禁止2017/07/06(木) 00:39:19.24 ID:CAP_USER>>27
（つづき）
例えば、アンテナのように電磁波を送受信するデバイスを考えると、同じアンテナを送信に使っても受信に使っても、その指向性は変わらないという性質がある。この性質をアンテナの相反性というが、これもローレンツの相反定理から説明できる。
研究チームは今回、ローレンツの相反定理が成り立っている場合にはQ値に関する上記の制約が生じるが、定理が破れた系であれば、バンド幅と時間はトレードオフにはならず、それぞれを独立に扱うことができることに着目した。そして、ローレンツの相反定理が破れた系が実際に存在するということを理論的に示した。
なお、時間と周波数の関係については、フーリエ変換の不確定性という別のトレードオフも存在している。こちらのトレードオフは、フーリエ変換を行うときに時間分解能または周波数分解能のうちどちらか一方を上げると他方が下がってしまい、両方を同時に上げることができないため分解能に不確定性が出るというものである。フーリエ変換の数学的な相反性そのものに由来しているため、より根本的な制約であるといえる。
今回の研究のポイントは、このフーリエ変換の不確定性という関係を保ったまま、ローレンツの相反定理が破れる場合があることを解明した点にあるという。
研究チームは、ローレンツの相反定理が破れた例として、具体的なデバイス構造も提案している。どういうものかというと、化合物半導体であるアンチモン化インジウム(InSb)の上にシリコン(Si)層を形成し、これらの層の三方を銀(Ag)層で囲んだ形状のデバイスである。このデバイスに磁場をかけると、表面磁気プラズモン効果などによって、これまで考えられていたよりも長時間デバイス中に電磁波をとどめておくことができるという。磁場をかけるのを止めると、デバイス内にたまっていたエネルギーは電磁パルスとして放出される。
ローレンツの相反定理が破れた系では、Q値が極めて高く、したがって振動の減衰率がほぼゼロで、持続時間が無限の長さに近づくような場合であっても、非常に広いバンド幅を取れるようになると研究チームは主張している。
今回の発見は、原子・分子の振動、光学、固体物理、機械工学、電気工学、通信技術など極めて幅広い分野に関係している。そうした諸分野におけるデバイス設計などで、これまで前提条件と考えられてきた物理制約を取り除ける可能性が出てきたわけで、その影響は相当大きなものになると研究チームは強調している。
具体的な応用例としては、光ファイバー通信網でデータの一時保存に使われる光バッファメモリについて、広いバンド幅(大きな情報量)を保ったままデータを長時間保存する技術などが挙げられている。
※本記事は掲載時点の情報であり、最新のものとは異なる場合があります。予めご了承ください。
【超ひも理論】阪大、4つめの次元の探索を開始[03/23]
254コメント93KB
全部
1-100
最新50
★スマホ版★
■掲示板に戻る■
★ULA版★
1しじみ ★2018/03/24(土) 00:38:57.19ID:CAP_USER
大阪大学核物理研究センターの嶋達志准教授らの研究グループは23日、
九州大学、高エネルギー加速器研究機構、名古屋大学、インディアナ大学と共同で、
原子の大きさ程度の距離に働く未知の力の探索を行なったと発表した。
われわれが生活している空間は、縦・横・高さの3つの次元で構成されているが、
一般相対性理論と量子力学の統合を可能にする理論として注目を集めている「超ひも理論」によれば、
この世界は3次元ではなく10次元(時間も含めると11次元)で構成されていると考えることができる。
しかし、いままで4つめ以降の次元(余剰次元)はみつかっていない。
その理由は、余剰次元は極めて小さいサイズにコンパクト化されているため、発見が困難だからだとされている。
しかし、2つの物体の間に働く力には、重力、電磁気力、
原子核をつなぎ止める強い力、原子核を崩壊させる弱い力の4つが存在しているが、
もし余剰次元が存在する場合、原子程度の大きさの距離に置かれた2つの物体の間に、
この4つの力では説明できない強い力が働くと予想される。
今回研究グループは、
東海村にある大強度陽子加速器施設(J-PARC)の世界最高強度のパルス中性子ビームを用いることで、
原子の大きさ(0.1nm)の距離の領域で働く未知の力の探索感度を、従来から1桁向上させることに成功した。
今後、さらなる探索感度の向上を目指し、余剰次元の探索領域を広げていく。
画像：希ガス標的を封入した容器に、図中左下からパルス中性子ビームを照射し、
下流に設置した中性子検出器で中性子の散乱角度分布を精密に測定する。
もし余剰次元が存在すると、既知の力のみから予想される分布からズレが生じる
https://pc.watch.impress.co.jp/img/pcw/docs/1113/193/01_l.png
PC Watch
https://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/yajiuma/1113193.html
【高感度カメラ】１秒間に１億枚、イメージセンサによる光の飛翔の撮影に世界初成功 近畿大学など［03/26］
49コメント12KB
全部
1-100
最新50
★スマホ版★
■掲示板に戻る■
★ULA版★
1しじみ ★2018/03/27(火) 11:32:03.08ID:CAP_USER>>29>>33
近畿大学理工学部の竹原幸生教授らは、立命館大学、アストロデザイン株式会社と協力して、
1億枚/秒の時間分解能（10ナノ秒）で連続10枚撮影できる超高速高感度カメラを開発した。
イメージセンサを使ったカメラとしては世界で初めて光の飛翔の連続撮影に成功した。
今回の開発は、科学技術振興機構の「研究成果最適展開支援プログラム（A-STEP）実用化挑戦タイプ」の支援を受けたもの。
近畿大学は平成3年（1991年）に、4,500枚/秒のビデオカメラを、平成13年（2001年）には100万枚/秒のビデオカメラを開発するなど、
ビデオカメラの撮影速度の世界記録を塗り替えてきた。光の飛翔の撮影は多くの科学者が興味を持ち、
特殊技術による撮影例はあったが、イメージセンサを用いたカメラで連続撮影された例はなかった。
今回開発したカメラは、裏面照射により超高速撮影に必要な高い感度と、
60万画素という超高速カメラとしては高い空間分解能を実現。
飛翔する光を１億枚/秒の撮影速度で連続10枚撮影することに成功した。
イメージセンサを用いたカメラは、他の撮影技術に比べて格段に利便性が高く、
自動運転のための距離センサや、蛍光の減衰特性を用いた細胞観察技術等のセンサ等の科学技術の発展への貢献が期待される。
関連ソース画像
http://itm.news2u.net/items/output/159515/1/268/w
参考：【近畿大学】イメージセンサ（１億枚/秒）による光の飛翔の撮影に世界で初めて成功
http://www.news2u.net/releases/159515
大学ジャーナル
http://univ-journal.jp/19953/
【重さの定義変更】1kgの定義、原器から「原子の数」へ アボガドロ定数の精度向上、2018年に再定義
46コメント19KB
全部
1-100
最新50
★スマホ版★
■掲示板に戻る■
★ULA版★
1しじみ ★2018/11/14(水) 14:41:49.07ID:CAP_USER9
フランスのセーブルにある国際度量衡局（BIPM）には、直径・高さともに約39mmの円柱状の金属塊が厳重に保管されている。100年以上にわたり全世界の質量の基準になっている「国際キログラム原器」だ。
キログラム原器は白金とイリジウムの合金でできている。国際単位系の基本単位を定義するために現在も使われている唯一の人工基準器だ。国際単位系は基礎物理定数による再定義が進んでいる。例えばメートルの場合、もともと合金製のメートル原器で定義されていたが、1983年に、299,792,458分の1秒間に光が真空中を進む距離として再定義されている。
世界各国の科学者たちは、キログラムについても時代遅れの定義をやめ、基礎物理定数によって再定義し、ほかの国際単位系とバランスを取ろうとしている。キログラムの新しい定義としてはいくつかの案が出ているが、有力なのはアボガドロ定数に基づく定義だ。宇宙に存在する星の数より多いこの数字が、原子の世界と目に見える世界との架け橋になる。
■揺らぐ基準
国際キログラム原器が誕生したのは1889年のこと。国際度量衡総会（CGPM）の指示で作られた円柱状の分銅で、3重になった釣り鐘形のガラス容器の中で、埃や湿気、人の指紋などの外界の影響を受けないよう保管されてきた。キログラム原器を容器から取り出すには、異なる鍵を持つ3人の管理人が集まる必要がある。
国際キログラム原器の複製は40個あり、世界各地に配布されている。複製は定期校正のためこれまで3回だけ持ち寄られ、国際キログラム原器と比較された。比較の際には、国際キログラム原器と複製をアルコールとエーテルで拭い、蒸気で洗浄するが、1992年の定期校正で国際キログラム原器が複製と比べて軽いことが明らかになり、科学者たちを当惑させた。
なぜそうなったかは分かっていない。質量の測定は双方の比較なので、国際キログラム原器が軽くなったのか、世界各国の複製が重くなったのか判断できないのだ。おそらく、実験室内の温度計から漏れ出した水銀などが徐々に蓄積したのだろう。これに関してある研究者は、紫外線で分銅を掃除する方法を標準として定めるべきだと提案している。
キログラムの再定義法を研究している米国国立標準技術研究所のスティーブン・シュラミンガー氏は、「キログラム原器に触るのは怖いですね。原子をいくつか削り落としてしまう可能性がありますから」と打ち明ける。
■キログラム原器とは決別へ
国際キログラム原器と複製の重さの差は約50マイクログラムと非常に小さい。砂1粒ほどの重さだ。しかし、わずかな違いが重大な問題を引き起こしかねない医学や工学などの精密分野では、いかなる不安定性も容認できない。
キログラム原器の不安定さは、質量だけの問題ではない。質量の基本単位は、基本単位の組み合わせによって定義される力や圧力やエネルギーの単位にも関わってくるからだ。キログラムが揺らいでいては、日常生活でおなじみのワットやボルトといった単位も不安定になる。
2011年、国際度量衡総会の55人の代表は、基礎物理定数に基づいてキログラムを再定義することに満場一致で合意した。改定の目標は2018年だ。現在研究が進められているアボガドロ定数に基づく再定義が、キログラム原器にとって代わるかもしれない。
アボガドロ定数とは、ある物質1モル（モルは物質量の単位）に含まれる原子や分子の数のことで、質量数12の炭素12グラムに含まれる炭素原子の数として定義される 。その値は約6.02×10の23乗であることが分かっている。
これはどのくらい大きい数なのか？1978年の『Journal of Chemical Education』では、「アボガドロ定数と同じ数のマシュマロをアメリカ全土に均一に敷き詰めていくと、その厚さは約1000メートルになる」と説明されている。
化学者たちは、アボガドロ定数を利用して原子レベルの測定値をグラムに変換し、その関係からキログラムを再定義しようとしている。それにはまず、アボガドロ定数を高い精度で決定する必要がある。
■アボガドロ定数を数える
アボガドロ定数を決定するには、個々の原子が理想的な大きさの空間を占めている「完全結晶」が必要だ。
続きはソースで
https://cdn-natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/15/a/072100020/ph_thumb.jpg
サムネイル読み込み中···
ナショナルジオグラフィック日本版サイト
https://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/15/a/072100020/
哲学書新刊情報++ (@Philo_Shinkan)
2019/06/20 7:12
【本日発売】
『プリンシピア 自然哲学の数学的原理 第1編 物体の運動』（アイザック・ニュートン著 講談社ブルーバックス）
【Amazon紹介文】「出版当時から難解と言われた原典を、現代の科学者が「内容そのものの解明理解を目的」として翻訳」
【Amazon】→ amazon.co.jp/gp/product/406…
Twitterアプリをダウンロード
【印刷】 ムシに学んだ高精細印刷 インキ不要、安価に発色 京大グループ開発 2019/06/20
37コメント10KB
全部
1-100
最新50
★スマホ版★
■掲示板に戻る■
★ULA版★
1朝一から閉店までφ ★2019/06/20(木) 17:41:15.38ID:CAP_USER>>25>>36
毎日新聞2019年6月20日 02時00分(最終更新 6月20日 02時01分)
クジャクの羽やコガネムシの体など光の当たり方で色が出る「発色構造」を人工的に作り、インキを使わず印刷する新たな技術を京都大高等研究院の研究グループが開発した。構造を使って発色させる手法は以前からあったが、より簡易、安価な印刷を可能にし、普及の可能性を広げる。高精細で極小サイズの画像も印刷でき、色あせない。研究成果は20日、英科学誌ネイチャー電子版に掲載される。
開発したのは、同研究院物質―細胞統合システム拠点（iCeMS）で、材料科学を専門とするシバニア・イーサン教授と伊藤真陽（まさてる）特定助教らのグループ。
コガネムシの体表のように、物質表面のミクロな多層構造が光を反射して生み出す色は、色素による「色素色」に対し「構造色」と呼ばれる。研究グループは、古くなったプラスチックなどが細い繊維状に裂ける現象に着目。安価な工業用ポリマーのシートに表現したい形が出るように光を照射し、酢酸を主とする溶剤につけることで人工的に亀裂を生じさせ、構造色と同じ多層構造を作ることに成功した。
===== 後略 =====
全文は下記URLで
https://mainichi.jp/articles/20190619/k00/00m/040/343000c
【量子力学】客観的実在は存在せず？量子力学の逆説「ウィグナーの友人」を初実験［04/04］
498コメント203KB
全部
1-100
最新50
★スマホ版★
■掲示板に戻る■
★ULA版★
1しじみ ★2019/04/04(木) 15:29:49.54ID:CAP_USER>>39>>67>>70
量子力学分野における「ウィグナーの友人」と呼ばれる思考実験では、2人の観測者が相異なる矛盾する実在を体験できるという結論が導かれる。この結論は長年疑問視されてきたが、その結論が正しいことを検証する「実際」の実験を初めて実施した。
1961年のことだ。ノーベル物理学賞受賞者のユージン・ウィグナーは、さほど知られていない量子力学のパラドックスを論証した思考実験の概要をまとめた。ウィグナーの思考実験は、2人の観察者（ここでは、ウィグナーとウィグナーの知人）が異なる実在を体験できるという量子力学の奇妙な本質を示している。
以来、物理学者は「ウィグナーの友人」思考実験を使って測定の本質を探求し、客観的事実が存在するか否か議論してきた。客観的事実を立証するために実験をする科学者にとって、この議論は重要だ。もしも、科学者たちが異なる実在をそれぞれ体験するなら、彼らが合意できる客観的事実は存在しないことになる。
ウィグナーの思考実験はディナーの後の会話のネタとしては面白いが、これまでは思考実験を超えるものではなかった。
ところが、物理学者たちは昨年、最新の量子テクノロジーを使えば、ウィグナーの友人の思考実験を実際の実験で再現できることに気づいた。すなわち、研究所で異なる実在を作り出し、それらを比較することで、異なる実在が共存可能かどうかを明らかにできるはずだというのだ。
初めてこの実験を実施したと発表したのが、スコットランドのエディンバラにあるヘリオット・ワット大学のマッシミリアーノ・プロイエッティらの研究チームだ。彼らは異なる実在を作り上げ、比較した。そして、互いに相容れない異なる実在は共存可能であり、実験の客観的事実に合意することは不可能であり、ウィグナーは正しかったという結論に至った。
https://www.technologyreview.jp/s/130562/a-quantum-experiment-suggests-theres-no-such-thing-as-objective-reality/
プリンシピア 自然哲学の数学的原理 第１編(~3) 物体の運動 (ブルーバックス) Kindle版
アイザック・ニュートン (著), 中野猿人 (翻訳)
カスタマーレビューを書きませんか？
2019
ニュートンとゲーテ～物理学者と文学者が導き出した色の科学～ ニュートンとゲーテ～物理学者と文学者が導き出した色の科学～
2004
https://youtu.be/NGzNRSvKFUE
コメントを投稿
<< Home