理系にゅーす

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光速

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1: 2017/04/03(月) 20:09:10.85 ID:CAP_USER9
今年から「第5世代移動通信システム(5G)」の実証実験が始まるそうだ。
今ある4Gの次世代規格で、LTEの1000倍という超大容量化が期待されているというから、高速通信はまさに破竹の勢いで進化を続けている。

だが、この5G技術には屋内での電波干渉や壁等の障害物による電波減衰といった課題が残されている。
そこで今、新技術として注目を集めつつあるのが、“Li-Fi”(ライファイ)だ。

■LED電球のライトで通信するLi-Fiとは?

ニュージーランドのニュースサイト「NZ Herald.co.nz」(3月18日付)によると、Li-Fiは「Light Fidelity」の略で、LEDを使った光空間無線通信の一種だという。
“電波”ではなく、LED電球に100%依存する“光波”を使うデータ通信方式なのだ。

2017年現在、Li-FiはラボテストでWi-Fiの100倍速に相当することが確認されている。
また、Li-FiはWi-Fi同様無線通信だが、Wi-Fiと違って電波の渋滞からは解放され、さらに大量の電力を消費する電波塔が必要ないため、エネルギー効率も高い。
なにより、Li-FiはLED電球のライトが直接当たるスポットでなければ利用できないため、屋外からは屋内のシステムに侵入することは不可能となり、セキュリティ面ではWi-Fiよりずっと安全といえそうだ。

この新しい通信システムは、ドイツ人物理学者ハラルド・ハース教授が率いるオランダ・アイントホーフェン工科大学の研究者チームにより開発されたものだが、ハース教授は2015年9月に行われた「TED Talks」の講演中で、「3年以内の商用化を視野に入れている」と鼻息も荒い。
特筆すべきは、Apple社がLi-FiをiOSでテストしており、次世代iPhoneに搭載するのではとささやかれている点だろう。

続きはソースで

動画:https://youtu.be/FbDohcbuhu0



http://tocana.jp/2017/04/post_12766_entry.html
http://tocana.jp/2017/04/post_12766_entry_2.html
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引用元: 【技術】Wi-Fiの100倍速い無線通信「Li-Fi(ライファイ)」 LED電球の“光波”でデータ転送、次世代iiPhoneにも搭載か [無断転載禁止]©2ch.net

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1: 2017/03/25(土) 19:42:21.57 ID:CAP_USER9
シリコンバレーの大富豪の資金援助によって、太陽系に最も近い恒星ケンタウルス座アルファ星に探査機を送り込む「ブレークスルー・スターショット」という計画が持ち上がっている。
聞き慣れない名前の星だが、南半球に行って夜空を見上げればすぐわかる。
南十字星の比較的近くにある、ひときわ明るく輝いている星だ。

■太陽光を利用する帆船型

写真:レーザー光を帆に受けて進む探査機のイメージ
http://i.imgur.com/Vu8QSyL.jpg

太陽系の隣の星といっても、光が宇宙空間を時速約11億キロメートルで走って4年以上かかる。
文字通り天文学的な距離だ。火星や木星などを調べる従来型の探査機では何百年かかってもたどり着けない。
これまでとは根本から違った設計思想で探査機を作る必要がある。

計画によると、探査機の本体は指でつまめるほど小さなコンピューターチップ。
これに一辺が4メートルの正方形の帆を取り付ける。

帆の一方の側は反射膜になっていて、地上から強力なレーザー光を当てて反射させることによって推進力を得て光速の20%まで加速する。
このタイプの宇宙船を宇宙ヨットという。風を受けて走るヨットになぞらえた名前だ。
この人類史上最速の探査機なら、約20年でケンタウルス座アルファ星に到達できる。

続きはソースで

http://www.nikkei.com/article/DGXMZO14138720W7A310C1000000/
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引用元: 【宇宙】光速の5分の1を実現 史上最速の“光子帆船”を隣の恒星系へ送る 生命発見と成るか(画像あり) [無断転載禁止]©2ch.net

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1: 2016/12/09(金) 19:57:34.63 ID:CAP_USER
中性子星の研究を行っている欧州天文学者チームは、80年前に予言され、未だ実験的に確認されていない量子効果「真空の複屈折」の証拠を初めて観測した可能性があると発表した。研究論文は「英国王立天文学会月報」に掲載された。

通常、「真空」とは完全に何もない、空っぽの空間であると思われている。光は常に一定の速度(光速c=毎秒約30万km)で、何もない真空中をどこまでも真っ直ぐに進んでいくことができる。

一方、水やガラスなど真空以外の物質の中を進むとき、光は真空中の光速とは違う速度をもっている。物質固有の光の速度を真空中の光速cで割った値は、その物質の「屈折率」と定義される。たとえば、水の屈折率は約1.33、普通の板ガラスの屈折率は約1.51などと物質ごとに値が決まっている。真空の屈折率は、真空中の光速cを同じ光速cで割った値なので、当然「1」になる。

物質によっては、光の偏光の向きに応じて屈折率が変わることもある。この現象は「複屈折」と呼ばれ、すべての方向について構造が等質ではない物質、つまり異方性のある物質で見られる。

真空の場合、どの方向から見ても一様に同じ空間であって、方向によって空間の性質が変わるということはない。つまり、真空には異方性はなく、等方的であると言える。よって真空の屈折率は常に1であり、真空中で複屈折が起こることはあり得ない――と普通はそう考える。しかし、今から80年前、ドイツの物理学者ヴェルナー・ハイゼンベルク(不確定性原理の提唱者)とハンス・ハインリッヒ・オイラーは、空間が異方的になり、「真空の複屈折」が起こることがあると理論的に予言していた。

1930年代に理論化された量子電磁力学の立場では、真空を「何もない空っぽの空間」とは考えず、電子と陽電子のペアが生成と消滅を繰り返している動的な場であると見なす。電子・陽電子対は生成した瞬間に消えてしまうので「仮想粒子」とも呼ばれる。ハイゼンベルクらは、この仮想粒子が充満した真空において、強力な磁場をかけることによって空間が異方性を示し、真空の複屈折が起こると予言した。磁場に平行な方向と垂直な方向とでは、真空の屈折率が変わると考えた。

この予言を実験的に確かめるため、強力な磁石を使って真空の複屈折を観測しようとする研究が続けられているが、これまでのところ実際に真空の複屈折を観測したという報告はない。そうしたなか、研究チームは今回、中性子星の観測データのなかから、真空の複屈折によるものと考えられる分析結果を得たと発表した。

続きはソースで

http://news.mynavi.jp/news/2016/12/09/188/
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引用元: 【宇宙】未発見の量子効果「真空の複屈折」を中性子星の周りで初観測か ©2ch.net

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1: 2016/11/08(火) 09:14:59.79 ID:CAP_USER
映画『スター・トレック』の世界では、有名なワープ・ドライブ(ワープ航法)のおかげで、銀河系の横断がいとも簡単だ。このフィクションのテクノロジーを使えば、人類やその他の文明は何百年もかけることなく、わずか数日で恒星間を移動できる。

現実世界では、そこまでの高速移動は不可能だ。なぜなら、宇宙の仕組みを説明するアインシュタインの特殊相対性理論によると、光速より速く移動するものは存在しないから。

現行のロケット推進システムはこの法則に縛られているものの、野心的なエンジニアや物理学者が数多く、スター・トレックの宇宙移動に少しでも近づくための概念設計に取り組んでいる。

「現在もっとも先進的な恒星間旅行のアイデアでさえ、最寄りの恒星まで数十年から数百年の移動時間がかかります。壁は、特殊相対性理論、それに超高速で移動するための技術不足です」と言うのは、恒星間飛行に向けた取り組みを専門とする非営利団体イカルス・インターステラーの創設者であるリチャード・オバウシー氏だ。

「光より速く移動できる宇宙船を作ることができれば、銀河の探査と人類移住の可能性が開けます」

(中略)

1994年、メキシコの理論物理学者ミゲル・アルクビエレ氏が、スター・トレックファンに希望の光を与えた。氏は、アインシュタインの特殊相対性理論に反しない、超光速航法の説を唱えたのだ。

宇宙船そのものを光速まで加速させるのではなく、宇宙船周辺の時空構造をゆがめてしまえばいいのでは? アルクビエレ氏は、時空間にバブルを作る計算を提示した。バブルは、その後方が拡大し、前方が収縮することで推進する。この理論にしたがえば、宇宙船はバブルに沿って運ばれ、光速の10倍以上の速度までの加速が可能になる。

詳細・続きはソースで

http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/16/110100411/ph_thumb.jpg
http://natgeo.nikkeibp.co.jp//atcl/news/16/110100411/
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引用元: 【宇宙】ワープ航法は実現可能か? 時空のバブルを作れば光速の10倍以上で移動可能 ©2ch.net

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1: 2016/08/27(土) 12:09:01.18 ID:CAP_USER
光速の20%で移動できる探査機、地球に似た4光年先の「プロキシマb」もターゲットに (sorae.jp) - Yahoo!ニュース
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20160826-00010003-sorae_jp-sctch
http://amd.c.yimg.jp/amd/20160826-00010003-sorae_jp-000-1-view.jpg


昨日発表された、歴史的な「わずか4光年先の地球に似た惑星」の発見。これまでで最も地球に近いこの惑星の発見は、地球外生命体の発見への期待を膨らませてくれます。そして星を見つけたら次は探査計画だ…とばかりに、光速の20%で移動できる探査機計画「ブレークスルー・スターショット」のメンバーが新たな探査ターゲットになりうると回答しているんです。
 
このブレークスルー・スターショットとは、ロシアの富豪のYuri Milner氏と物理学者のスティーヴン・ホーキング博士による宇宙探査プロジェクトで、4.37光年先のケンタウルス座アルファ星をターゲットにしています。先日発見された「プロキシマb」も4光年先に位置しているので、こちらも探査にはちょうどいい目標になることでしょう。
 
同プロジェクトの宇宙船は切手サイズですが、カメラやナビゲーションシステム、通信システムを搭載。そして原子数百個分の極薄の「光子を捉える帆」を展開し、地球から発せられるレーザーを受けることで光速の20%の速度で移動できるのです。光速の20%で移動できるなら、プロキシマbまで16年くらいで到着できる計算になります。
 
ブレークスルー・スターショットの諮問委員会に所属するAbraham Loeb氏は、「プロキシマbの発見は我々のプロジェクトを勢いづけるでしょう。我々のプロジェクトはこの発見により、明確なターゲットを見つけました」と語っています。
 
ただし同プロジェクトは今後5年~10年の準備期間が必要で、探査機の打ち上げは20年~30年後になります。また探査機を宇宙で移動させるために、強力なレーザー施設の設置も必要です。そしてすべてが上手くいっても、観測結果が得られるのはおそらく50年後…と、大変壮大な計画になる予定です。
 
それでもさまざまなハードルを乗り越えて、ぜひ地球に似たプロキシマbやケンタウルス座アルファ星周辺の探査を実現してほしいものですね!

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引用元: 【技術/宇宙開発】光速の20%で移動できる探査機、地球に似た4光年先の「プロキシマb」もターゲットに [無断転載禁止]©2ch.net

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1: 2016/07/01(金) 11:31:40.90 ID:CAP_USER
MIT、チェレンコフ放射によるグラフェンの電気-光変換現象を解明

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マサチューセッツ工科大学(MIT)らの研究チームは、グラフェン内部で電気を光に変換する新原理を解明した。チェレンコフ放射(荷電粒子の速度が媒質中の光速を超えるときに光が出る現象)を利用する。2016年6月13日付けの Nature Communications に論文が掲載されている。

チェレンコフ放射は、物質中を進む荷電粒子の速度がその物質中での光速を超えるときに光の衝撃波が生じる現象である。その仕組みは航空機が「音速の壁」を超えたときに生じる衝撃波(ソニックブーム)に類似している。天文学上の超高速の宇宙粒子や、高エネルギー加速器内などで見られる現象であり、通常の地上の技術でチェレンコフ放射が起きることはないと考えられてきた。

しかし、研究チームは今回、グラフェンの内部でチェレンコフ放射による発光が実際に起こりうることを理論的に明らかにした。

グラフェンに光を照射したとき、表面プラズモン効果により、真空中での光速度の数百分の1まで光が減速されることがある。

続きはソースで


グラフェン中でのチェレンコフ放射の概念図(出所:MIT)
http://sustainablejapan.net/app-def/S-102/wp/wp-content/uploads/2016/07/MIT.jpg
http://sustainablejapan.net/?p=6442

引用元: 【物理】グラフェン中で電子が「光速の壁」を超え、光の衝撃波(チェレンコフ放射)が発生…MITが解明 ©2ch.net

グラフェン中で電子が「光速の壁」を超え、光の衝撃波(チェレンコフ放射)が発生…MITが解明の続きを読む

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