単一原子が量子的な波として広がっていく1920 年代、猫のパラドックスで知られるシュレディンガーは、波動方程式によって粒子が持つ波と粒子の二重性を表現することに成功しました。 新たな研究では単一の原子が波のように振る舞う様子を鮮明な画像として記録することに成功しています。 量子の奇妙な世界では、粒子は特定の場所に固まって「存在する」のではなく、空間のなかで「存在確率が分布する」というあやふやな状態にあることが知られています。 ですがシュレーディンガーの波動方程式を使うと、ある粒子が特定の場所に存在する確率密度を導き出すことが可能になります。 単一原子が量子的な波として広がっていく / Credit:Joris Verstraten et al . In-situ Imaging of a Single-Atom Wave Packet in Continuous Space . arXiv

暗黒物質は観測結果から理論を守る保護剤として誕生した暗黒物質は観測結果から理論を守る保護剤として誕生した / Credit:Canva . ナゾロジー編集部暗黒物質は通常の物質、光、電力、磁力などあらゆるものと相互作用せず、ただ1つ重力のみに関連した「見えない物質」と定義されています。 たとえば通常の水分子がある位置座標に暗黒物質を設置しても、互いに相互作用しないため押し合うことなく同居が可能です。 また光や電磁力と相互作用せず重力のみに従うことから、直接的に測定するには重力の検知装置が必要となります。 このような「見えない物質」の存在が囁かれるようになった理由の1つが、銀河内の星々の回転速度の測定結果にありました。 銀河内部の星々は、太陽系の惑星と同じように、中心部分が早く外縁部が遅く周回しています。 しかし星々の周回速度を詳しく測定したところ、銀河外縁の星々の周回速度が理論の予想より遥

ドラゴンボールに出てくる惑星ベジータは重力が地球の10倍あります。 そんな環境で育ったサイヤ人たちは、地球人よりも遥かに優れた身体能力を手にしていました。 どうやらそれと同じことが地球のバッタにも起こるようです。 独ブレーメン応用科学大学（BUAS）の研究で、重力室の中で育ったバッタはわずか2週間で脚の強度がパワーアップすることが明らかになりました。 重力室でトレーニングを積んだ悟空のように、バッタも過重力に晒されることで強靭なジャンプ力を手にできるようです。 研究の詳細は、2023年12月6日付で科学雑誌『Proceedings of the Royal Society B』に掲載されています。

電線の内部では「電子」ではなく「準粒子」が流れている金属内部で「普通の電子」ではない何かが電気を運んでいたと判明！ / Credit:Canva . 川勝康弘中学の教科書では、マイナス電荷をもった電子が導線の内部を流れていく様子が示されています。 この古典的な理解では、電子は個々の粒子が気体の流れのように互いに相互作用することなく導線内を移動し、その流れが電流を形成すると考えられています。 しかし量子力学や固体物理学の領域では、電子の挙動はもっと複雑で電子間の相互作用などが重要な役割を果たしているとされています。 この場合の基本となる理論はレフ・ランダウの「フェルミ液体理論」となっています。 なにやら難しそうな理論名ですが、概要は簡単です。 中学ではケーブル内を流れる電気のことを「相互作用しない電子の粒が気体のように流れていく」と習いました。 金属内部で「普通の電子」ではない何かが電気を運

情報理論は世界の秘密を暴くのでしょうか？ 英国のポーツマス大学（UOP）で行われた研究によって、情報力学第2法則の存在は、私たちが存在する宇宙全体がシミュレーションであることを示すとする、興味深い結果が発表されました。 情報力学は情報は宇宙の基本的な構成要素であり、エネルギーと質量の両方を持つ物理的な存在であると定義しており、既存の情報熱力学とは厳密には異なっています。 また情報力学第2法則においては、あらゆる現象の情報内容は最小限に抑えられる傾向があるとされています。 新たな研究ではこの情報力学の第2法則による情報圧縮が、生物の遺伝情報や原子の情報量、数学的対象性、さらには宇宙全体に対して普遍的に適合できることを示しています。 また情報圧縮が起こるように世界がプログラムされているのは、この世界をシミュレートする演算機の負荷を軽減する目的があるためだと述べられています。 情報力学は、私たち

もしヒトデに帽子を被せるとしたら、どこにしますか？ ヒトデの真ん中？それとも星形に伸びた5つの腕のどれか？ バカげた質問と思うかもしれませんが、生物学者にとっては実に深刻な問題となっています。 というのも人や犬、鳥などを見れば、どっちが頭でどっちがお尻かは一目瞭然ですが、ヒトデは5本の腕でどの方向にも進めるため、体の前と後ろが分からないのです。 中には「ヒトデには頭がなく、5本の腕だけで動いているのではないか」とする意見もありました。 しかし、どうやら真実は逆だったようです。 米スタンフォード大学（SU）の最新研究により、ヒトデの体のほぼすべては「頭部」に関連する遺伝子からなり、頭が5つに分かれた存在と言えることが判明しました。 雑に言うと、ヒトデは”歩く頭”だったのです。 研究の詳細は、2023年11月1日付で科学雑誌『Nature』に掲載されています。 Study reveals lo

以前から、AIが人間の仕事を奪うのではないかと懸念されてきました。 実際、「AIに仕事が奪われやすい職業リスト」などを目にしたことがあるでしょう。 そして最近では特に、ChatGPTのような言語モデルが飛躍的に進歩しています。 そこでアメリカ・プリンストン大学（Princeton University）に所属するエドワード・フォルテン氏ら研究チームは、言語モデルによって影響を受けやすい職業リスト ベスト20を作成しました。 そのリストによると電話勧誘業者（テレマーケティングする人）や教師たちは影響を受けやすく、もしかしたら仕事を奪われるかもしれません。 研究の詳細は、2023年3月1日付でプレプリントサーバー『arXiv』に公開されています。 The 20 jobs most at risk as the AI boom continues: Is YOUR occupation on t

少し深淵な話になります。 『急進的な少数派に左派、保守的な多数派に右派』 『序列番号が小さく偉いのが左大臣、それに続くのが右大臣』 不思議なことに私たちの精神は「小さい数」を左に配置し「大きい数」を右に配置する傾向ががあることが、近年の研究によって明らかになってきました。 さまざまな文化に属する人々に数字を並べてもらう試験を行っても、左から右に向かって『1・2・3・4・5・6・7・8・9……』と小さい数から大きい数が並べられる場合が多くなっています。 単に西洋文化の影響じゃないかと思う人もいるかもしれませんが、違います。 最新の研究では、この左から右へ向けた傾向は文化を学ぶ前の人間の赤ちゃんにも存在しており、さらにサルやニワトリなど人類以外の数を認識できる動物にも存在することが報告されています。 左から右に向けた数直線（すうちょくせん）は、さまざまな脊椎動物に共通する「種を超えた精神構造」

多くの原子は磁石としての性質を持っており、外部から強い磁気をかけると、原子の磁極（N極かS極）が統一されることが知られています。 医療現場で用いられるMRIは磁気を発生させる装置（ドーナツ型のコイルで）を供えており、内臓ごとの原子の「磁極化の差」を検知することで、人体の内部構造を把握できるのです。 しかし、磁場は空間的に広がるため、狙った原子以外の磁極にも影響してしまいます。 そのため現代のMRIの精度には限界があり、他の磁極制御を必要とする技術の進歩も大きく制約されていました。 磁気の代わりに電気を使うことで「単一の原子レベル」の磁極制御を可能だとする理論が58年前に提唱されていましたが、具体的にどうすればいいかは誰もわかっていませんでした。 しかし今回、オーストラリアの研究者たちが、実験中に偶然壊れた機械のお陰で、単一原子の磁極制御に成功しました。 現在の科学技術は「単一原子の磁極を電

Point ■AIが教えられることもなく、数の概念を理解した例が発表された ■数は抽象的な概念で、数えるなどの行為を経ずに瞬時に「数」を判断することは非常に高度な思考活動となる ■今回の報告では、AIは視覚情報用いた学習中に、ネットワーク内の数に関するユニットが突然反応し「数」の概念を理解しはじめたという 私たち人間は、「5」までの数ならパッと見で判断する事ができる。4匹の猫、4個のリンゴが並んでいるのを見て、いちいち1つ2つと数える人はいないだろう。 それは私たちが「数」という概念を感覚的に理解できているためだ。 ところがコンピュータには、これが出来ない。彼らは計算は得意だが、「数」という抽象的な概念を理解しているわけではないからだ。 これが、人間とコンピュータの違い…いや、違い「だった」。 今や、コンピュータは数の概念さえをも獲得しはじめたようだ。AIが人間が教えたわけでもないのに数の

Point ■レトロゲームには容量不足や技術的制約を解決するため、現代の我々から見ても解析できない謎の技術が使われていることがある ■今回、ATARI2600から82年に発売されたゲーム『Entombed』に、全くロジックが不明の迷路自動生成プログラムのコードが発見された ■迷路の壁を完全ランダムに配置すればクリア不能になってしまうが、このプログラムがなぜ通行可能なパターンで迷路を生成しているかは、まったくの謎だという ほんの数十年前、コンピュータ関連の技術が飛躍的に向上しました。 特にデータ容量の向上はめざましく、現代の若い人たちにとって容量の単位は「ギガ」が標準になっています。 しかし初代のスーパーマリオの全ゲーム容量は40KB、初代ドラゴンクエストの全容量は64KBでした。 ちなみにこの記事のトップに貼られている画像の容量は97KBなので、スーパーマリオの2.4倍、ドラゴンクエストの