このコーナーでは、2014年から先端テクノロジーの研究を論文単位で記事にしているWebメディア「Seamless」（シームレス）を主宰する山下裕毅氏が執筆。新規性の高い科学論文を山下氏がピックアップし、解説する。 X： ＠shiropen2 米メリーランド大学と米ロチェスター大学に所属する研究者らが発表した論文「Non-Abelian Transport Distinguishes Three Usually Equivalent Notions of Entropy Production」は、量子系において、従来同等と考えれてきた3つのエントロピー増大の計算式が異なる結果を示すことを証明した研究報告である。 （関連記事：“エントロピー増大”を永遠に回避できる？ 量子系が示す新たな数学的証明、米コロラド大学が報告） 水に浮かぶ氷が溶ける過程では、氷と水の間で熱が交換され、無秩序さが増大する
静岡大学は10月11日、粒子、弦、膜などのさまざまな物体の間に働く重力の性質を多様な空間次元で比較したところ、「十次元空間における膜」だけが「スケール不変性」と「非自己双対型電磁双対性」と呼ばれる2つの性質を同時に満たせることを解明し、十次元空間における膜は「量子重力理論」において特別な存在であることがわかったと発表した。 同成果は、静岡大 理学部の森田健准教授によるもの。詳細は、日本物理学会が刊行する理論物理と実験物理を扱う欧文学術誌「Progress of Theoretical and Experimental Physics」に掲載された。 我々の宇宙は、重力(マクロの世界)を扱う「一般相対性理論」と素粒子(ミクロの世界)を扱う「量子力学」を統合した量子重力理論によって記述できると予想されているが、両理論は折り合いが悪いため、現状では量子重力理論の完成には至っていない。 これまでの
2台のトラックが衝突すると、荷台に固定されていなかった貨物はトラックから離れて飛んでいってしまいます。同様に、巨大な銀河団同士が衝突した際に、普通の方法では観測できないダークマターが通常の物質から分離された現象を捉えることに成功したと、天文学者らが発表しました。 ICM-SHOX. I. Methodology Overview and Discovery of a Gas–Dark Matter Velocity Decoupling in the MACS J0018.5+1626 Merger - IOPscience https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ad3fb5 Dark Matter Flies Ahead of Normal Matter in Mega Galaxy Cluster Collision
ダイヤモンドといえば、「非常に硬い物質」として有名です。 これはダイヤモンドを構成するそれぞれの炭素原子が結び付きの強い構造で配列されているからです。 そして理論的には、この炭素原子の配列を変更することで、さらに硬い材料が作れると考えられています。 最近、アメリカのサウスフロリダ大学（USF）に所属する物理学者イヴァン・オレイニク氏ら研究チームは、スーパーコンピュータを用いたシミュレーションにより、ダイヤモンドよりも圧力に対して30％高い抵抗力を示す「BC8」と呼ばれる構造の生成条件が判明したと報告しました。 「スーパーダイヤモンド」とも言えるこの物質は、非常に高い温度と圧力の中で生成されると考えられており、他の惑星では「既に存在しているかもしれない」とのこと。 研究の詳細は、2024年1月25日付の科学誌『Journal of Physical Chemistry Letters』に掲載
【本学研究者情報】 〇流体科学研究所 助教 森井雄飛 研究室ウェブサイト 【発表のポイント】 着火と火炎が同じ構造を持つことを明らかにした理論から、燃焼理論を拡張し、「自着火反応波」を定義しました。 「自着火反応波」により、亜音速のデフラグレーション（火炎）（注1）から超音速のデトネーション（爆轟：ばくごう）（注2）に至る反応波の伝播を理論的に統一しました。 実機サイズの超音速燃焼でも火炎が定常にできることが示され、実用化に向けて大きく前進。 【概要】 近年、二酸化炭素の排出量を削減することを目的に、自動車エンジンなど燃焼器のさらなる高効率化が求められています。燃焼器の高効率化は古くから進められていますが、さらなる高効率化には従来避けられていた消炎条件近傍や爆発する条件近傍などの極限的な条件を採用するか、新たな燃焼形態を探索することが必要です。 燃焼は化学反応が可燃性気体の中を伝播する現象
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
2つの磁石を同じ極同士で向かい合わせで並べると、磁石は互いに反発し合い、うまく一方の磁石をもう一方の磁石の下に配置すると、片方の磁石を浮かび上がらせることも可能です。しかし、ただ磁石を並べるだけではバランスが不安定で、浮上した磁石を維持することは困難です。そのため、磁石の浮上を安定させる手段として超伝導やサーボ機構、電磁誘導などの効果が存在しますが、2021年に発見された「高速回転するローターに磁石を取り付けて別の磁石に近づけると回転しながら浮上する」という反応は、これまでの磁気浮上では発見されていない仕組みでした。 Symmetry | Free Full-Text | Polarity Free Magnetic Repulsion and Magnetic Bound State https://www.mdpi.com/2073-8994/13/3/442 Physics - Ho
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
ぶどうをレンジでチンするとこの世の終わりのようなプラズマが発火する理由がやっと判明2022.11.23 20:35511,348 Ryan F. Mandelbaum - Gizmodo US ［原文］ （ satomi ） 2019年2月26日の記事を編集して再掲載しています。 偶然の一致。 電子レンジに絶対入れてはいけないものと言えば、たまごとぶどう。たまごは爆発しますし、ぶどうはテスラコイルみたいな厳かな光を発し、｢こ、これは…｣と呆然としているとボッと燃えたりします。畑のぶどうなのに。 この奇妙な現象にまじめに取り組む論文が月曜、カナダから高名な科学誌に発表され、たいへん注目を呼んでいます。序文にはこうあり… ぶどうの球体2個を電子レンジにかけるとプラズマが発光する現象は今や全人類の知るところとなっている。 これで終わりにしてやるぜ、という本気度がうかがえます。さっそく研究班に取材
愛媛大学は3月10日、118種類の原子すべてをまとめた周期表に記載されていない、仮想的な原子からできているかのように振る舞う物質を発見し、その物質中では質量がゼロの特殊な電子が光速に近い速度で動き回っていることも発見したと発表した。 同成果は、愛媛大大学院 理工学研究科の内藤俊雄教授らの研究チームによるもの。詳細は、結晶学に関連する全般を扱う学術誌「Crystals」にオンライン掲載された。 現在の科学では原子番号1の水素から同118のオガネソンまで、118種類の原子の存在が確認されており、それらはすべて周期表に記載されている。研究チームは、さまざまな分子からなる伝導性物質や磁性体などを長年にわたって研究してきており、これまでも、紫外線を当てたときだけ金属に変わる有機物など、ほかの物質には見られない機能を持った新しい物質を発見してきたという。今回の研究もそうした一連の流れとして、新しい物質
「巨大な宇宙船が何光年もの距離をワープによって一瞬にして移動する」といったSFでおなじみのワープ・ドライブは、これまで「現実には実現不可能」といわれてきました。ワープ・ドライブを実現するには宇宙船を亜空間の場である「ワープ・バブル」で包む必要がありますが、新たにDARPA(国防高等研究計画局)から資金提供を受けてワープ・ドライブとは全く別の研究をしていた研究チームが、ワープ・バブルを偶然に出現させたと報告しました。 DARPA Funded Researchers Accidentally Create The World's First Warp Bubble - The Debrief https://thedebrief.org/darpa-funded-researchers-accidentally-create-the-worlds-first-warp-bubble/ ワープ
実体波: P波とS波 地震波は大きく分けると、地球内部を伝わる実体波、地表面に沿ってのみ伝わる表面波に分類されます。 実体波は体積変化を伴うP波と、進行方向に対して直交下方向に運動するS波に分類されます。図1は水平方向に伝わる実体波のデモンストレーションです。実際には色々な方向(鉛直方向を含む)に伝わります。 P波 まずは右端中央の"○"を右方向につまんで、引っ張った後に離してみて下さい。左方向に赤い波が進んでいく様子が見てとれるでしょう。このように波の進行方向と平行に振動する波をP波と言います。 S波 今度はは右端を下方向につまんでみて下さい。左方向に緑色の波が進んでいく様子が分かるでしょう。このように波の進行方向と直行する方向に振動する波をS波と言います。 波の速さ 今度は右端を斜め下に引っ張って見ましょう。P波(赤色)とS波(緑色)が発生する様子が見えるでしょう。さらにP波の方がS波
東京理科大学(理科大)は8月2日、複雑系科学の基礎理論に基づく数理解析法を用いて、ロケットエンジンの「燃焼振動」の形成と保持メカニズムを解明したと発表した。 同成果は、理科大 工学部機械工学科の後藤田浩教授、理科大大学院 工学研究科 機械工学専攻の島里実大学院生(2020年修了)、同・中村洸介大学院生、JAXA 航空技術部門 数値解析技術研究ユニットの松山新吾主任研究開発員、同・大道勇哉研究開発員らの共同研究チームによるもの。詳細は、米物理学協会が刊行する流体物理学を扱った学術誌「Physics of Fluids」に掲載されたほか、英物理学会(Institute of Physics)の情報誌「Physics World」でも研究内容が取り上げられた。 大きな振幅の圧力振動を伴う「燃焼振動」はロケットエンジンだけでなく、航空エンジンや発電用ガスタービンエンジンなどでも発生することが知られ
ダークマターの「髪の毛」（フィラメント）に囲まれた地球の想像図。Credits: NASA/JPL-Caltech もしかすると地球は、ダークマター（暗黒物質）でできた「髪の毛」に囲まれているのかもしれません。 【▲ ダークマターの「髪の毛」（フィラメント）に囲まれた地球の想像図（Credit: NASA/JPL-Caltech）】この画像は2015年に発表された研究論文をもとにイラスト化されたものです。地球の周辺に筋状のものが描かれており、ウニのとげのようにも見えます。研究はNASAのジェット推進研究所（JPL）のGary Prézeau氏によるもので、ダークマターが長いフィラメントのようになっていることを提唱しています。 ■ダークマターとは？特集「謎に包まれた仮説上の物質『ダークマター』とは？」にあるように、ダークマターは宇宙のすべての物質・エネルギーのうち約27パーセントを占めると言
要旨 理化学研究所（理研）放射光科学総合研究センター ビームライン開発チームの片山哲夫客員研究員（高輝度光科学研究センターXFEL利用研究推進室研究員）、ストックホルム大学のキョンホァン・キム研究員、アンダース・ニルソン教授らの国際共同研究グループは、X線自由電子レーザー（XFEL）[1]施設SACLA[2]を利用し、過冷却状態[3]にある水（H2O）の構造を捉えることに成功しました。 水は生命に不可欠な液体ですが、その挙動に関する理解は不完全です。例えば、温度を下げていくときの密度、熱容量[4]、等温圧縮率[5]といった熱力学的な特性の変化は、水と他の液体とでは逆の挙動を示します。そのため、水の熱力学的な特性については長年議論されており、いくつかの仮説が提唱されています。そのうちの一つが、水には密度の異なる二つの相があり、その間を揺らいでいるという仮説です。しかし、温度を0℃未満に下げた
マサチューセッツ工科大学(MIT)の研究チームは、カーボンナノチューブ(CNT)の内部に入った水が100℃超の高温で固体化する現象を発見した。ナノスケールの微小空間に水を閉じ込めたときの挙動について、これまでに得られていた知見とはまったく異なる現象であり、驚きをもって受け止められている。研究論文は学術誌「Nature Nanotechnology」に掲載された。 日常生活では、水は0℃を境に固体(氷)から液体の水になり、100℃で沸騰して気体(水蒸気)になる。ただし、固体・液体・気体という変化が起こる温度は、圧力など環境条件の変化によって変動する。その身近な例は、気圧の低い山の上では水の沸点が下がる現象だろう。また、圧力・温度条件の違いによって、結晶構造の異なる何種類もの氷が存在することも知られている。このように、置かれた環境の違いによって、水はその挙動をさまざまに変える。 ナノスケールの
This unique phenomenon can be easily reproduced in a pool on a sunny day. If you liked this video check out these: How to Make a SQUARE Vortex Ring! https://www.youtube.com/watch?v=N7d_RWyOv20 Why Hawaii's volcano is so UNUSUAL https://www.youtube.com/watch?v=k0tnqPmwWvk Subscribe - http://www.youtube.com/subscription_center?add_user=physicswoman http://instagram.com/thephysicsgirl http://www.p
最近、「電子レンジによる急な沸とうに注意！」という警告をよく見る。 中学校の理科で習う「突沸（とっぷつ）」という現象が起こって危ないらしいのだ。 今日はこの突沸事故を防ぐため、突沸に最適な条件を調べて、むしろ積極的に突沸させまくってみたいと思う。
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