水は変わった物質
水はありふれた物質? 変わった物質? 岡山大学 異分野基礎科学研究所 松本 正和 (理科教室2019年7月号に寄稿) 水に満ちあふれた世界 宇宙から地球を眺めると、水と雲と氷(雪)がほぼ全表面を覆っています。生物は水の中で発生し進化してきました。私たちの生活も水に深く結びついていますし、科学・工業・食品・農業・医療などのさまざまな産業も、水とは切離せません。あまりに身近であるために、私たちは物質の性質を考えるときに、ともすれば水が普通だと考え、水を基準にして比較してしまいがちですが、ほかの物質と比較すると、水はいささか変わった性質を持っています。例えば、汗をかいたり水に氷をうかべて飲んでいる時に、水の異常性を実感する人はまずいないと思います。しかし、他の物質と比べて水の蒸発潜熱は非常に大きいし、融ける時に体積が縮む物質は非常に稀です。水に隠された変わった性質はどのくらいあるのかは、水だけを
「オーディオ版レイトレーシング」と「物理シミュレーションによる音響空間表現」｜Prismaton
「レイトレーシング」は 3D グラフィックスの重要な技術となっていて、レイトレーシングを使ったリアリティの高いグラフィックス表現を見る機会が増えてきました。 また同時に、「レイトレーシングをオーディオに応用する」といった言及もちょいちょい見かけるようになりました。 しかし、グラフィックスのシミュレーションにレイトレーシングが有効なのは光の特性をレイトレーシングで近似できているからであり、音の特性に関してはレイトレーシングだけで近似するのは困難です。これはもう少し広く知られていて欲しい事実なのですが、何故かあまりきちんと知られていません……。 そもそも悲しいことに、「物理シミュレーションによる音響空間表現(方角、残響、遮蔽などの表現)」を網羅的に真面目に考察した資料は恐ろしく少ないです。この現状では、レイトレーシングだけで音響空間表現が簡単に出来るというような誤解が生まれてしまうのも仕方ない
素粒子論研究
本記事は、Spontaneous Symmetry Breaking in Particle Physics: A Case of Cross Fertilization, Nobel Lecture, December 8, 2008 by Yoichiro Nambu in “Les Prix Nobel, The Nobel Prizes 2008” published by Almqvist & Wiksell International, 2009, pp.57-63 を、The Nobel Foundation と南部潤一氏から許可をもらい、米谷民明氏に翻訳していただいたものである。 公開日: 2023年8月17日
数学と物理におけるJuliaの活用｜2023a015 | 産業数学の先進的・基礎的共同研究拠点 九州大学IMI
開催方法：九州大学 伊都キャンパスとZoomミーティングによるハイブリッド開催 開催場所：九州大学 伊都キャンパス ウエスト1号館 D棟 4階 IMIオーディトリアム（W1-D-413） 主要言語：日本語 共催：九州大学マス・フォア・インダストリ研究所，学術変革領域研究A「「学習物理学」の創成－機械学習と物理学の融合新領域による基礎物理学の変革」 種別・種目：一般研究-研究集会（Ⅱ） 研究計画題目：数学と物理におけるJuliaの活用 研究代表者：富谷 昭夫（大阪国際工科専門職大学情報工学科・助教） 研究実施期間：2023年7月10日（月）〜2023年7月12日（水） 公開期間：2023年7月10日（月）〜2023年7月12日（水） 研究計画詳細：https://joint1.imi.kyushu-u.ac.jp/research_chooses/view/2023a015
平衡熱力学の範疇では平衡状態における状態量だけが定義されていると思います。例えば温度はその一つです。しかし現実には平衡な系は存在し得ないはずで、にもかかわらず温度計で温度を測ることができているように見えます。 ここで（いくつか）疑問なのですが、（一般の、ないし広いクラスの）非平衡系に温度の定義を拡張できるのでしょうか？ また、非平衡系から測定できる「温度」は（具体的には温度計の設計に依存しますが）何を測っていると言えるのでしょうか？ 例えば、連続ないし滑らかな温度場が定義できるようなわずかに非平衡な系であ
平衡熱力学の範疇では平衡状態における状態量だけが定義されていると思います。例えば温度はその一つです。しかし現実には平衡な系は存在し得ないはずで、にもかかわらず温度計で温度を測ることができているように見えます。 ここで（いくつか）疑問なのですが、（一般の、ないし広いクラスの）非平衡系に温度の定義を拡張できるのでしょうか？ また、非平衡系から測定できる「温度」は（具体的には温度計の設計に依存しますが）何を測っていると言えるのでしょうか？ 例えば、連続ないし滑らかな温度場が定義できるようなわずかに非平衡な系であれば平衡系とみなして良いと思いますが、そうでない致命的に非平衡な系（どんな系か想像できていません）の「温度」を測ることはできるのでしょうか？ そもそも「温度」というのは何かというのを考え始めると難しい問題に行き着きます。一応10年近くこの問題に関連する問題を考えてきた一研究者として、非平衡
GomalizingFlow.jl 入門(Part1)
本日は 計算物理 春の学校 ２０２３ に参加された皆さんお疲れ様でした. ここでは GomalizingFlow.jl に対するチュートリアルを書きます. GomalizingFlow.jl について GomalizingFlow.jl は格子上の場の理論, 特にスカラー場 \phi^4 理論, における flow-based サンプリングを用いた配位生成アルゴリズムを提供するパッケージです． これはプログラミング言語 Julia で書かれています. 実装のベースになったのは下記のツイートで紹介されている論文です: Flow-based generative models for Markov chain Monte Carlo in lattice field theory 上記の論文のチュートリアル実装が PyTorch を使って公開されています: Introduction to No
量子コンピューターの “よくある誤解” Top10ーQmedia
量子コンピューターは量子力学の原理を利用して計算を行う次世代コンピューターで、多くの国の政府が重点分野に指定、IT企業も開発競争に参入し、近年日本でも関心が高まっています。５年くらい前には「量子コンピューター」の文字を、毎日のようにニュースやウェブの記事などで目にすることになろうとは「思ってもいなかった」というのが正直なところです[1, 2]。 さて一方で、量子コンピューターに関する誤解も多く見受けられます。量子コンピューターは量子力学の原理を利用して計算を行う次世代コンピューターですが、その「量子力学」を直感的に理解するのは困難です。 量子力学が直感と反する様は、かのリチャード・ファインマンも「もしも量子力学を理解できたと思っているならば、それは量子力学を理解できていない証拠だ」と表現したほどです。そのため、ITやコンピューターの専門家はおろか、たとえ物理の専門家であっても、量子コンピュ
村山斉 | NHKラーニング
「宇宙はどのように生まれ、私たちはどこから来たのか？」宇宙の全てを表す「史上最強の数式」を紹介する。\n解説：等加速度直線運動、理想気体の状態方程式、アインシュタイン方程式、場の量子論のラグランジアン密度の式
格子QCDの教科書色々
あいさつ あけましておめでとうございます。2023年もよろしくおねがいします。 この記事では、素粒子物理学の一分野である格子QCD/格子ゲージ理論の(読んだことのある)教科書の所感をまとめたいと思います。 個人的な感想ですが、何かの参考になれば。 格子QCDとは? 離散時空の上で定義された量子的な非可換ゲージ理論です(場の量子論の一種)。数学的に厳密な定義がある場の理論。またスパコンを使うと色々計算できる。Wikipedia。 格子QCDの教科書 以下では格子QCDの教科書で僕が読んだことがあるもの(以下)の感想を挙げておきます。 青木本 石川本 Gattringer本 Rothe本 Creutz本 もちろん全部は通読していません、念の為。 青木本 著者: 青木慎也 初版: 2005 言語: 日本語 Amazon: ここ 良い点: くりこみ群の視点から格子理論を解説。理論的な側面だけでなく
【ほのぼの物理】#1「超ひも理論」✗ ショウジンガニ【CV.梶裕貴】
ふんわり物理がわかる「ほのぼの物理キーワード辞典」です！ 今回は、最先端の物理『超ひも理論』をショウジンガニ先生（CV.梶裕貴）がざっくり分かりやすく説明します。 以下の動画もぜひ御覧ください（シリーズものではございませんので、独立にご視聴頂けます。） #2『スピントロニクス』http://youtu.be/rCMqbwfoA4o #3『トポロジカル物質』http://youtu.be/WWtBmNo3loU #4『アクティブマター』http://youtu.be/v3rjXIipNpE #5『メタマテリアル』http://youtu.be/HcDExl1G7b4 #6『テラヘルツ光』http://youtu.be/X8M6SDg9PPY #7『超伝導』http://youtu.be/58mSGUzaQrY #8『量子コンピューター』http://youtu.be/xlnFeB9Atn
2022年ノーベル物理学賞：量子もつれ光子を用いたベルの不等式の破れの実験と量子情報科学の先駆的研究で欧米の3氏に
2022年10月5日 2022年ノーベル物理学賞：量子もつれ光子を用いたベルの不等式の破れの実験と量子情報科学の先駆的研究で欧米の3氏に 2022年のノーベル物理学賞は，量子もつれ光子を用いたベルの不等式の破れの実験と量子情報科学の先駆的研究で，仏パリ・サクレー大学のアスペ（Alain Aspect）教授，米のクラウザー（John Clauser）博士，オーストリア・ウィーン大学のツァイリンガ−（Anton Zeilinger）教授に授与される。 量子力学によれば，2つの物体を相互作用させることで，物理的な性質を相関させることができる。例えば2つの光子の偏光を互いに直交させる，量子コンピューターの量子ビット2つが同じ値を取るようにするなどで，これを「量子もつれ」と呼ぶ。単に性質が相関するだけなら珍しいことではないが，量子もつれが特別なのは，もつれ合った２つの物体の性質が，測定するまで具体的
【Causality】時空が多様体上の時間バンドルとなるための十分条件
時空は局所的には(時間)×(多様体)と分解できますが、大域的にはどうでしょうか、という話です。この話題を数学的にしっかり定式化して論じていきます。この記事はSteven Harrisの論文「Conformally stationary spacetimes」を勉強したときのノートでもあります。なので読者想定としてある程度の微分幾何と相対論の教養は仮定します。議論歓迎します。何でもコメントどうぞ。 まず次の定理がこの問題に対する基本的な定式化であり、問題意識でもあり、出発点です。 時空$(M,g)$はchronologicalとし、$U$を完備な時間的ベクトル場とする。$U$の軌道空間を$Q$とすると、$M$は$U$の積分曲線をファイバーとする近多様体$Q$上のprincipal line bundleとなる。 登場した言葉の定義をしておきます。時空とは時間的向き付け可能なLorentz多様
直接光子による陽子内グルーオンの運動の観測に成功
理化学研究所（理研）仁科加速器科学研究センター理研BNL研究センター実験研究グループの秋葉康之グループリーダー、放射線研究室の後藤雄二先任研究員、ラルフ・サイデル専任研究員、中川格専任研究員らのPHENIX実験国際共同研究グループ[1]は、米国ブルックヘブン国立研究所（BNL）のRHIC衝突型加速器[2]を使い、偏極陽子[3]と陽子の衝突から生じる直接光子[4]の「横スピン非対称度[5]」の精密測定に成功しました。 これはRHICスピン物理研究プログラム[6]の大きな成果で、陽子内に存在する素粒子グルーオン[7]の回転運動の解明につながるものと期待できます。 陽子はクォーク[8]とグルーオンから作られていますが、陽子内でグルーオンがどのように運動しているかはよく分かっていません。陽子同士の衝突により生じる直接光子の横スピン非対称度を測定すれば、グルーオンがスピン軸の周りを回転する運動の大き
広島大、電気回路で作った疑似ブラックホールを用いてレーザー理論の構築に成功
広島大学は、電気回路において擬似的なブラックホールを創生し、それを用いたレーザー理論を構築することに成功し、現在の技術では実際のブラックホールでの観測が不可能なホーキング輻射を観測可能にし、一般相対性理論(重力)と量子力学を統一する「量子重力理論」の完成に向けた取り組みを加速することになると発表した。 同成果は、広島大大学院 先進理工系科学研究科の片山春菜大学院生によるもの。詳細は、英オンライン総合学術誌「Scientific Reports」に掲載された。 自然界に存在する電磁気力、強い力、弱い力、重力の4つの力をすべて統一できるとされる超大統一理論は、重力を扱う一般相対性理論と、量子の世界を扱う量子力学を結びつけることができれば完成するとされることから、「量子重力理論」などとも呼ばれるが、重力と量子の世界は折り合いが悪く、その統一は困難とされ、4つの力の統一にはまだ長い時間がかかるとさ
植物の葉の色はなぜ緑色か？ - tsujimotterのノートブック
夏です。木々の緑が鮮やかな季節がやってきました。 [tsujimotterの母校、北大にて撮影] 植物の葉を眺めてると、私はいつもこんな疑問を思い浮かべます。 どうして緑色なのだろうか？ 色は、私たちは幼い頃から知っている身近な存在です。その一方で、とても神秘的な存在でもあります。 色とは何だろうか？ 考えれば考えるほど、その正体が分からなくなってしまうのです。 たとえば、みなさんは色の仕組みに関するこんな問いに答えられるでしょうか？ ・空の色が青色なのはなぜだろう？（太陽の光は白色のはずなのに） ・絵具を混ぜて金色が作れないのはなぜだろう？（そもそも金色っていったい何なのだろう） ・モルフォチョウの翅の色がきらびやかな青色をしているのはなぜだろう？（自然界には青色をした物質はほとんどない） 今回考えたいのは「植物の葉はなぜ緑色なのか？」です。 この問いを突き詰めていくと、分子の中にある電
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Machine Learning and Variational Algorithms for Lattice Field Theory
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Neural Network Potentials: A Concise Overview of Methods
統計物理学【担当・大関真之】 Section II-2 レプリカ法
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