これまでより高い衝突エネルギーが得られる「ミュー粒子衝突型加速器」が素粒子物理学に革命をもたらすかもしれない
物質を構成する最小単位である素粒子を研究する素粒子物理学では、粒子を加速させて対象に当てたり互いに衝突させたりする加速器による実験が重要ですが、次世代の加速器開発にはコストや期間の面で課題が存在します。そんな中、アメリカでは素粒子のひとつである「ミュー粒子」を高速で衝突させる「muon collider(ミュー粒子衝突型加速器)」の開発が検討されているとのことで、科学誌のScienceがミュー粒子衝突型加速器の開発における課題や展望についてまとめています。 A muon collider could revolutionize particle physics—if it can be built | Science | AAAS https://www.science.org/content/article/muon-collider-could-revolutionize-partic
原子が「あり得ない」対称パターンに配置された準結晶、微小隕石から新たに発見 | Forbes JAPAN 公式サイト（フォーブス ジャパン）
イタリア南部で採取された天然のAl-Cu-Fe-Si準結晶を含む微小隕石（Agrosì et al. 2024/Communications Earth & Environment Licensed under CC BY 4.0 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/） 準結晶は、結晶性物質の規則に反する風変わりな物質だ。結晶では、3次元的に無限に繰り返される原子の構造パターン内に原子が配置されている。1980年代に最初に発見された準結晶は、古典的な結晶学の法則では、あり得ないと長年考えられていた。他の鉱物と同様に独自の化学式を持つが、原子の構造パターンが周期的でなく（5回対称などの）「特異な」対称性の配置になっているからだ。 準結晶の形成には、地球上にほとんど存在しない超高温高圧条件が不可欠となる。以前は実験室条件下でのみ観察されていた
ウラン系超伝導体はなぜ磁場に強い？ ―超伝導を強くする磁気揺らぎの観測に成功―
【本学研究者情報】 〇金属材料研究所 教授 青木大 研究室ウェブサイト 【発表のポイント】 通常、超伝導は磁場に弱く、強磁場中では超伝導状態は壊されてしまいます。強い磁場中でも安定な超伝導体を開発することは、超伝導線材や超伝導量子デバイスの開発において重要な課題となっています。 ウランを含む超伝導体ウランテルル化物(化学式UTe2)では、むしろ強磁場中で超伝導が安定化し、その結果、超伝導が壊れる磁場の値（＝臨界磁場）が従来の理論値の10倍にも達することが発見されていました。 今回、物質内部をミクロな視点で調べることができる核磁気共鳴(NMR)法を用いて、高い臨界磁場を実現する超伝導のメカニズムを探りました。 その結果、強い磁場をかけることで物質内の磁気的ゆらぎが増大し、それによって超伝導を生み出す電子対の結合が強まり、高い臨界磁場が実現していることがわかりました。 【概要】 国立研究開発法
陽子を含まない原子核の痕跡を原子炉で探す 原子核物理×放射化学の新手法で「0番元素」を探求
要点 中性子だけから構成される多中性子原子核の存在の実証研究が近年活発。 多中性子原子核の一種であるテトラニュートロンを原子炉で探索する手法を確立。 炉心内で中性子による放射化が起こりにくい試料の選定が鍵となった。 概要 東京工業大学 理学院 物理学系の藤岡宏之准教授と友松竜太郎学士課程4年（研究当時）、京都大学 複合原子力科学研究所および同大学院工学研究科の高宮幸一教授からなる研究チームは、中性子だけから構成される多中性子原子核を探索する手法として、原子炉の燃料に含まれるウラン235の核分裂における多中性子原子核の放出の有無を調べる実験の原理実証に成功した。 ストロンチウム88を同位体濃縮した炭酸ストロンチウムの試料を原子炉の炉心に長時間挿入し、照射後の試料にストロンチウム91が含まれているかどうかを高純度ゲルマニウム検出器で調べた。その結果、有意な信号は観測されず、ウランの核分裂におけ
OISTが燃料不要な「量子エンジン」の設計・製作に成功 エネルギー新時代の幕開けか
量子テクノロジーの進展で期待が高まる量子エンジン（写真はイメージです） Nataliya Pylayeva-Shutterstock ＜量子エンジンはどのような原理で動くのか。これまでに話題となった「熱を使わないエンジン」の開発史とともに紹介する＞ 沖縄科学技術大学院大（OIST）とドイツの複数の大学による国際研究チームは、世界で初めて「量子力学の原理を用いたエンジン」の設計・製作に成功しました。 現在使われている熱機関（heat engine）は、熱をエネルギー源としています。熱源や燃料を装置外から取り込むものは外燃機関、装置内で生成した熱エネルギーを利用するものは内燃機関と呼ばれます。 18世紀半ばから19世紀に起こった産業革命では、石炭を利用した外燃機関である蒸気機関の開発で動力源が刷新され、社会構造が変わりました。その後、外燃機関は小型軽量化が難しいことから、自動車や飛行機などの輸
「反重力は存在せず」実験で結論 国際研究チーム - 日本経済新聞
通常の物質と電気的に反対の性質を持つ「反物質」が、地球の重力によって落下することを欧米・カナダなどの国際研究チームが実験で確かめた。反物質には重力が引力ではなく反発力として働くとの説もあったが、今回の研究でそうした「反重力」が存在しないことが確定したとしている。成果は28日付で英科学誌ネイチャーに掲載された。スイス・ジュネーブにある欧州合同原子核研究機関（CERN）を拠点に反物質の研究を進める
最後の二重魔法数核候補「酸素28」の合成に成功！ 魔法数20の消失を確認！ - Lab BRAINS
みなさんこんにちは！ サイエンスライターな妖精の彩恵りりだよ！ 今回の解説は、合成可能な最後の二重魔法数核の候補であった「酸素28」の合成についに成功し、魔法数が消失していたために二重魔法数核ではなかったことが確認された、という研究だよ！ なんか見知らぬ単語だらけで難しい？これはメチャクチャ合成しにくい原子核を合成することで、原子核を安定化させる "魔法" を調べる研究と言い換えられるね。この後の解説を読んでくれればきっと分かるはずだよ！ 酸素28の合成は、まさに核物理学上の金字塔とも言える成果であり、この実現には各国の核物理学にまつわる研究者と装置とノウハウが結集した、集大成とも言える成果だよ！ 原子核について軽くおさらい！ 身近な物質は何かしらの原子でできていて、その原子は外側を回る電子と、中心部にある「原子核」で構成されているよね。この原子核は更に「陽子」と「中性子」が何個かずつ結合
LK-99は本当に常温常圧超伝導を達成しているのか - 理系のための備忘録
先月末、「常温常圧で超伝導を示す物質が作成できた」というニュースが飛び込んできた。合成の成功を主張しているのは韓国の高麗大学の研究チームである。超伝導転移温度は歴代最高温度を大幅に塗り替える127℃と報告されており、これが常圧（大気圧）下で超伝導性を発現するとのことである。現在様々な追試が世界中で進められており、ネット世界をリアルタイムで大いに騒がせている。 本稿では、現時点におけるこの周辺の状況について情報を整理したい。 プロローグ：Lu-HN系の超伝導性？ 時はやや遡り、今年の3月。アメリカ合衆国ロチェスター大学の教授であるランガ･P･ディアス（Ranga P. Dias）の研究グループは、294 K（≈ 20.85℃）、1万気圧（≈ 1 GPa; 1ギガパスカル）の条件で含窒素ルテチウムハライド結晶（Lu-HN系）が超伝導性を示すと主張する成果をNature誌において報告した[1]。
金属に「自己修復能力」があることが判明。研究者が偶然発見 | Gadget Gate
Image:Dan Thompson ニューメキシコ州アルバカーキのサンディア国立研究所とテキサスA&M大学の材料科学者らが、銅およびプラチナについて研究している最中に「偶然にも」自己修復能力を持っていることを発見したと科学誌「Nature」に報告した。 研究者らは、非常に小さなプラチナと銅のサンプルにおけるナノスケールの疲労クラックの成長に焦点を当てた実験中に、この現象を発見した。実験では透過型電子顕微鏡を使用して、200回/秒のペースで材料の表面に電子線を微細に照射し、予想通りに小さな亀裂が形成され、次第に成長するのが観察できた。ところが、その後40分足らずのあいだに、金属が自律的に亀裂を埋め、元のように戻ってしまったことから、研究者らは驚いたという。 実験が行われた米エネルギー省のサンディア国立研究所のスタッフサイエンティスト、ブラッド・ボイス氏は、「実験の目的は、金属の疲労荷重に関
常識破りの“常温常圧超電導体”発見か？ Science誌「事実ならノーベル賞モノの大発見」
発表された論文のタイトルは「初の常温常圧超電導体」。研究チームは、銅を添加した鉛ベースの合成物質「LK-99」を開発。LK-99は常温かつ常圧であれば超電導性を維持でき、水が沸騰する温度以上（127度まで）でも超電導性を示すという。 超電導は特定の物質を冷却すると、一定の温度以下で電気抵抗がゼロになる現象のこと。これまでは、比較的高い温度で超電導性を示す「高温超電導体」でもマイナス170度以下まで冷却する必要があった。 Scienceによると、論文におけるデータは十分で「再現性があれば疑う余地がないように思える」という。LK-99は合成方法も比較的単純で、「（研究結果が）正しいか正しくないかはすぐに分かりそうだ」（Science）としている。 関連記事 理研、国産量子コンピュータ初号機の愛称募集 結果は7月末に発表予定 理化学研究所は、3月から稼働を始めた国産超電導量子コンピュータ初号機の
これまでの高温超伝導体は乱れていたことが判明 ―乱れを除去して激変した電荷の振る舞い― | 物性研究所
発表のポイント 銅酸化物高温超伝導体において、電荷が微少かつ均一に分布する乱れの無い極めて綺麗な結晶面を見出し、その電荷の振る舞いを解明した。 電荷分布に乱れのない綺麗な結晶面では、従来の常識に反して、モット絶縁体に注入される電荷が限りなく微少であっても長寿命の粒子が生成され、自由に動き回れることが分かった。 37年もの歴史を経て構築された銅酸化物高温超伝導体の電子相図は、乱れの影響を受けた結晶面特有のものである可能性が高い。それに変わるより本質的な電子相図を見出したことで、高温超伝導研究に新展開が期待される。 発表概要 東京大学物性研究所の黒川輝風大学院生（同大学大学院理学系研究科在籍（当時））、近藤猛准教授、および東京理科大学先進工学部電子システム工学科の磯野隼佑大学院生（当時）、常盤和靖教授の研究グループは、東京大学物性研究所の小濱芳允准教授、東京理科大学先進工学部物理工学科の遠山貴
原子核内の強い斥力を確認、物質が安定して存在する仕組みに迫る
原子核内の陽子や中性子が互いに反発して起きる斥力（せきりょく）を、陽子を構成する素粒子「クォーク」を一部入れ替えた粒子を使った衝突実験で検証した。東北大学などの国際研究グループが発表した。この粒子と陽子をぶつけると、陽子同士の場合とは異なり、極端に強い斥力が生じた。量子力学の基本原理を基に斥力の謎に迫り、身の回りの物質が安定して存在できる仕組みの解明につながるという。 陽子や中性子の間に働く力「核力」は、両者が1～2フェムトメートル（フェムトは1000兆分の1）ほど離れている時は引力だが、重なり合うように近いと斥力に変わる。重なりが大きいほど斥力は強い。この引力と斥力のバランスにより、原子核は潰れずに自ら安定して存在できる。しかし、斥力が生じる仕組みは未解明だった。 陽子と中性子はそれぞれ、クォーク3つでできている。「パウリの排他原理」によると、クォークは「スピン」や「カラー」と呼ばれる量
理研、隠れた反ユニタリー対称性の自発的破れによる動的な相転移現象を発見
理化学研究所(理研)は9月1日、周期的に駆動された「量子多体系」において、「隠れた反ユニタリー対称性の自発的破れ」に起因した新しいメカニズムによる動的な相転移現象を発見したと発表した。 今回の研究が結びつける分野の模式図。非平衡ダイナミクス、量子多体系の相転移、非ユニタリー行列の数理を結びつけるものである (出所:理研Webサイト) 同成果は、理研 開拓研究本部 非平衡統計力学 理研白眉研究チームの濱崎立資 理研白眉研究チームリーダーらの研究チームによるもの。詳細は、英オンライン科学誌「Nature Communications」に掲載された。 温度などの外部パラメータを変えることで、系のマクロな性質が劇的に変化する現象を「相転移」といい、熱平衡状態にある系の相転移現象(平衡相転移)の研究は長い歴史を長く、そのメカニズムや相転移点近くでの普遍性についての理解は進んできている。一方、非平衡状
ソーラーパネルの表面に「単純な模様」を追加するだけで光の吸収効率が2倍以上になるとの研究結果
近年では再生可能エネルギーの研究や導入が世界各国で進められており、太陽光発電などの発電効率も次第に高まっています。イギリスのヨーク大学がポルトガルのヌエバ・デ・リスボン大学と共同で行った研究では、ソーラーパネルの表面に単純なパターンのエッチングを施すことで、光の吸収効率が2倍以上になる可能性があると判明しました。 OSA | Light trapping in solar cells: simple design rules to maximize absorption https://www.osapublishing.org/optica/abstract.cfm?uri=optica-7-10-1377 Scientists see the light: new solar panel design could lead to wider use of renewable energ
First room-temperature superconductor excites — and baffles — scientists
Thank you for visiting nature.com. You are using a browser version with limited support for CSS. To obtain the best experience, we recommend you use a more up to date browser (or turn off compatibility mode in Internet Explorer). In the meantime, to ensure continued support, we are displaying the site without styles and JavaScript.
固体…液体…気体…プラズマ…そして「物質 第5の状態」国際宇宙ステーションで作り出す
よく知られているように、物質には「固体」「液体」「気体」といった状態があります。物質がイオンと電子に分かれた（電離した）気体である「プラズマ」もその1つです。さらに、これらの4つに加えて第5の状態と呼ばれているものがあり、「ボース・アインシュタイン凝縮」（ボーズ・アインシュタイン凝縮）という名前がつけられています（英語の頭文字を取ってBECと呼ばれます）。 科学者が初めて（気体について）ボーズ・アインシュタイン凝縮の状態を作り出したのは今から25年前で、その成果に対しノーベル物理学賞が与えられました。BECは非常に低温の環境下でたくさんの原子がひとつの状態に収まり、それらがまとまって振る舞うような状態を指します。「ひとつの状態に収まり」というのが「凝縮」という表現になっていますが、これは物理的に同じ場所に集まるということではありません。直感的にはわかりにくく、厳密な説明は難しいのですが、人
リリース、障害情報などのサービスのお知らせ
最新の人気エントリーの配信
j次のブックマーク
k前のブックマーク
lあとで読む
eコメント一覧を開く
oページを開く
東大ら、超伝導の新たなメカニズムの検証に成功
【やじうまPC Watch】 核融合研、放射線出さない核融合反応に世界初成功
【やじうまPC Watch】 フェムトの100万分の1。独大学、247ゼプト秒での計測に成功 ～分子内でも情報は光速度でしか拡散しないことを証明
Engadget | Technology News & Reviews
