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物理

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1: 2019/07/17(水) 00:57:22.05 ID:CAP_USER
「量子もつれ」の瞬間を世界で初めて画像に記録、英研究チームが成功(記事全文は、ソースをご覧ください。)
https://wired.jp/2019/07/16/quantum-entanglement-photo/
2019.07.16 TUE 18:00
WIRED,TEXT BY SANAE AKIYAMA

2つの粒子が強い相互関係にある「量子もつれ」と呼ばれる現象を、英大学の研究チームが世界で初めて画像に記録することに成功した。今回の実験で得られた画像処理の技術は、量子コンピューティングや量子暗号の進化にも貢献することが期待されている。

(写真)PHOTOGRAPH BY SCHOOL OF PHYSICS AND ASTRONOMY, UNIVERSITY OF GLASGOW
https://wired.jp/wp-content/uploads/2019/07/quantum-og.jpg

ミクロの世界を正しく説明するうえで欠かせない量子力学に、「量子もつれ」と呼ばれる現象がある。量子もつれとは、2つの粒子が強い相互関係にある状態であり、粒子のスピン、運動量などの状態をまるで「コインの裏表」のように共有する運命共同体のような状態を指す。

例えば、一方の粒子を観測したときのスピンが上向きであれば、もう一方は瞬時に下向きになる。このような量子もつれにある2粒子間の状態は、どれほどの距離──たとえ銀河の端から端という途方もない隔たりがあろうが、維持されるのだという。この同期の速度が光の速度を超えるという、まるで空間など存在していないかのような非局所性から、偉大な物理学者アルバート・アインシュタインが、かつて「不気味な遠隔作用」と呼んだほどだ。

そんな量子もつれの状態を画像に収めることに、このほど英国のグラスゴー大学の研究チームが成功した。量子もつれの状態にある光子の様子を捉え、オープンアクセスの科学学術誌『Science Advances』で画像を公開したのだ。これは、量子もつれの判断基準とされる「ベルの不等式」の破れをもとに量子もつれを実験的に可視化する技術で、もつれ状態にある粒子ペアがひとつの画像に収められたのは今回が初めてだという。

・かくして「量子もつれ」は画像に記録された
マクロの世界における物質の状態は、観測者がいるかどうかに関わらず、すでに決定している。対してミクロの世界では、量子が実際にどのような状態にあるのかは、何かに“観測される”まで不確定だと考えられている。これまで量子もつれ現象は実験的には立証されていたものの、「観測されるまで状態が決定されない量子もつれ」を、いかに画像に収めるのかという実験的セットアップを考案するのは至難の業だった。

今回の実験では量子もつれ状態を確認するため、「ベルの不等式」と呼ばれる式が使用されている。「ベルの不等式」は、古典的に説明できる粒子の相関関係の上限を示した数式で、これによって実験が「量子的」なものなのか「古典的」に説明できるものなのかを区別できる。「ベルの不等式」の上限が破られると、実際に2つの粒子が量子もつれの状態にあることが示される。

(画像)研究チームは自発的パラメトリック下方変換(SPDC)と呼ばれる手法を用いて量子もつれ状態をつくりだした。IMAGE BY SCHOOL OF PHYSICS AND ASTRONOMY, UNIVERSITY OF GLASGOW
https://wired.jp/wp-content/uploads/2019/07/F1.large_-e1563242598410.jpg

研究チームは、自発的パラメトリック下方変換(SPDC)と呼ばれる手法によって、まず光子をもつれ状態にした。次にビームスプリッターによって光子対を2つに分割する。光子1の通路には通過の際にランダムに位相が決まるフィルター(0°、45°、90°、135°)を設置してあり、光子2はフィルターを通過せずにまっすぐに進む。研究チームは、光子1と、もつれた光子2の両方を同じタイミングで捉えたときにのみ検出できる超高感度カメラを設置し、これらの可視記録を作成した。

4つの異なる位相において見られる量子のもつれ画像は、実に4万フレームを組み合わせたものだ。光子ペアはフィルターを通る前に分割されているにもかかわらず、両方がフィルターの位相と同じ相転移をしているのが見てとれる。

■■略

https://wired.jp/wp-content/uploads/2019/07/F2.large_-e1563242997968.jpg
(画像)4つの異なる位相において見られる量子のもつれ画像は、実に4万フレームを組み合わせたものだ。光子ペアはフィルターを通る前に分割されているにもかかわらず、両方がフィルターの位相と同じ相転移をしているのが見てとれる。IMAGE BY SCHOOL OF PHYSICS AND ASTRONOMY, UNIVERSITY OF GLASGOW

続きはソースで

WIRED
ダウンロード



引用元: 【量子力学】「量子もつれ」の瞬間を世界で初めて画像に記録、英研究チームが成功[07/17]

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1: 2019/07/03(水) 00:35:39.92 ID:CAP_USER
京都大学など、未知の中性粒子発見 電気通さず熱だけ運ぶ
https://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20190702-00000069-zdn_n-sci
2019/7/2
YAHOO!JAPAN NEWS,ITmedia NEWS

画像:電気は通さないが、熱は運ぶ未知の中性粒子の説明図
https://amd.c.yimg.jp/amd/20190702-00000069-zdn_n-000-1-view.jpg

 京都大学・東京大学・茨城大学などの研究グループは7月2日、
 絶縁体中で金属のように熱を運ぶ役割を持つ未知の中性粒子を発見したと発表した。
  「これまでに知られていない、全く未知の粒子」
 (論文責任著者で京都大学の松田裕司教授)という。

 固体中で熱を運ぶ役割を持つのは、動き回れる電子(伝導電子)と、固体を構成する原子の振動(格子振動)の2種類だ。
 金属は動き回れる電子が多いため熱伝導率は高く、絶縁体は動き回れる電子が少ないため熱伝導率は低い。

 研究グループはイッテルビウム12ホウ化物(YbB12)という絶縁体物質に注目。
 YbB12を0.1ケルビンという絶対零度近傍まで冷やし、格子振動による熱伝導を無視できる状態で測定したところ、
 電気を通さないにもかかわらず金属のような温度変化を示したという。

続きはソースで

ダウンロード (6)

 (松田教授)

 研究結果は、英科学雑誌Nature Physicsに7月1日付で掲載された。

引用元: 【物性物理学】京都大学など、未知の中性粒子発見 電気通さず熱だけ運ぶ[07/03]

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1: 2019/07/06(土) 04:16:39.80 ID:CAP_USER
2019年07月05日 11時35分

https://i.gzn.jp/img/2019/07/05/mitchell-feigenbaum-passed-away/00_m.jpg

自身の名を冠したファイゲンバウム定数などカオス理論の分野で卓越した業績を残したミッチェル・ジェイ・ファイゲンバウム博士が2019年6月30日にニューヨークで亡くなっていたことがわかりました。74歳でした。

The Rockefeller University » Mitchell Feigenbaum, physicist who pioneered chaos theory, has died
https://www.rockefeller.edu/news/26289-mitchell-feigenbaum-physicist-pioneered-chaos-theory-died/

ファイゲンバウム博士は1944年12月19日、アメリカのペンシルベニア州フィラデルフィアで生まれ、ニューヨーク州ブルックリンで育ちました。ラジオ機器に興味を持っていたファイゲンバウム博士は、電気技師を志してニューヨーク市立大学で電気工学の学士号を目指すも物理学に魅了され、物理学者に転身。マサチューセッツ工科大学(MIT)で理論物理学の博士号を取得します。コーネル大学に1970年から1972年、バージニア工科大学に1972年から1974年まで勤めた後、ロスアラモス研究所に勤務。ロスアラモスでの研究が後の「カオス理論」に繋がります。

ファイゲンバウム博士が研究を始めたとき、カオス理論なる言葉はまだ生まれてもいませんでした。ニュートンを含めて世界の科学者は、太陽系の惑星の軌道などの複雑系の計算予測値と実測値の「ずれ」の問題を解決しようと取り組んできました。同じ系で起きている現象でも、初期値がわずかでも異なると最終結果に大きなズレが生じる場合があるのは科学者の悩みの種となっていました。

続きはソースで

https://i.gzn.jp/img/2019/07/05/mitchell-feigenbaum-passed-away/1920px-Mitchell_J_Feigenbaum_-_Niels_Bohr_Institute_2006.jpg

https://gigazine.net/news/20190705-mitchell-feigenbaum-passed-away/
ダウンロード (1)


引用元: 【訃報】カオス理論の先駆的研究者ミッチェル・ファイゲンバウム博士が死去 2019/07/05

【訃報】カオス理論の先駆的研究者ミッチェル・ファイゲンバウム博士が死去の続きを読む

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1: 2019/07/01(月) 00:18:30.82 ID:CAP_USER
史上初、水素の金属化に成功? 今度こそ本当っぽい
https://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20190629-00010005-giz-sci
https://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20190629-00010005-giz-sci&p=2
2019/6/29
YAHOO!JAPAN NEWS,ギズモード・ジャパン

 物理界のはぐれメタル捕獲で、人類の経験値が爆上がりするかも。

 80年以上前、物理学者のユージン・ウィグナーが、水素に特定の温度と圧力をかけると金属になりうる、と予測しました。
 水素って目に見えない気体のイメージですが、それが金属になるっていうコンセプトがメタルスライムっぽくていいですね。
 その後数々の研究者が金属水素の生成に挑戦してきたのに誰も見つけられてないっていう意味では、
 はぐれメタルといったほうがいいかもしれません。

 が、ついに今、ある研究チームがそれに成功した…のかもしれません。
 フランス原子力庁のPaul Loubeyre氏を中心とする研究チームが、
 液体水素に地球の核内部以上の圧力をかけた実験結果についての論文をarXivにポストしました。
 Loubeyre氏らは、液体水素に今までにない高い圧力を与えることで、金属のような性質を呈したと言っています。

 ただこれまでにも、たとえば2017年にハーバード大学の研究チームが、
 その前には2012年にドイツのマックス・プランク研究所のチームが、
 金属水素の生成成功を主張していましたが、どちらもわりと懐疑的な反応をされていて、
 その主張の正しさも確認できていません。
 でも専門家の中には、今回こそは本物だと考えている人たちもいます。

 ・金属水素ってすごいの?

■■中略

 ・この実験のミソ
 論文を書いたLoubeyre氏らはまずこれまでの研究を生かし、
 ダイヤモンドアンビルセル(ごく小さなダイヤモンドふたつの間にサンプルをはさんで超高圧をかける機械)で気体状の水素を310GPaで圧縮し、
 固体の水素を生成しました。
 そして彼らは圧力をさらに上げていき、粒子加速器のSOLEILシンクロトロンが出す赤外線に水素サンプルがどう反応するかを計測しました。

 すると圧力425GPa前後、温度80ケルビン(摂氏マイナス193.15度)の状態で、サンプルが突然すべての赤外線を吸収し始めました。
 この状態は論文では「バンドギャップが埋まった」と書かれてるんですが、言い換えると、
 エネルギーを加えなくても水素サンプル上を電子が通れるようになったということです。

 まとめると、彼らは水素ガスを超コンパクトに圧縮して量子閉じ込め効果を利用することで、
 水素に金属のような電気を流す性質を与えることができた、と言ってるわけです。

詳細・続きはソースで

ダウンロード (4)


 Source: arXiv、Nature、Jstage、Wikipedia、Twitter
 Ryan F. Mandelbaum - Gizmodo US [原文] ( 福田ミホ )

引用元: 【化学】史上初、水素の金属化に成功? 今度こそ本当っぽい[07/01]

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1: 2019/05/07(火) 07:18:10.35 ID:CAP_USER
サンゴ礁が広がるモルディブ沿岸を泳ぐタイマイ。サンゴ礁は多くの生き物を育むが、地球温暖化の影響が強く危惧されている(Andrey・Armyagov氏/Shutterstock.com提供)
 世界で100万種の動植物が絶滅の危機にひんし、人の活動に伴う生態系の喪失がかつてない速度で進んでいるとの評価報告書を国連の科学者組織が6日、発表した。人の暮らしを支えるさまざまな自然の恩恵が損なわれると警告しており、抜本的な保全強化を訴えた。

続きはソースで

共同通信
https://this.kiji.is/498092317547824225?c=39550187727945729
ダウンロード (5)


引用元: 【生態系】動植物100万種が絶滅危機 生態系喪失で国連警告[05/06]

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1: 2019/05/12(日) 20:51:16.68 ID:CAP_USER
 理化学研究所(理研)、東京大学、フランス新エネルギー庁(CEA)などからなる国際共同研究グループは、長年未解決であったニッケル同位体78Ni原子核の二重魔法性の有無を示す直接的証拠の発見を成し遂げた。

 原子核が比較的安定になる陽子や中性子の数のことを魔法数と呼ぶ。魔法数は2、8、20、28、50、82、126が知られ、陽子や中性子が入る「殻」間のエネルギーが大きなところに現れることが、原子核の「殻構造モデル」で説明可能だ。

 ところが近年、同じ陽子数でも中性子数が過剰な同位体の原子核は不安定で、魔法数が消失したり出現したりすることが明らかとなり、こうした不安定原子核の魔法数研究が盛んに行われている。とりわけ陽子数28、中性子数50の二重魔法数を持つ78Niは、二重魔法数原子核の中で最も原子核の存在限界(中性子ドリップライン)に近い、極めて中性子過剰な不安定原子核で・・・

続きはソースで

論文情報:【Nature】78Ni revealed as a doubly magic stronghold against nuclear deformation
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1155-x

https://univ-journal.jp/25864/
ダウンロード (1)


引用元: 【魔法数】中性子過剰なニッケル原子核が二重魔法性を保持する証拠の発見[05/12]

【魔法数】中性子過剰なニッケル原子核が二重魔法性を保持する証拠の発見の続きを読む
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