直径約13億光年の巨大構造物「ビッグ・リング」を発見 宇宙原理に反する構造か
私たちの宇宙について、広い目線で見れば天体や物質の分布が均質であるという「宇宙原理」が広く信じられています。しかし近年の観測では、宇宙原理に反すると思われる巨大構造物（宇宙の大規模構造）がいくつも見つかっています。 セントラル・ランカシャー大学のAlexia Lopez氏は、地球から約92億光年離れた位置（※）に、直径が約13億光年にも達する巨大構造物「ビッグ・リング（Big Ring）」を発見したと、アメリカ天文学会（AAS）の第243回会合の記者会見で発表しました。Lopez氏は2021年にも同様の巨大構造物である「ジャイアント・アーク（Giant Arc）」を発見していますが、両者は非常に近い位置と距離にあります。これは宇宙原理に疑問を呈する発見です。 ※…この記事における天体の距離は、光が進んだ宇宙空間が、宇宙の膨張によって引き延ばされたことを考慮した「共動距離」での値です。これに
中性子星が「アクシオン」で “光る” 可能性を探索
私たちの宇宙には、普通の物質の5倍もの「暗黒物質（ダークマター）」が存在するとされていますが、その正体は現在でもよくわかっていません。有力候補として長年挙げられている未知の素粒子「アクシオン（Axion / アキシオン）」は、もし見つかれば暗黒物質の正体を明らかにするだけでなく、現在の素粒子物理学を書き換える大発見となりますが、未だに見つかっていません。 アムステルダム大学のDion Noordhuis氏などの研究チームは、「中性子星」の周りでアクシオンに由来する光がないかどうかを、中性子星の観測結果とシミュレーション計算を比較することで解析しました。結果としてはアクシオンの兆候はなかったものの、これまでとは異なる方法でアクシオンが存在する範囲の絞り込みを行うことができました。 【▲ 図: 中性子星の想像図（Credit: ESO, L. Calçada）】■未知の素粒子「アクシオン」は暗
「反物質」に働く重力は「反重力」ではないと確認 直接測定の実験は世界初
普通の物質に対して一部の性質が反転している「反物質」の性質は、理論的な関心が高い一方で測定は難しく、実験的に証明されていない性質がいくつかあります。その1つが反物質に働く重力の向きです。大多数の物理学者は普通の物質と同じく、反物質にも同じ方向に重力が働くと考えていますが、重力とは反対方向の「反重力」が働いてる可能性を否定する実験的な証拠は、これまで存在しませんでした。 反物質の1つである「反水素」の研究を行う「ALPHA」実験の国際研究チームは、反物質に働く重力の向きと強さを実験装置「ALPHA-g」で測定した結果、反水素に働く重力の向きと強さは普通の物質と一致し、反物質に反重力が働いている可能性は事実上除外できることが明らかになったとする研究成果を発表しました。この結果は、現代物理学の枠組みでは「反重力は存在しない」と言い換えることもできます。 【▲ 図1: 今回のALPHA-gによる実
ノーベル物理学賞「アト秒」で光出す手法開発 米欧の研究者3人 | NHK
ことしのノーベル物理学賞に「アト秒」と呼ばれるきわめて短い時間だけ光を出す実験的な手法を開発し、物質を構成する細かな粒子の1つ、「電子」の動きを観察する新たな研究を可能にした、欧米の大学の研究者3人が選ばれました スウェーデンのストックホルムにあるノーベル賞の選考委員会は、日本時間の3日午後7時前、ことしのノーベル物理学賞の受賞者に ▽アメリカのオハイオ州立大学のピエール・アゴスティーニ教授、 ▽ドイツのルートヴィヒ・マクシミリアン大学のフェレンツ・クラウス教授、 ▽スウェーデンのルンド大学のアンヌ・ルイエ教授の3人を選んだと発表しました。 ルイエ教授は、希ガスに波長が長く、強い光を当てると、波長が短い光が発生することを発見しました。 この現象をもとにアゴスティーニ教授は実験で、「アト秒」というきわめて短い時間だけ続く光を連続的に発生させることに成功し、クラウス教授はさらにこの光をカメラの
OISTが製作した「量子エンジン」の仕組みとは？ - 動力源は素粒子の変化
沖縄科学技術大学院大学(OIST)は9月28日、量子力学の原理を利用した極小のエンジン「量子エンジン」を設計・製作したことを発表した。 同成果は、OIST 量子システム研究ユニットのキールティ・メノン大学院生、同 エロイサ・クエスタス博士、同 トーマス・フォガティー博士、同 トーマス・ブッシュ教授、独 カイザースラウテルン・ランダウ大学、独・シュトゥットガルト大学の研究者も参加した国際共同研究チームによるもの。詳細は、英科学誌「Nature」に掲載された。 量子力学は、原子や素粒子、分子などの極微な世界の振る舞いを扱う学問だ。そうしたミクロの世界では、マクロの世界に生きる我々の常識に反するような、奇妙な現象の数々が起きることが知られている。今回の研究では、その量子力学を利用して動力を生み出す量子エンジンの開発を試みたという。 通常の内燃機関のエンジンでは、ガソリンなどの燃料と空気が混ざった
「反物質」の重力落下を初観測 日本人2人を含む国際研究G | NHK
物質と対をなし、重力に反発するとも考えられてきた「反物質」が地球の重力に引き寄せられ落下することを初めて大規模な実験で観測したと国際的な研究グループが発表しました。今回の研究は、反物質が重力に反発するかどうかをめぐる長年の疑問に決着をつける成果だと注目されます。 宇宙にある物質は陽子や、電子といった素粒子からなりますが、素粒子と質量などは同じでも電気的に反対の符号を持つ反粒子からなる「反物質」が物質と対をなすかたちで存在することが知られています。 日本人研究者2人を含むカナダを中心とした国際研究グループはスイスのジュネーブ郊外にある加速器と呼ばれる巨大な実験装置などを使って水素の反物質、「反水素」を人工的に作り出す手法を開発しました。 そして作り出したおよそ100個の反水素を床から垂直方向に伸びた直径4センチ、長さ25センチあまりの筒状の装置に閉じ込めて、上下どちら側で多く検出されるか観測
ダークマター観測の国際共同最新実験「XENONnT」、初観測結果を報告 (1)
XENON実験国際共同研究グループ、東京大学(東大)、名古屋大学(名大)、神戸大学の4者は7月25日、ダークマターの正体解明を主目的としたプロジェクトの最新実験「XENONnT」における最初の観測結果として、前身の「XENON1T実験」において2020年に観測された「低エネルギーでの電子反跳事象の超過現象」は有意に確認されず、未知の物理現象に関する強い制限を得たと発表した。 同成果は、日米欧12か国27機関の約180人の研究者が参加するXENON実験国際共同研究グループによるもので、日本からは東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構(Kavli IPMU)のカイ・マルテンス准教授、同・山下雅樹特任准教授、同・カイ・ブイ特任研究員、名大 素粒子宇宙起源研究所(KMI)/宇宙地球環境研究所(ISEE)/高等研究院の伊藤好孝教授、KMIの風間慎吾准教授、ISEEの小林雅俊 日本学術振興会
自然言語の数理モデル「RLM」では言語と非言語の境界で相転移は起きない、東大が証明
東京大学(東大)は5月30日、自然言語をある決まったルールに従って確率的に文字列を生成する系として単純化した「Random Language Model」(RLM)と呼ばれる数理モデルにおいて、同モデルで不連続にそれまでとは系の振る舞いが変わる「相転移」が起こる(幼児が言語を獲得すると解釈されている)と予想されていたのに対し、今回の研究において、相転移は実際にはなく、連続的に変化していくだけであることを証明したと発表した。 同成果は、東大大学院 総合文化研究科 広域科学専攻の中石海大学院生、同・福島孝治教授らの研究チームによるもの。詳細は、米国物理学会が刊行する物理とその関連する学際的な分野を扱うオープンアクセスジャーナル「Physical Review Research」に掲載された。 地球上には7000とも8000ともいわれる言語が存在し、それぞれ多様な特徴を持つ。しかし、どんな言語で
The Nobel Prize in Physics 2021
Physics The Nobel Prize in Physics 2021 Explore Press Release
ノーベル物理学賞受賞の小柴昌俊さん死去 94歳 | おくやみ | NHKニュース
物質のもとになる素粒子の1つ「ニュートリノ」の観測に成功し、「ニュートリノ天文学」という新しい分野を切り開いたとしてノーベル物理学賞を受賞した、東京大学特別栄誉教授の小柴昌俊さんが、12日夜、老衰のため都内の病院で亡くなりました。 94歳でした。 小柴さんは愛知県豊橋市の出身で、東京大学理学部を卒業したあと、昭和62年まで東京大学理学部の教授を務め、この間に、岐阜県の神岡鉱山の地下に観測施設「カミオカンデ」を設置し、ニュートリノという物質のもとになる素粒子の1つを観測することに世界で初めて成功しました。 小柴さんの業績は「ニュートリノ天文学」という新しい分野を切り開くものとなり、平成14年にノーベル物理学賞を受賞しました。 小柴さんは、基礎科学の振興に役立てたいと、ノーベル賞の賞金などをもとに平成基礎科学財団を設立し、高校生や大学生を対象にした「楽しむ科学教室」を全国各地で100回余り開催
2019年ノーベル物理学賞：私たちの宇宙観に大転換をもたらした米欧の３氏に
2019年のノーベル物理学賞は私たちの宇宙観に大きな転換をもたらした宇宙分野の研究者に授与される。現在のビッグバン宇宙論の基礎を1960年代半ばに築いた米プリンストン大学のピーブルス（James Peebles）名誉教授と，太陽以外の恒星の周りを回る太陽系外惑星（系外惑星）を1995年に初めて発見したスイス・ジュネーブ大学のマイヨール（Michel Mayor）名誉教授，ケロー（Didier Queloz）教授（英ケンブリッジ大学教授を兼務）の3氏。賞金900万スウェーデンクローナ（約9800万円）の半分がピーブルス博士に，残り半分がマイヨール，ケロー両博士にそれぞれ贈られる。 時空を総覧する 約138億年前に宇宙，つまり私たちが存在している時空が誕生してから起きた主 な出来事を示すイメージ図。インフレーションによって空間が急膨張したように描かれているが，今から 数十億年前からも宇宙は加
ヒッグス粒子崩壊を確認、物質の質量の起源を解明
スイスのジュネーブ近郊にある欧州原子核研究機構（CERN）のATLAS検出器。ATLAS実験チームは今回、別の実験チームとともにヒッグス粒子の崩壊を観察した。（PHOTOGRAPH BY BABAK TAFRESHI, NATIONAL GEOGRAPHIC CREATIVE） 物理学者たちは数十年前から、「神の素粒子」と呼ばれるヒッグス粒子を探してきた。宇宙を満たし、物質に質量を与えると考えられてきた粒子だ。ヒッグス粒子は2012年にようやく発見され、存在を予言した物理学者がノーベル賞を受賞した。そして今回、物理学者らがヒッグス粒子のボトムクォークへの崩壊を観察し、新たな洞察を得た。（参考記事：「「科学の大発見」はもうない？」） この研究は、ヒッグス粒子の崩壊を予測していた理論素粒子物理学にとっても、数十年がかりで実験装置を建造した欧州原子核研究機構（CERN）にとっても、非常に大きな業
読書メモ：Lost in Math（by Sabine Hossenfelder）……美の追求が、物理学を袋小路に追い込んだのか？ - 重ね描き日記（rmaruy_blogあらため）
Lost in Math: How Beauty Leads Physics Astray 作者: Sabine Hossenfelder 出版社/メーカー: Basic Books 発売日: 2018/06/12 メディア: ハードカバー この商品を含むブログを見る 直訳に近い日本語のタイトルをつけるとしたら、『数学に迷い込んで――美の追求が現代物理学を踏み誤らせたわけ』などとなるでしょうか。 著者のサビーン・ホッセンフェルダー博士は、量子重力理論などを専門とする理論物理学者。本書は、彼女の「物理学、このままで大丈夫？」という素朴な疑念から出発し、多くの著名な物理学者への取材を重ねて、現代物理学の陥っている問題点を指摘した一冊となっています。 理論物理は、実はかなり前から行き詰まっていた？ 現代物理学の行き詰まり――こう聞くと、まず思い浮かべるのは「実験の大規模化」ということではないでし
新粒子「ダイオメガ」 | 理化学研究所
理化学研究所（理研）仁科加速器科学研究センター量子ハドロン物理学研究室の権業慎也基礎科学特別研究員、土井琢身専任研究員、数理創造プログラムの初田哲男プログラムディレクター、京都大学基礎物理学研究所の佐々木健志特任助教、青木慎也教授、大阪大学核物理研究センターの石井理修准教授らの共同研究グループ※「HAL QCD Collaboration[1]」は、スーパーコンピュータ「京」[2]を用いることで、新粒子「ダイオメガ（ΩΩ）」の存在を理論的に予言しました。 本研究成果は、素粒子のクォーク[3]がどのように組み合わさって物質ができているのかという、現代物理学の根源的問題の解明につながると期待できます。 クォークには、アップ、ダウン、ストレンジ、チャーム、ボトム、トップの6種類があることが、小林誠博士と益川敏英博士（2008年ノーベル物理学賞受賞）により明らかにされました。陽子や中性子はアップク
SuperKEKB加速器で電子・陽電子の初衝突を観測〜Belle II 測定器による実験がスタート〜
SuperKEKB加速器で電子・陽電子の初衝突を観測〜Belle II 測定器による実験がスタート〜 2018年04月26日 #プレスリリース #加速器 #素核研 概要 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構（KEK）は、これまでの世界最高記録の40倍のルミノシティ（衝突頻度）を生み出す電子・陽電子の衝突型加速器SuperKEKBと、衝突点に設置した新生Belle II 測定器により、新しい物理法則の探索を行う国際共同プロジェクトをホストしていますが、4月26日午前0時38分に初めての電子・陽電子の衝突が観測されました。 SuperKEKB加速器は、小林誠・益川敏英両博士のノーベル物理学賞受賞に結びつく成果を残したKEKB加速器（1999年から2010年まで運転）を大幅に改良したものです。 衝突点に設置された新生Belle II 測定器の中心部で、電子と陽電子を衝突させ、対生成され
新型加速器：初の素粒子衝突に成功 物質誕生の謎解明へ | 毎日新聞
新型加速器「スーパーＫＥＫＢ」の実験で、電子と陽電子の衝突初観測を喜ぶ研究者ら＝高エネルギー加速器研究機構提供 高エネルギー加速器研究機構（茨城県つくば市）は２６日、宇宙誕生初期の電子など素粒子の様子を再現する実験で、新型加速器「スーパーＫＥＫＢ」による電子と陽電子の衝突を初めて観測したと発表した。ほぼ光の速さに加速して衝突させた。その際に発生する新たな素粒子の様子を新測定器「ベル２」で調べ、素粒子を基に宇宙に物質が誕生した謎の解…
重力波天体が放つ光を初観測 ―日本の望遠鏡群が捉えた重元素の誕生の現場― | 観測成果 | すばる望遠鏡
日本の重力波追跡観測チーム J-GEM (Japanese collaboration of Gravitational wave Electro-Magnetic follow-up) は、2017年8月17日にアメリカの重力波望遠鏡 Advanced LIGO とヨーロッパの重力波望遠鏡 Advanced Virgo によって観測された重力波源「GW170817」の光赤外線追跡観測を、すばる望遠鏡などで行いました。その結果、重力波源の光赤外線対応天体を捉え、その明るさの時間変化を追跡することに成功しました。これは重力波源が電磁波で観測された初めての例です。 重力波信号の特徴から、GW170817 は中性子星同士の合体であり、さらに今回検出された光赤外線放射は、理論的に予測されていた中性子星合体に伴う電磁波放射現象「キロノバ (kilonova)」によるものと考えられます。今回の観測結果
キロノヴァ - Wikipedia
キロノヴァ[1]（英: kilonova, macronova）は、高密度の天体が融合する際に起こる大規模な爆発現象である。その電磁放射は、r過程によって生じた元素が放射性崩壊を起こすことによって生じる。キロノバとも表記される[2]。 概略[編集] 白色矮星の爆発によって生じる新星（nova）の約1,000倍の明るさに達することからキロノヴァ（kilonova）と呼ばれる。超新星（supernova）と比べると10分の1から100分の1程度の明るさである[3]。 キロノヴァは、中性子星の連星または中性子星とブラックホールの連星が融合することによって発生すると考えられている[4]。 2つのコンパクト星が融合する際、質量が軽い方の天体は重い方の天体の潮汐力により破壊される。破壊された天体のほとんどの物質は重い天体の降着円盤となるが、太陽質量の0.001倍から0.1倍程度の質量は、光速の0.1倍
思考整理メモ：科学コミュニケーションから考える量子力学の解釈問題（後編） - 重ね描き日記（rmaruy_blogあらため）
中編からの続きです。 量子力学の解釈問題について、いまの専門家たちは何と言っているか（続き） ●「うまくいっているのだから、認めよう」派 筆者は、大学2年生のときに、はじめて量子力学の講義を受けました。 その講義の先生は「量子力学にはいろいろと不思議なことがあるけれども、慣れるしかありません」ということを言っていたように記憶しています。私の周りの友人たちは、この言葉に忠実に、量子力学に「慣れる」ことを競うようになりました。自然と、「解釈問題を気にするのは未熟」という空気が醸成されていました。 こうした態度は、もっと明け透けに「Shut up and calculate!（黙って計算せよ！）」と表現されたりもします。量子力学が正しいのは間違いない。解釈問題など気にせず先へ進もうよ、ということです。 ところで、リチャード・ファインマンの有名な言葉に、 “It is safe to say, n
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