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原子

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1: 2018/11/21(水) 13:36:59.84 ID:CAP_USER
<中国科学院合肥物質科学研究院は独自に設計開発した核融合実験装置「EAST(東方超環)」で高温プラズマ中心の電子温度が初めて摂氏1億度を達したことを明らかにした>

■夢のエネルギー、核融合発電

ウランやプルトニウムといった重原子の原子核分裂反応を利用する従来の原子力発電に対して、水素やヘリウムのような軽原子の核融合反応でエネルギーを発生させる核融合発電は、ほぼ無限に利用できる"クリーンエネルギー"として有望なエネルギー技術だ。

核融合反応は、太陽などの恒星が光輝き、エネルギーを放射する原理に倣ったもので、海中に豊富に存在する重水素やリチウムを利用するため資源の枯渇リスクがなく、発電過程で二酸化炭素を発生させない。また、核分裂反応をベースとする従来の原子力発電と異なり、高レベル放射性廃棄物が発生することもない。

恒星では巨大な重力によって核融合反応が維持されているが、地球で核融合反応させるためには超高温かつ超高圧な環境を人工的につくりだす必要がある。加熱装置を用いて摂氏1億度以上の高温プラズマをつくり、ここで重水素とリチウムから生成した三重水素(トリチウム)という2つの原子核を毎秒1000キロメートル以上の高速で衝突させて核融合反応を起こすという仕組みだ。

続きはソースで

https://www.newsweekjapan.jp/stories/assets_c/2018/11/matuoka1119a-thumb-720xauto-146408.jpg
China Makes Breakthrough in Artificial Sun Research https://youtu.be/TLI9TDEy7Y0


https://www.newsweekjapan.jp/stories/world/2018/11/71-3.php
ダウンロード (2)


引用元: 中国の核融合実験装置(人工太陽)で太陽の約7倍にあたる1億度を達成[11/20]

中国の核融合実験装置(人工太陽)で太陽の約7倍にあたる1億度を達成の続きを読む

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1: 2018/11/13(火) 21:21:36.33 ID:CAP_USER
インペリアル・カレッジ・ロンドンとフォトニクス企業のM-Squaredがナビゲーション用量子加速度計のデモンストレーションを行ないました。このデバイスの開発が進んで実用化されれば、将来的にはGPSを使用せずに、高精度での測位が可能になる可能性があるとされます。

量子加速度計は、原子を極低温に冷やすと波の性質が強くなって干渉を起こすようになるのを利用し、レーザーでその位相差を計測することで、その原子が受けている加速度を検出します。

このデバイスは非常に高感度でありながら、外部の信号に依存しないというところが重要だと、M-Squaredは解説します。英国ではGPSが1日なくなれば、10億ポンド(約1500億円)の損失になると言われていますが、将来的にこのデバイスがあらゆる機器に搭載できるようになれば、ビルの陰や地下、または電波が届きにくい水中/海中などあらゆる場所において高精度な測位が可能になる可能性があります。

続きはソースで

https://o.aolcdn.com/images/dims?resize=2000%2C2000%2Cshrink&image_uri=https%3A%2F%2Fs.yimg.com%2Fos%2Fcreatr-uploaded-images%2F2018-11%2F1a0f9d50-e63b-11e8-bcfa-6fc530d67641&client=a1acac3e1b3290917d92&signature=caf44d59c30f227971133c264247ffe323e25621

Quantum ‘compass’ could allow navigation without relying on satellites
https://youtu.be/xcqkXkWZhbM



https://japanese.engadget.com/2018/11/12/gps/
ダウンロード


引用元: 「GPSいらず」を実現する量子コンパス、英で初デモ。重力波検出にも応用可能[11/12]

「GPSいらず」を実現する量子コンパス、英で初デモ。重力波検出にも応用可能の続きを読む

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1: 2018/10/14(日) 19:42:11.72 ID:CAP_USER
うだるような夏の暑さに襲われている時に「どうせならこの暑さを貯めておいて、冬に暖房として使えたらいいのに」などと思ったことがある人もいるはず。現実には熱エネルギーをいつまでも保ち続けることは難しく、夏の暑さを冬に活用することは容易ではなかったのですが、新たに開発が進められているシステム「MOST」は、全く別の方法を用いることで熱を分子の中に閉じ込めて再利用することが可能なシステムとなっています。

Emissions-free energy system saves heat from the summer sun for winter | Chalmers
https://www.chalmers.se/en/departments/chem/news/Pages/Emissions-free-energy-system-saves-heat-from-the-summer-sun-for-winter-.aspx

New emissions-free energy system could save heat from the summer sun for winter
https://knowridge.com/2018/10/new-emissions-free-energy-system-could-save-heat-from-the-summer-sun-for-winter/

MOSTは、ヨーロッパの名門工科大学の一つでスウェーデンにある「チャルマース工科大学」の研究グループによって開発されたシステムです。特殊な分子の中に熱エネルギーを別の形で蓄えることで保存しておき、必要なときに熱に変換してエネルギーを取り出すという仕組みとなっています。


「特殊な分子」は炭素と水素、窒素から成るもので、太陽光を受けた時にエネルギーが豊富な異性体に変換されるという特性を備えています。異性体は、同じ種類の原子を持ちながらも違う構造をしている物質のことを指します。

このシステムでは異性体は液体の形をとっており、エネルギーを蓄えた状態で貯蔵することが可能。そして夜や冬場など必要になったときに熱を取り出すことができます。また、液体であることから既存のソーラーシステムに組み込むことが可能で、MOSTという名称は「Molecular Solar Thermal Energy Storage(分子ソーラー熱エネルギー貯蔵)」から取られています。

続きはソースで

https://i.gzn.jp/img/2018/10/13/molecular-solar-thermal-energy-storage/01_m.jpg
https://gigazine.net/news/20181013-molecular-solar-thermal-energy-storage/
images


引用元: 夏の暑さを閉じ込めておいて冬に使うエネルギー貯蔵システム「MOST」が実用化にむけ研究中[10/13]

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1: 2018/10/01(月) 23:13:25.78 ID:CAP_USER
重力の大小で時間の進み方が異なるという物理学者アインシュタインの一般相対性理論を証明する実験を、東京大の香取秀俊教授(量子エレクトロニクス)らの研究チームが東京スカイツリー(東京都墨田区)で行う。香取教授が開発した高性能の時計を2日夜に地上450メートルの展望台と1階会議室に設置し、微調整した上で今月中旬以降に実施する。

地球の重力は中心から離れるほど小さくなるため、高い場所ほど重力が小さくなり、時間の進み方がわずかに早くなるとされる。相対性理論を基にした計算では、450メートル差があると1日4ナノ(ナノは10億分の1)秒の差が出るという。

 実験に使う時計は、2005年に開発した「光格子時計」。

続きはソースで

https://cdn.mainichi.jp/vol1/2018/10/02/20181002k0000m040016000p/6.jpg?1

毎日新聞
https://mainichi.jp/articles/20181002/k00/00m/040/014000c
ダウンロード


引用元: 【物理学】東大スカイツリーで「相対性理論」の証明実験[10/01]

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1: 2018/09/24(月) 12:00:49.12 ID:CAP_USER
 生きものも存在せず、何も起こらない退屈な世界と思われがちな月。だが、遠目には静かに見えても、実際にはダイナミックな世界であることを忘れてはならない。わずかに存在する月の大気を観測したところ、月は電気を帯びた大気の層に覆われているという説を裏付ける結果が、9月4日付けの学術誌「Geophysical Research Letters」に発表された。しかもその層は、月が地球の後ろに隠れ、激しい太陽風から保護される満月の時期に強力になるようだ。

 つまり、夜空に浮かぶ明るい満月は、最も強く電気を帯びた姿ということになる。

 天体に大気がある場合、大気中の物質が真空の宇宙空間に接する上層部では、物質に強力な星の光や宇宙線がぶち当たる。すると、原子から電子がはぎ取られて、電気を帯びたガス(プラズマ)の薄い層ができる。これが電離層だ。

 月の重力は地球と比べてはるかに小さいが、それでも外気圏と呼ばれるごく薄い大気の層が存在する。放射性崩壊による月自体からのガス放出、流星塵や太陽風が月面に衝突して吹き上げられた原子、そして静電気によって空中を漂っているとされる月の塵などによって形成されたものだ。

 1970年代、旧ソ連の月面探査機ルナ19号と22号が月を周回し、月の上空にある荷電粒子の層にわずかに接触した。地球と同様に、希薄な月の外気圏も太陽光線と反応して電離層を形成しているようだった。

「月の電離層についてはまだわからないことが多く、論争があるのも確かです」。米アイオワ大学の実験宇宙物理学准教授で論文の筆頭著者であるジャスパー・ハレカス氏は言う。

 問題のひとつは、月の電離層があまりに弱く、太陽や地球から月に届くはるかに強力なプラズマの雲によって、その特徴が覆い隠されてしまうせいで、ほとんど検知できないということだ。

■地球の磁気圏のしっぽ

 そこでハレカス氏の研究チームは、NASAのアルテミス(ARTEMIS)計画に使われている2機の探査機を使って電離層の観測を試みた。

 探査機は現在月の近くを周回し、太陽が月に与える影響を調査しているが、そこに搭載されている機器は、月の薄い外気圏を観測できる。

 研究チームは、観測に最も適した満月を待つことにした。

 満月のとき、月は太陽から見て地球の反対側に位置し、地球から月の方向に尾のように伸びる磁気圏の中にすっぽりと入り込む。この磁気圏は、太陽から絶えず放出される高エネルギーの太陽風から月とそれを取り巻く弱い電離層を保護してくれる。

 この短い時間を狙って、アルテミスの探査機は太陽光が当たる月面の昼側から飛来するプラズマ波を計測し、これまでで最も詳しい月の電離層の姿をあぶりだした。その結果、月の電離層は地球の電離層の約100万分の1の薄さであることがわかった。

 薄いとはいえ、地球の裏側に隠れているとき、月のプラズマの密度は周辺よりかなり高くなっていた。このことから、月の電離層は地球の保護を受けているときにより強力になることがわかった。

 ハレカス氏は、この現象を「月の周りに泡立つ小さなプラズマの素」と説明する。

続きはソースで

https://cdn-natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/18/092000410/ph_thumb.jpg

ナショナルジオグラフィック日本版サイト
https://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/18/092000410/
ダウンロード (1)


引用元: 【宇宙】月の大気の帯電を観測、満月にパワーアップ 「月に奇妙な電離層とは、とても魅力的」と研究者、最新研究[09/21]

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1: 2018/09/25(火) 11:50:55.58 ID:CAP_USER
宇宙にはまだまだ解き明かされていない謎が多く、その最たる例が人間の目には見えないダークマターであるといえます。しかしその一方で、人間の「目に見えている物質」に関しても人類が把握できているのは全体の6割程度で、残りの4割は謎とされてきました。今回新たに導入された新しいアプローチにより、その残りの4割の存在が確認されるに至っています。

The Last of the Universe’s Ordinary Matter Has Been Found | Quanta Magazine
https://www.quantamagazine.org/the-last-of-the-universes-ordinary-matter-has-been-found-20180910/

宇宙関連の話題で必ず耳にするといってよいダークマターは、現代の人類が持つ観測方法では見つけることができない物質であるとされています。宇宙全体の構成を考えたとき、計算上は人類が観測できている物質、すなわち「原子」は宇宙全体のわずか4.9%であり、残りのダークマター(26.8%)とダークエネルギー(68.3%)についてはまだほとんど手がかりが得られていない状態です。

人類が観測できる原子を総称してバリオンと呼ばれますが、このバリオンについても、実際に観測できているのは全体の6割であり、残りの4割はこれまでどこに存在しているのか確認されていませんでした。これは「消えたバリオン問題」とされてきた問題で、人類は宇宙を構成している要素のうち、およそ3%ほどしかその実態を理解できていなかったことになります。

この見えていない「ダークバリオン」についての研究が進められてきたのですが、ついにその姿らしきものが確認されました。

続きはソースで

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180925-last-universe-ordinary-matter-found/
ダウンロード (3)


引用元: 【宇宙物理学】宇宙の謎「消えたバリオン」問題が新たな観測手法によって解明へ[09/25]

宇宙の謎「消えたバリオン」問題が新たな観測手法によって解明への続きを読む
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