ブラックホールの正体はダークエネルギーでできた星「グラヴァスター」との研究結果
ブラックホールは、アインシュタインの一般相対性理論によって1915年にその存在が導き出され、2019年にはついにその様子の撮像にも成功した天体ですが、物理の法則と矛盾する性質を持つ不可解な存在でもあります。そんなブラックホールの問題を解決するために考案された仮説的な天体「グラヴァスター」の振る舞いをシミュレーションする研究により、このグラヴァスターがブラックホールの正体として有力な候補となる可能性があることがわかりました。 Phys. Rev. D 109, 084002 (2024) - Observational imprints of gravastars from accretion disks and hot spots https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.109.084002 Black hole sin
【えっ、そんなことが!?】「ビッグバン後の10秒」に起きた壮絶すぎる出来事とは？
カルガリー大学（カナダ）で歴史学修士号、ビッグヒストリーの世界的拠点であるマッコーリー大学（オーストラリア）でビッグヒストリーの博士号を世界で初めて取得。アムステルダム大学（オランダ）、マッコーリー大学、ソルボンヌ大学（フランス）など、世界中で講義を行ってきた。自然科学と社会科学のアプローチを組み合わせて、人類史における数学的なパターンや、数十億年にわたる宇宙進化の中での熱力学と複雑なシステムとの関係など、広範なタイムスケールでの歴史的トレンドを探究している。他の著書に『The Hitchhiker’s Guide to Big History』『The Shortest History of Sex』、共著に『The Routledge Companion to Big History』などがある（いずれも未邦訳）。1500万人以上がチャンネル登録している教育系YouTube番組「クラッ
宇宙には「意識」があり生命誕生に都合がいい調整を行ったという説が真剣に議論されている
生命の誕生について興味を持って調べたことがある人なら、この宇宙で自然に生命が発生する確率は天文学的といえるほど小さく、さまざまな物理学的条件がわずかでも異なっていれば生命は誕生しなかったという話を見聞きしたことがあるかもしれません。イギリスのダラム大学で哲学の准教授を務めるフィリップ・ゴフ氏は、生命誕生をただの「奇跡」として片付けるのではなく、「宇宙には意識が存在し、その意識が生命の誕生にちょうどいい条件を整えた」とする説を真剣に主張しています。 Mind-blowing theory on God could spark new 21st-century religion | The Herald https://www.heraldscotland.com/business_hq/24222253.mind-blowing-theory-god-may-spark-radical-ne
量子もつれの伝達速度の限界を解明することに成功！ - ナゾロジー
量子世界の情報伝達速度は無限大なのか？私たちが子供の頃に遊んだ糸電話では「糸を伝わる音の振動」を通じて情報伝達を行います。 作成に必要な道具である紙コップも糸も身近な道具であり、糸電話の原理も古典的な物理学の法則に従っています。 またスマートフホンでの通信も、電波という古典物理の概念を使って情報伝達が行われています。 そのため糸電話やスマートホンの情報伝達速度は、糸を伝わる振動や電波の速度によって限界値が左右されていることは、誰でも知っています。 そして糸電話やスマートホンの情報伝達速度はどう頑張っても光速を超えられないことも、常識と言えるでしょう。 しかし量子世界では粒子は波のように振る舞い、どんなに遠く離れた場所であっても確率的に粒子を検出できる可能性があります。 量子世界では一見すると、情報伝達速度に限界値などなく、無限大になると思えてしまいます。 / Credit:理化学研究所 た
重力を媒介する未発見の粒子「重力子」に似たものが見つかる Nature誌で論文発表、半導体使った実験で【研究紹介】
TOPコラム海外最新IT事情重力を媒介する未発見の粒子「重力子」に似たものが見つかる Nature誌で論文発表、半導体使った実験で【研究紹介】 中国の南京大学、米コロンビア大学、ドイツのミュンスター大学、米プリンストン大学に所属する研究者らが発表した論文「Evidence for chiral graviton modes in fractional quantum Hall liquids」は、重力を媒介すると考えられている「重力子」に似たものを半導体から発見した研究報告である。 ▲論文のトップページ（スクリーンショット画像） アインシュタインの一般相対性理論によると、重力は時空の歪みによって生じるとされる。一方、量子力学の枠組みでは、力を媒介するのは粒子であり、重力の場合は「重力子」と呼ばれる仮説上存在する粒子が媒介すると考えられてきた。しかし、長年の探索にもかかわらず、宇宙空間で重力
量子もつれの伝達速度限界を解明
理化学研究所（理研）量子コンピュータ研究センター 量子複雑性解析理研白眉研究チームの桑原 知剛 理研白眉チームリーダー（開拓研究本部 桑原量子複雑性解析理研白眉研究チーム 理研白眉研究チームリーダー）、ヴー・バンタン 特別研究員、京都大学 理学部の齊藤 圭司 教授の共同研究チームは、相互作用するボーズ粒子[1]系において量子もつれ[2]が伝達する速度の限界を理論的に解明しました。 本研究成果は、多数のボーズ粒子が相互に作用することで生じる量子力学的な動きを理解する上で新しい洞察を提供すると同時に、量子コンピュータ[3]を含む情報処理技術における根本的な制約を解明することにも寄与すると期待されます。 量子力学で現れる最も基本的な粒子であるボーズ粒子が相互作用を通じてどのくらいの速さで量子的な情報を伝達できるのか、という問題は長年未解決でした。 共同研究チームはリーブ・ロビンソン限界[4]と呼
言語の広がりや進化などを物理学者が力学的に分析する「言語物理学」とは？
物理学は基本的には自然科学の分野ですが、物理学の手法とツールはさまざまに応用可能で、社会物理学や経済物理学などの分野が発展しています。同じように物理学の手法を言語の分析や分類などに応用した言語物理学について、世界最大の物理学会の1つであるInstitute of Physics(IOP)の会員誌であるPhysics Worldが、日本語における「悪口」の広まりなどを例に挙げて解説しています。 The physics of languages – Physics World https://physicsworld.com/a/the-physics-of-languages/ 物理学を他の分野に適用する手法はさまざまな分野で浸透していますが、社会物理学や経済物理学と比べて、言語学への物理学の応用はあまり浸透していません。言語は、生物種と同じように広がり、進化し、競争し、絶滅していく性質があ
日本人が考案した「量子エネルギーテレポーテーション」をわかりやすく解説 - ナゾロジー
情報だけでなくエネルギーもテレポートするようです。 東北大学の堀田昌寛氏によって2008年に提唱された量子エネルギーテレポーテーション理論の実証実験が、ここ最近、立て続けに成功しました。 発表当初はその奇抜さゆえ注目されませんでしたが、15年の時を経て、量子エネルギーテレポーテーションは物理学界で最も注目される理論となりました。 量子エネルギーテレポーテーションでは「ゼロ点エネルギーの収集」「真空のゆらぎ」「負のエネルギーの発生」「量子もつれ」「事象の地平面」といったSFの世界のような言葉や概念が飛び交い、私たちの宇宙や空間に対する認識を激変させるものになっています。 量子エネルギーテレポーテーションの応用が進めば、SFでしか耳にしなかったゼロポイントエンジンが実現するでしょう。 今回は「そもそも量子エネルギーテレポーテーションとは何か？」という疑問をわかりやすく解説すると共に、次ページ以
粒子の性質だけを粒子の質量から分離する量子実験「量子チェシャネコ」とは？ - ナゾロジー
1つの粒子の持つ質量と性質を分離する量子チェシャネコ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です。 この理論では1つの粒子を質量を担当する部分と、性質を担当する部分に分離させるという、極めて不思議な現象が起こると考えられています。 名前の由来は「不思議の国のアリス」に出てくるチェシャネコです。 作品中、チェシャネコはアリスにたびたび話しかけますが、立ち去る時にはまず体部分が消えて笑顔だけが残されます。 つまり体重が消えて笑顔だけが残る時間があるわけです。 これまで量子力学では1つの粒子が2つの場所に同時に存在したり、もつれ状態にある粒子が観察によって一瞬で常態が決定したり、過去と未来が干渉したり、因果律が崩壊して因果の重ね合わせが起きたりと、日常の常識や人間の直感に反するさまざまな現象が現実の世界で起こり得ることが示
｢時間結晶｣ってなに？ 未来のコンピューターに応用できるかも
｢時間結晶｣ってなに？ 未来のコンピューターに応用できるかも2024.02.16 22:0022,915 Isaac Schultz - Gizmodo US ［原文］ （ satomi ） 独ドルトムント工科大が、40分持続する時間結晶の創出に成功しました。 これは従来の結晶の寿命の1000万倍。それだけでも大躍進なのに、もっと何時間も持続する時間結晶の創出も夢じゃないと、研究班は張り切っていますよ。 時間結晶って何？｢結晶｣といえば、身近なところでは雪の結晶や食塩（塩化ナトリウムの結晶）が思い浮かびますよね。原子が一定の空間で、ピシッと規則正しく並んでいる状態をいいます。 これに対し｢時間結晶（time crystal）｣というのは、一定の時間と空間に低エネルギーで規則正しく並ぶ状態のこと。条件が変わったりの外的要因がなくても、ある時間が来ると、ふと我に返ったように解散する不思議な性質
「私の赤とあなたの赤は違う色？」誰もが一度は考える疑問に色覚細胞の研究が意外な発見 - ナゾロジー
私が見ている赤は、他人にも同じような赤として認識されているのか？ 私が赤と認識しているものは、別の人にとっては青である可能性はあるのか？ これらは誰もが人生で一度は考える疑問だと言われており、古代から哲学者たちの頭を悩ませてきました。 個々の人が持つ主観的な感覚体験のことを「クオリア」と呼びますが、自分のクオリアと他人のクオリアが同じであるかどうかを証明することは困難だからです。 しかし米国のジョンズ・ホプキンス大学（JHU）で行われた研究により、私たちの網膜に存在する色覚細胞がどのような仕組みで生成されるか、またどんな比率で存在するかが確かめられ、この長年の哲学的疑問の答えとなり得る結果が得られました。 研究者たちは「正常な色覚を持つ人たちの間でも、同じリンゴに対して色が少し違って見える可能性がある」と述べています。 今回はまず実験の背景を解説しつつ、次ページ以降でクオリアに関連する発見
大阪大学が「光から物質を生成する過程」を算出することに成功！ - ナゾロジー
光子の衝突は空間に対生成を引き起こす光子の衝突は空間に対生成を引き起こす / Credit:Canva . ナゾロジー編集部私たちの目には見えるけれども手で触れることのできない光。 この光が、ある特殊な条件下で物質を生み出すことができると聞いたら、あなたはどう思うでしょうか？ まるでSF映画のような話ですが、これは科学の進歩がもたらした現実の物語です。 この現象の核心は、「光子同士の衝突が物質を生成する」ということです。 光子とは、光を構成する粒子で、通常は質量を持ちません。 しかし、高エネルギーの状態で光子同士が衝突すると、電子と陽電子という質量を持つ粒子が生まれるのです。 これはアインシュタインの有名な式E=mc²、つまりエネルギーと質量の等価性を具現化したものです。 光子が物質を生成するこの能力は「場の理論」を理解するにあたり非常に重要です。 私たちの住む宇宙には、電磁場や重力場など
アインシュタインが放った量子力学への疑問…「量子もつれ」の謎を解く物語がドラマティックすぎた（山田 克哉）
直観と論理の狭間で、物理学者がもがく！ 一人の天才の独創によって誕生した相対論に対し、量子論は、多数の物理学者たちの努力によって構築されてきた。数十年におよぶ精緻化のプロセスで、彼らを最も悩ませた奇妙な現象＝「量子もつれ」。 たとえ100億km離れていても瞬時に情報が伝わる、すなわち、因果律を破るようにみえる謎の量子状態は、どんな論争を経て、理解されてきたのか。EPRパラドックス、隠れた変数、ベルの不等式、局所性と非局所性、そして量子の実在をめぐる議論……。 当事者たちの論文や書簡、公の場での発言、討論などを渉猟し尽くし、8年超の歳月をかけて気鋭の科学ジャーナリストがリアルに再現した本『宇宙は「もつれ」でできている』。これが物理学史上最大のドラマだ！ ＊本記事は、『宇宙は「もつれ」でできている』の内容から、再編集・再構成してお送りします。 1世紀におよぶ量子力学構築の物語 『宇宙は「もつれ
現実世界がバグっていることを感じさせる量子物理学ニューストップ7 - ナゾロジー
量子物理学ニュース第7位～第4位第7位：情報力学第2法則はこの世界がシミュレーションであることを示している第7位：情報力学第2法則はこの世界がシミュレーションであることを示している / Credit:川勝康弘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
アインシュタインの重力理論と量子力学の統一を目指す新理論――時空は量子的ではなく古典的 - fabcross for エンジニア
アインシュタインの古典的な時空概念を維持したまま、重力と量子力学を矛盾なく統一する革新的な理論が発表された。この理論は英ユニバーシティ・カレッジ・ロンドン（UCL）によるもので、2023年12月4日付で『Physical Review X（PRX）』と『Nature Communications』それぞれに異なる論文が掲載された。 現代物理学は、宇宙における最小粒子を支配する量子論と、時空の歪みによって重力を説明する、アインシュタインの一般相対性理論という2本の柱の上に打ち立てられたものだ。しかし、これら2つの理論は互いに矛盾しており、この問題は1世紀以上にわたって解決できていない。 一般的な仮説は、アインシュタインの重力理論が量子論に適合するように修正されなければならない、つまり「量子化」されなければならない、というものだ。量子重力理論の有力候補である「弦理論（ひも理論）」と「ループ量子
画像情報を物理的に送信せず「テレポート」させることに成功！ - ナゾロジー
そもそも「量子もつれ」や「量子テレポーテーション」とは何か？そもそも「量子もつれ」や「量子テレポーテーション」とは何か？ / Credit:Canva . ナゾロジー編集部通信における長距離の情報伝達は、セキュリティが非常に重要です。 従来の通信方法では、情報を2種類の信号（1と0）で表現し、これを電線や光ファイバーを通じて目的地に送信しています。 しかし、量子力学の原理を通信に導入することで、量子ビットを増やすごとに、使用可能な信号パターンを2種類から増やし、より多くの情報をより高速かつ安全に送ることが可能になります。 その代表的な方法が「量子もつれ」を使用した「量子テレポーテーション」です。 量子テレポーテーションでは、量子もつれの状態にある粒子を用いて、一方の粒子に何らかの操作を行うと、もう一方の粒子に即座に影響が現れるという量子力学の特性を利用します。 ただ、多くの人にとっては言葉
東京大学が「因果を打ち破って充電」する量子電池を発表 - ナゾロジー
因果を破って充電します。 東京大学で行われた研究により、因果律の壁を打ち破る新たな手法によって、従来の量子電池の性能限界を超えることに成功しました。 これまで私たちは古典的な物理学も量子力学でも「AがBを起こす」と「BがAを起こす」いう因果律が存在する場合、一度に実行できるのは片方だけであると考えていました。 しかし新たな充電法では、2つの因果関係を量子的に重ね合わせる方法が用いられており、「AがBを起こす」と「BがAを起こす」という2つの因果の経路から同時に充電することに成功しました。 研究者たちはこの方法を使えば、既存の量子電池の充電能力を高めることができると述べています。 しかし因果律を破るとは、具体的にどんな方法なのでしょうか？ 今回はまず因果律を打ち破る不確定因果順序（ICO）と量子電池の基本的な仕組みを解説し、その後、2つの量子世界の現象を組み合わせた今回の研究結果について紹介
量子もつれを利用して物理的に情報を送信することなく画像を「テレポート」させる手法を研究者らが実証
長距離の量子通信は情報セキュリティにおいて重要であり、すでに衛星を用いた長距離間で実証されていますが、これまでは2次元を超える高次元状態の通信に課題がありました。新たに南アフリカ・ドイツ・スペインの国際研究チームが、量子通信において送信できる情報の次元を増やし、物理的に情報を送信することなく画像を「テレポート」させる技術を実証しました。 Quantum transport of high-dimensional spatial information with a nonlinear detector | Nature Communications https://www.nature.com/articles/s41467-023-43949-x 2023-12 - 'Teleporting' images across a network securely using only lig
地球外知的生命体がブラックホールを量子コンピュータとして利用している可能性 : カラパイア
まさにSFの中の話のようだが、高度な科学技術を持つ宇宙人を探すなら、「ブラックホールを利用した量子コンピュータ」を探すべきだという。 マックス・プランク物理学研究所の物理学者ジア・ドヴァリ氏とトビリシ自由大学ザラ・オスマノフ氏らの『International Journal of Astrobiology』（2023年10月16日付）に掲載された論文によれば、もしも高度な文明を持つ地球外知的生命体がいるならば、彼らは小さなブラックホールを量子コンピュータのハードウェアとして使っている可能性があるといのだ。 驚いたことに、「ホーキング放射」によってそこから放たれるシグナルは、南極にある「アイスキューブ・ニュートリノ観測所」のような施設ならば検出できるかもしれないという。
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コーヒーカップ「ぬるい」と「熱い」重いのはどちら…？スッキリ納得させる「E=mc²のからくり」がスゴすぎる（山田 克哉）