東北大、光ナノ共振器により可視光の光強度を1万倍に増強できることを発見
東北大学は3月22日、BSなどの衛星放送用の一般的な受信アンテナ(約50cm)の100万分の1(約600nm)という極めて微少なパラボラ型の金属反射面と半導体で構成される「光ナノ共振器」を開発し、可視光を捕集して金属ナノ粒子に集めることで光強度を約1万倍(4桁)に増強できることを、電磁界シミュレーションを用いて明らかにしたと発表した。 同成果は、東北大 多元物質科学研究所の押切友也准教授、同・中川勝教授らの研究チームによるもの。詳細は、米国化学会が刊行するナノ・低次元・バルク材料の物理化学を扱う学術誌「The Journal of Physical Chemistry:C」に掲載された。 一般的なBS受信用パラボラ型アンテナ(左)と、今回の研究で用いられたナノサイズのパラボラ型光共振器(右)(出所:東北大プレスリリースPDF) 日本では、太陽光発電の導入が進んではいるものの、そのほかの再生
四次元空間でゴルフをしていく頭がバグりそうなゲーム『4D Golf』がSteamにて配信開始。レビューには「直観的で面白い」という声のほか「四次元を理解できるようになった」人も
体験できるモキュメンタリー『かがみの特殊少年更生施設』が不気味。実在するWebサイトを調査し、最深部である“LEVEL10の機密情報”を目指せ
高校の物理で習う力学は嘘っぱち！？「この世のものは全て波動」であるという「かなりぶっ飛んだ」式（田口 善弘）
物理に挫折したあなたに。 発売即重版が決まった『学び直し高校物理』では、高校物理の教科書に登場するお馴染みのテーマを題材に、物理法則が導き出された「理由」を考えていきます。 本記事では原子・分子編から、「波」についてくわしくみていきます。 ※本記事は田口善弘『学び直し高校物理 挫折者のための超入門』から抜粋・編集したものです。 この世の物質は「波」である！ 量子力学には、不確定性原理以外にも、常識では計り知れないものが多い。たとえば、フランスの物理学者ド・ブロイが、光子の粒子性と波動性を結びつけるために導入した概念である「ド・ブロイ波」（物質波ともいう）の関係式は、かなりぶっ飛んだものだ。 何がどうぶっ飛んでいるのか。実は、この式は、「ある運動量で飛んでいる粒子は、どんなものであっても、上の式で与えられる波長の波でもある」というトンデモない式なのである。 この式はたとえば、ある速度で飛んで
古代の恒星に初期宇宙で生成された「原子量260以上の原子核」の痕跡を発見
鉄より重い元素が、宇宙でどのように生成されるのかはよくわかっていません。生成過程を調べるヒントの1つは古い年代の恒星に含まれている元素の比率で、生成過程を考察する上で注目されます。 ミシガン大学のIan U. Roederer氏などの研究チームは、天の川銀河にある42個の恒星の元素存在量を詳しく調べ、元素の生成過程を推定しました。その結果、「r過程」によって原子量260以上（※1）の原子核が大量に生成され、その後の自発核分裂で銀や重いランタノイド（※2）などの中程度の重さの元素が生成されたことが分かりました。これは重い元素の生成過程を調べる上で重要な発見です。 ※1…原子核に含まれる陽子と中性子の合計数を原子量と呼びます。 ※2…ランタン（原子番号57）からルテチウム (原子番号71) までの元素の総称。液晶ディスプレイや永久磁石など、先端産業に欠かせない用途を持つ元素が多数含まれています
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
なぜ、微積分は役に立つのか
なぜ、微積分は役に立つのか 2023.11.27 Updated by Atsushi SHIBATA on November 27, 2023, 14:58 pm JST 今回紹介する書籍：『はじめての物理数学』永野 裕之（SBクリエイティブ、2017） 朝起きてから寝るまで、我々は何種類もの「数」を見ます。 私自身、朝起きるとネットやニュースで降水確率、予想気温のように気象にかかわる数、為替、海外の株式市場の指数など、いろいろな種類の数をチェックします。しばらく前なら、コロナウイルスの感染者数や増加傾向を表す指数を毎日のように確認していました。 自分を取り巻く環境を知るために、私たちはいろいろな「数」を確認します。そして数を手がかりにして、行動を決めます。現代を生きる私たちにとって「数」は、世界を知るための「目」としての役割を持っています。 現代人が日常的に見るこの種の数は、たいてい計
オーマイゴッド粒子 - Wikipedia
オーマイゴッド粒子（オーマイゴッドりゅうし、Oh-My-God particle）は、ユタ州のダグウェイ性能試験場で、1991年10月15日夕方に検出された超高エネルギー宇宙線である。エネルギーは、約300エクサ電子ボルト（50ジュール）と推定され[1]、「驚くべき粒子」と形容された[2]。この亜原子粒子の持つエネルギーは、時速約100キロメートルで運動する約140グラムの野球ボールの運動エネルギーに相当する。 この粒子は、光速に非常に近い速度で運動しており、陽子であるとすれば、その速度は1秒間当たり光より1.5フェムトメートル遅いだけであり、光速の約0.9999999999999999999999951倍に相当する。この速度の粒子と光速の物体が1年間進むと、46ナノメートルの差がつき、また22万年ごとに1センチメートルの差がつく[2]。 この粒子のエネルギーは、地球上の加速器で作り出させ
「過去」を25％の確率で変える逆方向タイムトラベルのシミュレーションにケンブリッジ大学の研究チームが成功
イギリス・ケンブリッジ大学の研究チームが、「量子もつれ」と呼ばれる現象を利用することで、量子力学の世界において、25％の確率で過去に起こった事象を未来で変えることができるシミュレーションに成功したと発表しました。 Phys. Rev. Lett. 131, 150202 (2023) - Nonclassical Advantage in Metrology Established via Quantum Simulations of Hypothetical Closed Timelike Curves https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.150202 Scientists Successfully Simulate Backward Time Travel with a 25% Chance of
量子もつれを使い「未来の観測で過去を変える」タイムトラベルのシミュレーションに成功！ - ナゾロジー
量子もつれは時間を超えるのでしょうか？ 英国のケンブリッジ大学（University of Cambridge）で行われた研究によって、量子の世界では未来で行われる観測の力で、過去の観測結果をタイムトラベルしたかのように捻じ曲げられることが示されました。 SFでは、過去を変えるためにタイムマシンに乗って過去の世界に行くことがあります。 これまでの研究では、そのような時間遡行が行われた場合に使用される原理や、祖父殺しのパラドックスを避ける方法などが考察されてきました。 一方、今回の研究では「量子もつれのシステムがタイムトラベルだった場合」を想定したシミュレーションが行われており、粒子が時間を遡行できた場合に何が起こるかが調べられました。 結果、量子もつれの操作によって、時間遡行のような結果を導けることが示されました。 研究者たちはプレスリリースにて「ギャンブラーや投資家たちも、場合によっては
“究極”のパワー半導体実現へ、筑波大がサファイアの電気伝導に室温で成功 ニュースイッチ by 日刊工業新聞社
筑波大学の奥村宏典助教らの研究グループは、絶縁体であるサファイア（酸化アルミニウム）の室温での電気伝導に成功した。サファイアはバンドギャップ（禁制帯のエネルギー幅）が大きく、高品質で安価。サファイアのパワー半導体が開発できれば、電気自動車（ＥＶ）などに搭載できる可能性がある。 奥村助教らは結晶成長の方法にプラズマを用いた「プラズマ援用分子線エピタキシー法」を採用。これを用いてシリコンを添加した５９０ナノメートル（ナノは１０億分の１）厚のα型酸化アルミニウムの薄膜に３０ボルトの電圧をかけ、１ミリアンペアを導電した。 さらに室温での膜中の抵抗値を測定したところ、半導体の性質と定義される数値（１６６オームセンチメートル）を確認した。半導体デバイスとしての実用化にはまだ多くの課題を残す。 だが、これまで絶縁体として使われていたサファイアを半導体として使うことができれば、次世代パワー半導体材料の炭化
「エントロピー」という概念がよくわかりません。部屋は汚くなるが、キレイにはならない、みたいな例えをたまに聞きますが。。。良ければこの概念を理解するために有益そうなことを教えて頂きたいです。 | mond
「エントロピー」という概念がよくわかりません。部屋は汚くなるが、キレイにはならない、みたいな例えをたまに聞きますが。。。良ければこの概念を理解するために有益そうなことを教えて頂きたいです。 「エントロピー」が何であるのか理解しづらいのは、エントロピーが複数の分野で異なる対象に対して異なる方法で定義されているからです。勿論異なる定義の量が同じ「エントロピー」という名前で呼ばれているのは、それらに似ている側面が少なくないからですが、しかし基本的設定や定義が異なることは意識しておくとよいでしょう。 熱力学は、「マクロな平衡状態の系の遷移」を扱う分野です。平衡状態というのは、大雑把に言えば、完全に緩和が終わった後の、流れもなく一様な状態のことです。例えば一様な水とか気体とかはその例です。熱力学における「エントロピー」は、断熱操作で状態が移り変われるかを特徴づける量として定義できます。断熱操作という
『アジアの科学者100人』に選ばれた広島大で助教を務める片山春菜さん(26)の研究と経歴が異次元レベル
朝日新聞デジタル @asahicom 広島大の26歳「アジアの科学者100人」に ブラックホール研究で asahi.com/articles/ASR9C… シンガポールの科学誌が発表した今年の「アジアの科学者100人」に、広島大学大学院で助教を務める片山春菜さん（26）が選ばれました。 広島大に在籍する研究者の受賞は初めてといいます。 2023-09-12 09:16:25 🍄キノコ老師🍄 @SMBKRHYT_kinoko 広島大の26歳「アジアの科学者100人」に ブラックホール研究で：朝日新聞デジタル asahi.com/articles/ASR9C… 博士号取得して即助教になっているあたりに優秀さを感じる。あと、大学院を3年で修了していない？？ twitter.com/i/web/status/1… 2023-09-12 12:15:12 🍄キノコ老師🍄 @SMBKRHYT_
量子世界の謎「シュレーディンガーの猫」現象を〝肉眼で見えるサイズ〟で再現する装置が開発される | AppBank
粒子が「重なりあった状態」を再現 スイス連邦工科大学チューリッヒ校の物理学者は、量子コンピュータでよく使われる超伝導回路に共振器を結合し、エルヴィン・シュレーディンガーの有名な思考実験「シュレーディンガーの猫」を前例のないスケールで再現しました。重ね合わせの状態は、私たちの日常的な経験にはないものです。サッカーボールが落ちるのを見れば、ストップウォッチでその落下速度を追跡することができます。最終的な落下位置も明確で、飛行中の回転も一目瞭然です。サッカーボールが落下するときに目をつぶっても、これらの位置や挙動が異なるとは考えられません。しかし、量子物理学では、ボールが地面に落ちているのを見るまでは、位置、スピン、運動量などの特徴は確定しないのです。 これは量子物理学のコペンハーゲン解釈と呼ばれるもので、目に見えないシステムは、最終的な状態が観測されるまで、あらゆる可能性を秘めた状態で存在する
世界初「軽水素とホウ素による核融合実験」に成功、スタートアップが描く未来 ニュースイッチ by 日刊工業新聞社
3月、自然科学研究機構核融合科学研究所（岐阜県土岐市）と米国の核融合スタートアップ「TAEテクノロジーズ」（TAE、カリフォルニア州）は共同で、軽水素とホウ素による核融合実験に世界で初めて成功した。軽水素とホウ素による核融合は、重水素と三重水素を使った一般的な核融合に比べて反応条件は厳しいが、放射線である中性子が発生しない点で優れる。今回の成果について、TAEの最高科学責任者（CSO）でカリフォルニア大学教授の田島俊樹氏は「軽水素とホウ素による核融合実現の入り口に立った」と力説する。 炉壁が放射化するリスク軽減 TAEは1998年に創業し、長年にわたり核融合発電に挑戦してきた。核融合スタートアップとしては最古参の存在だ。核融合は重水素と三重水素の核種を用いるのが一般的だが、非主流の軽水素とホウ素による核融合を目指している。 今回の実験は、核融合研の大型ヘリカル装置（LHD）で行った。磁場で
データに質量はありますか？たとえば全く使用していないコンピュータを2台用意して、片方のコンピュータはデータが空の状態、もう片方はデータがフルの状態で2台の重量を計った場合、ほんのわずかでも重量に差が出るようなことはありませんか？ | mond
mondでこの質問への回答を読んでみましょう
水中では「ガラスはハサミで切れる」など、空気中と水中では大きく異なる事例には、どのようなモノがありますか？
回答 (12件中の1件目) 二つだけ思い当たることがあります。 一つは光や音の進むスピードは、桁違いではありませんが違います。その理由はそれぞれ違います。 音や圧力は、分子間の運動エネルギーの伝搬として伝わるので、分子数の密度が大きい水中のほうが分子数の密度が小さい空気中より速く伝搬しますが、 光の場合は、光自体は放射性（放射能ではありません）エネルギーなので直進性があるので、分子の存在が抵抗となり、この差の比率を誘電率で表すこともあります。抵抗が違うのは体積当たり分子数の密度が違うからです。この光の進行速度差によって光は境界面で屈折します。空気から水に入る際に抵抗が大きくなるので...
京大、ホログラフィ原理において擬エントロピーからの時間軸創発を提唱
京都大学(京大)は1月23日、時間が経過するにつれて空間が指数関数的に膨張する宇宙を表す、宇宙定数が正の場合のアインシュタイン方程式の代表的な解の「ドジッター宇宙」に対する「ホログラフィ原理」(dS/CFT)を考察した結果、3次元ドジッター宇宙における時間的な測地線の長さが、共形変換で不変となる量子物質理論の共形場理論における「擬エントロピー」という量の虚数部分に相当することを見出したと発表した。 同成果は、京大 基礎物理学研究所の瀧祐介大学院生、同・土井一輝大学院生、同・ Jonathan Harper研究員、同・Ali Mollabashi研究員、同・高柳匡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機関学術誌「Physical Review Letters」に掲載された。 ホログラフィ原理とは、ある宇宙の重力理論は、その宇宙の端に仮想的に存在する量子物質の理論(共形場
地球の内核、地表より遅く回転している可能性 英科学誌に論文
アポロ17号から宇宙飛行士が撮影した地球。米航空宇宙局（NASA）提供（1972年12月7日撮影・2020年4月21日提供、資料写真）。(c)AFP PHOTO / NASA/HANDOUT 【1月24日 AFP】地球の中心部に存在する高温の鉄などでできた「内核」が、地表より速く回転していたのが止まり、今度はその回転速度が地表よりも遅くなっている可能性があるとする論文が23日、英科学誌ネイチャージオサイエンス（Nature Geoscience）に掲載された。 地下約5000キロに存在する内核は、液体金属層の「外核」に浮かんでいるため独自に回転できるが、内核がどのように回転しているのかについては研究者の間で議論されてきた。 内核について分かっていることは少なく、解析は、地震や核爆発による地震波が地球の中心を通過する際の小さな差異を測定することで行われる。 論文の研究チームは、内核の動きを追
粒子加速器に頭を突っ込んだ人の話
medium 高エネルギー粒子加速器に頭を突っ込んだらどうなるだろう？ その答えを身を持って知っている男が世界に一人だけ存在する。 1978年7月13日、当時ソビエト連邦で最大の粒子加速器であるU-70で働いていたアナトーリ・ブゴルスキー（Anatoli Bugorski）は、U-70に問題が生じたため、装置の中に頭を入れて点検をしていた。 しかし、そのとき装置は稼働したままであり、運悪く、警報装置も前の実験でスイッチをオフにされたまま元に戻されずにいた。 そのことを知らないで作業をしていたブゴルスキーは、超高速の陽子ビームに撃ち抜かれてしまった。 陽子ビームは彼の後頭部を貫き、鼻の左側を抜けていった（トップ画参照）。 ブゴルスキーによると、彼はそのとき痛みは感じなかったが、「千個の太陽よりも明るい（brighter than a thousand suns）」光を見たという。 ちなみに、
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