理系にゅーす

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密度

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1: 2019/04/15(月) 16:47:09.08 ID:CAP_USER
■次はいよいよ私たちの銀河系中心にあるブラックホールを解明へ

2017年4月にM87のブラックホールの観測が行われ、5ペタバイト(1ペタバイトは1000兆バイト)におよぶデータが収集された。科学者たちがこの膨大なデータを解析し、ブラックホールの顔写真を構成するには2年もの歳月を要した。

(中略)

■膨大なデータから見えてきたこと

画像を手にした科学者たちは、ブラックホールの物理学の謎を深く研究できるようになった。そこには基礎の確認も含まれている。

「こうした観測から知りたいのは、ブラックホールの特性が、アインシュタインの理論から予想されるものと同じかどうかということです」とリース氏は言う。

 これまでにわかった範囲でいえば、アインシュタインの予想はどちらかと言えば正しかったようだ。アインシュタインはブラックホールの存在については懐疑的だったが、彼が1915年に発表した一般相対性理論の方程式の解は、宇宙に非常に重い天体があれば、それは球形で、光の輪に埋め込まれた黒い影のようなものであると予言していた。

M87のブラックホールの画像はその予想と一致していた。光の輪はやや不均一で、膨らんだドーナツのように見えるが、それも予想されていた。ブラックホールのまわりを回る円盤は、その一部が私たちの方に向かって動いているため少し明るく見えるのだ。

「全体が動いているため、一部は私たちに向かってくるのです。『インターステラー』の表現は、この点で間違っています!」と、マーコフ氏は2014年のSF映画で描かれた超大質量ブラックホールとの違いを指摘した。「この画像には圧倒的なものがあります。私たちは今、時空の吸い込み穴を見ているのです」


■ブラックホール 底なしの食欲

ブラックホールというと虚空のようなイメージがあるが、実際には宇宙で最も高密度の天体であり、それが途方もない重力を与えている。巨星が崩壊することによってできるブラックホールは、ニューヨーク市の大きさに太陽の10倍の質量が詰まっている。銀河の中心にある超大質量ブラックホールは、太陽の数十億倍の質量をもち、その起源は謎に包まれている。

https://cdn-natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/19/041200223/ph_kakomi.jpg

M87
1781年、天文学者シャルル・メシエは、おとめ座に恒星とは異なる明るい天体を発見した。今日、M87(メシエ87)として知られるこの天体は、5500万光年の彼方にある、数兆個の恒星からなる銀河である。M87の中心には太陽の65億倍の質量をもつ超大質量ブラックホールがあり、そこに非常にコンパクトな電波源があると推測されている。

1.特異点:アインシュタインの方程式によると、恒星が自分の重力で潰れてできたブラックホールの中心は、密度が無限大で次元のない「特異点」になっているという。特異点は数学的な意味での穴であり、実在はしていないようである。

2.事象の地平線: M87の超大質量ブラックホールの事象の地平線の大きさは約400億kmで、この境界線を越えると、光さえ逃げ出すことができなくなる。

3.静止限界:ブラックホールの自転は、空間をねじ曲げ、近くを軌道運動する物体を加速または減速する。静止限界は、ブラックホールの自転に対して光速で運動する物体が静止しているように見える軌道だ。

続きはソースで

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/19/041200223/ 
ダウンロード (2)


引用元: 【解説】ブラックホールの撮影成功、何がわかった?[04/12]

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1: 2019/02/21(木) 15:54:37.45 ID:CAP_USER
地球から何光年ものかなたにある2つの巨大な惑星、それらのまったく異なる密度は説明が難しい。

「ケプラー107 b」と「ケプラー107 c」という隣り合って並ぶ惑星の密度があまりにも異なっていることから、一方は大規模な衝突を受けたことによって形成された可能性を天文学者たちが発見した。

ケプラー107 bとケプラー107 cは地球から約1600光年離れた星系内にあり、もともとは引退したケプラー天体望遠鏡によって発見された。カナリア諸島にあるガリレオ国立天文台での3年近くに及ぶ観測から分光写真機で撮影された画像を元に・・・

続きはソースで

https://cdn.technologyreview.jp/wp-content/uploads/sites/2/2019/02/07053506/telescopionazionalegalileotessicini.jpg
https://www.technologyreview.jp/nl/a-distant-exoplanet-may-have-been-involved-in-a-head-to-head-collision/
ダウンロード


引用元: 【宇宙】地球から1600光年離れた2つの惑星の謎、なぜここまで密度が違う?[02/21]

地球から1600光年離れた2つの惑星の謎、なぜここまで密度が違う?の続きを読む

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1: 2019/01/11(金) 22:03:20.34 ID:CAP_USER
■奇妙な超新星を観測、「これをずっと待っていました」と天体物理学者

 今から2億年以上前、地球上では恐竜たちが闊歩していた頃、1つの大質量星が断末魔の苦しみにもがいていた。最後の大爆発は非常に珍しいタイプのもので、昨年6月にその光がついに地球に到達すると、天文学者たちは頭を抱えた。

 今回、謎の閃光の起源が解き明かされたかもしれない。45人の天文学者からなる研究チームは、「Cow(カウ、牛の意)」というあだ名をもらった奇妙な超新星の観測データを検討し、この爆発は、死にゆく星がブラックホールを生み出す瞬間を初めてとらえたものかもしれないと主張している。

 チームリーダーである米ノースウェスタン大学の天体物理学者ラファエラ・マルグッティ氏は、「これをずっと待っていました」と言う。マルグッティ氏らは1月にシアトルで開催された米国天文学会の年次総会で研究成果を報告し、近く学術誌『Astrophysical Journal』に論文を発表する。

 複数の波長の光でとらえられたデータは、大質量星がつぶれて中性子星という高密度の死んだ星になった可能性も示唆している。Cowを調べているほかの研究チームは、その異常な挙動を別の方法で説明しようとしている。以下では、Cowについてどんなことが分かっていて、天文学者たちがなぜその説明に手こずっているのかを見ていこう。

■Cowはどこにある? なぜ「カウ(牛)」の名に?
 CowはCGCG 137-068という銀河の外縁部で爆発した。CGCG 137-068は、地球から約2億光年の彼方にある小型の渦巻銀河だ。Cowというニックネームは、自動的に命名された正式名称「AT2018cow」に由来する。2018年6月16日に、ハワイのATLAS望遠鏡で観測を行っていた天文学者チームがこれを発見し、17日にほかの天文学者たちに注意を促して、多くの望遠鏡が一斉にこの爆発に向けられることになった。

■Cowのどこがそんなに珍しいの?
 Cowは初めて観測された超新星ではないが、これまでに検出されたものの中では最も地球から近いため、詳細に観測できた点で先例のないものだった。短時間で非常に明るくなった点でも珍しかった。X線で観測すると、ピーク時のCowは通常の超新星の数十倍も明るかった。一般的な超新星が数週間かかってピークの明るさになるのに対し、Cowはわずか数日でピークの明るさに達した。

Cowのエネルギー源もよくわからなかった。通常、超新星は内部にあるニッケル56という放射性同位元素を爆発の燃料にしている。Cowが放出した物質の量を天文学者が計算したところ、その量は驚くほど少なく、おそらく太陽の質量の10分の1程度という結果になった。普通、超新星は太陽の数十倍の物質を放出するので、この結果は非常に不思議だ。

 その上、放出された物質の中には水素とヘリウムという予想外の物質も含まれていた。超新星爆発を起こす星は、とっくの昔に核燃料となる水素とヘリウムを使い果たしているはずなのに。

続きはソースで

■2018年8月17日、ハワイのW・M・ケック天文台の分光器DEIMOS(デイモス)が撮影した超新星AT2018cowとCGCG 137-068銀河。
https://cdn-natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/19/011100032/01.jpg
https://cdn-natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/19/011100032/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/19/011100032/
ダウンロード (3)


引用元: 【天体物理学】星がブラックホールになる瞬間が見えた!?奇妙な超新星を観測[01/11]

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1: 2018/11/25(日) 13:33:55.96 ID:CAP_USER
産業技術総合研究所(産総研) は、導電性基板上に蒸着でナノメートルスケールの一酸化ケイ素(SiO)薄膜を形成し、その上に導電助剤を積層させた構造のリチウムイオン2次電池用電極(負極)を開発したと発表した。

同成果は、産総研 先進コーティング技術研究センター エネルギー応用材料研究チームの間宮幹人主任研究員、秋本順二研究チーム長らによるもの。詳細は11月27日~29日にかけて大阪市で開催される「第59回電池討論会」で発表される予定だという。

この積層構造を有する電極の充放電特性は、容量が現在主流である黒鉛負極(372mAh/g)の約5倍に相当し、一酸化ケイ素の理論容量2007mAh/gとほぼ一致したとする。また、開発した電極は充放電を200サイクル以上繰り返しても容量は維持され、高容量で長寿命な特性を持つことが明らかとなった。今回開発した電極により、負極のエネルギー密度が向上し、リチウムイオン2次電池の高容量化や小型化が促進されると期待される。

■従来型電極と今回開発した電極の構造の模式図 (出所:産総研Webサイト)
https://news.mynavi.jp/article/20181125-730074/images/001.jpg

スマートフォンや電気自動車などリチウムイオン2次電池の市場は急速に拡大しており、市場調査会社の予測によると2021年には2015年の約2倍の4兆円規模に成長するとされている。市場拡大に伴い電池の高性能化や安全性の向上に向けた開発が盛んに行われている。

負極としては従来の黒鉛より数倍から十数倍の理論容量を持ち供給の安定性に優れたケイ素系負極が次世代負極の最有力とされている。中でも一酸化ケイ素は、汎用の黒鉛負極(372mAh/g)に比べて、理論容量が2007mAh/gにも達するため期待されている。現行の塗工法で作製した一酸化ケイ素電極でも、1200mAh/g程度の容量を示すが、容量のサイクル劣化の問題が残り、一酸化ケイ素単体では実用化されていない。一方、一酸化ケイ素と黒鉛の混合物を用いた電極が開発され、黒鉛電極の2倍を超える800mAh/g程度の容量の製品が市場へ出始めているが、一酸化ケイ素材料本来の性能を十分引き出すには至っていない。

産総研では、次世代の2次電池の開発を材料化学の見地から進めてきており、正極、負極、固体電解質と電池全般の部材用の新規材料開発に取り組んできた。一酸化ケイ素は蒸気圧が高く、高温減圧条件下で容易に気化するため、蒸着で一酸化ケイ素薄膜を基板上に成膜できる点が利点となっている。しかし、一酸化ケイ素自体は導電性が低いため、一酸化ケイ素の蒸着薄膜を直接電極として用いる発想はなかった。今回、産総研では電極材料として用いるため、蒸着条件や導電性を付与するためのプロセスについて検討を進めてきた。

リチウムイオン2次電池は正極と負極の間をリチウムイオンが移動することで充放電できる。電池の高容量化には一酸化ケイ素を負極活物質に用いることが有望だが、ケイ素は充放電に伴うリチウムイオンの取り込みと放出で300%以上の体積変化が生じるため、活物質、導電助剤、結着剤からなる電極構造が維持できなくなり劣化してしまう。ただし、粒径を300~500nm以下まで微細化すれば劣化の抑制効果が見られるため、一酸化ケイ素の薄膜を作製し、劣化の改善を目指したという。

図1 今回開発の負極を用いるリチウムイオン2次電池の概略図 (出所:産総研Webサイト)
https://news.mynavi.jp/article/20181125-730074/images/002.jpg

具体的には集電体であるステンレス上に一酸化ケイ素を蒸着。導電性を付与するため、導電助剤としてカーボンブラックに結着剤を加え分散させた混合液を、蒸着した一酸化ケイ素膜の上から塗布・乾燥させて導電助剤層を作製した。この電極は一酸化ケイ素薄膜上に導電助剤層を積層させた構造となる。

図2 新規積層電極の断面電子顕微鏡写真 (出所:産総研Webサイト)
https://news.mynavi.jp/article/20181125-730074/images/003.jpg

図3 今回開発された電極と従来型電極を用いて作製した電池の充放電サイクル特性 (出所:産総研Webサイト)
https://news.mynavi.jp/article/20181125-730074/images/004.jpg

続きはソースで
https://news.mynavi.jp/article/20181125-730074/
ダウンロード (1)


引用元: 産総研、高容量で劣化しないリチウムイオン2次電池用負極を開発[11/25]

産総研、高容量で劣化しないリチウムイオン2次電池用負極を開発の続きを読む

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1: 2018/11/25(日) 14:15:12.30 ID:CAP_USER
生態系への影響が懸念されている小さなプラスチックのごみ「マイクロプラスチック」について、東京理科大学と愛媛大学の研究グループが全国の29の河川を調べた結果、9割にあたる26の河川から見つかりました。調査を行った研究者は、ごみの削減など陸での対策の強化が必要だと指摘しています。

「マイクロプラスチック」は大きさが5ミリ以下のプラスチックのごみで、東京理科大学と愛媛大学の研究グループは平成27年8月からことし5月にかけて、全国の29の河川の36地点で水に「マイクロプラスチック」が含まれているか調べました。

その結果、千葉県の大堀川や神奈川県の鶴見川など9割にあたる26の河川の31地点で「マイクロプラスチック」が見つかったということです。

続きはソースで

NHKニュース
https://www3.nhk.or.jp/news/html/20181125/k10011722411000.html
ダウンロード (3)


引用元: 【環境】マイクロプラスチック 調査した河川の9割で検出 東京理科大学と愛媛大学の研究グループ[11/25]

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1: 2018/10/07(日) 19:35:38.82 ID:CAP_USER
米スタートアップのHaptXは3日(現地時間)、VR向けの触覚フィードバックグローブ「HaptX Gloves」の開発者キットを発表した。

 HaptX Glovesは、両手に装着することで、「仮想空間上の物体」の“触った感触”を感じ取れるという製品。

 同グローブには、シリコンスキンに空気を流し込み微妙な変化を触覚させる、同社独自のマイクロ流体アクチュエータが130個搭載されており、ユーザーの皮膚に触覚フィードバックを提供するという。

 高出力密度のマイクロ流体アクチュエータは、各指に最大4ポンド(約1.8kg)の抵抗を付与でき、これとマイクロ流体スキンを組み合わせることで、VR上の物体の大きさや形状、重量を感じ取らせることができる。

 空気圧の制御には小型の精密コンプレッサを利用し、静音動作でオフィスなど騒音が問題になる環境でも使用できるよう設計されているとする。

続きはソースで

HaptX Gloves Development Kit - Launch Trailer https://youtu.be/0WQw4GmFGVg


https://pc.watch.impress.co.jp/img/pcw/docs/1146/305/01_l.jpg
https://pc.watch.impress.co.jp/img/pcw/docs/1146/305/02_m.jpg

PC Watch
https://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/yajiuma/1146305.html
images


引用元: 仮想空間上の物体を“触って掴める”グローブ「HaptX Gloves」[10/04]

仮想空間上の物体を“触って掴める”グローブ「HaptX Gloves」の続きを読む
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