理系にゅーす

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対称

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1: 2019/06/11(火) 10:52:43.83 ID:CAP_USER
自然界の幾何学的パターンは葉の配列から解明できる!?
東大の研究チームが「コクサギ」の複雑なパターンを解明
https://www.axismag.jp/posts/2019/06/132061.html
2019/6/10
AXIS Web Magazine

 画像:
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 https://www.axismag.jp/axismag-admin/wp-content/uploads/2019/06/fig3.jpg

 杉山宗隆東京大学大学院理学系研究科

 私たちの身近にあり、日頃からその色合いや紅葉、風情を楽しんでいる植物だが、葉がどのような配置になっているのかは植物学において長年の謎だった。
 とくに独特の葉のパターンをもつものもあるそうで、東京大学大学院理学系研究科の杉山宗隆准教授らがその謎に挑んだ。

 葉の配置を考えるには葉の角度が重要で、茎の根本から先の方に向かって新しい葉が現れるときに、一般的には対称的なパターンになる。
 たとえば、バジルやミントは90度、竹は180度ずつ葉の方向を変え、球サボテンの針や多肉植物のスパイラルアロエはフィボナッチらせんを描くのだ。
 同氏らが研究した独特のパターンは、日本、中国、朝鮮半島原産の低木で生垣に使われる「コクサギ(Orixa japonica)」
 にちなんで「コクサギ型葉序(orixate)」と命名。

続きはソースで
ダウンロード (7)


引用元: 【植物学】自然界の幾何学的パターンは葉の配列から解明できる!?[6/10]

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1: 2018/06/11(月) 21:35:15.98 ID:CAP_USER
時計2018/6/11 19:55
 肝臓や胃、心臓、膵臓などほぼ全ての内臓器官の形が左右非対称となる仕組みの一端を解明した、と神戸大学と大阪大学の研究グループが11日、発表した。
ハエの腸が対称の状態からねじれる際の細胞の動きを初めて確認。臓器再生医療への応用が期待される成果で、12日付の英科学誌「イーライフ」に掲載される。

 神戸大大学院医学研究科の本多久夫客員教授や大阪大大学院理学研究科の松野健治教授らの研究グループは、卵の中にいるショウジョウバエの後腸(ヒトの小腸と大腸)に着目。
従来の標本観察により、成育する際に左回りへ90度ねじれて対称性が崩れる一方で、一つ一つの細胞の形はゆがみがなくなって左右対称になることは分かっていたが、細胞の動きは謎だった。

続きはソースで

(佐藤健介)
https://www.kobe-np.co.jp/news/iryou/201806/0011344416.shtml
ダウンロード


引用元: 【内臓】内臓器官の左右非対称 神戸大など仕組み一端解明[06/11]

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1: 2018/02/26(月) 05:39:48.38 ID:CAP_USER
東北大学(東北大)は、ランダムに並べた構造の中にも隠れた対称性があり、同じ透過確率を与えることを見出したと発表した。
これは従来の光学の多重反射の概念では説明できない結果となる。

同成果は、米国ライス大学のHaihao Liu氏(研究当時:東北大学理学部に短期留学)、東北大学 大学院理学研究科 物理学専攻 博士課程後期のM Shoufie Ukhtary氏、齋藤理一郎 教授によるもの。詳細は、「Journal of Physics: Condensed Matter」に掲載された。

Haihao氏らは今回、AとBの2種類の誘電体多層膜(膜厚が波長の1/4)の電磁波の透過確率を計算した。
通常、多層膜がN層ある場合には可能な多層膜の構造は2のN乗通りあることとなり、電磁波は、異なる膜の境界面では反射(多重反射)が起こるので、透過確率も2のN乗通りであることが考えられる。
しかし、計算結果では透過確率の値は、わずか(N/2+1)通り(Nが偶数の場合。奇数の場合は、N+1通り)しかなかった。

例えば、N=20 だと、多層膜の構造は220=100万通りあるはずだが、計算で得られる透過確率はわずか11通りしかない。

続きはソースで

図:ランダムにN枚並べたAとBの2種類の誘電体多層膜への電磁波の入射、透過、反射の概念図。
iは膜のラベル、Liは膜の種類(AかB)、Iは入射する電磁波、Tは透過確率、Rは反射確率を示す。
2のN乗通りのすべての構造を計算すると、透過確率が取り得る値の種類は(N/2+1)通りしかなかった (出所:東北大学Webサイト)
https://news.mynavi.jp/article/20180223-588560/images/001.jpg

マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/article/20180223-588560/
ダウンロード (2)


引用元: 【光学】光学の多重反射概念を覆す光の対称性を発見 - 東北大[02/23]

光学の多重反射概念を覆す光の対称性を発見 - 東北大の続きを読む

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1: 2017/06/28(水) 00:06:40.88 ID:CAP_USER
鳥の卵の形にまつわる謎を解明、カギは飛行能力
丸さやとがり具合がなぜ異なるのか、網羅的な研究でわかった驚きの関係

インドネシアにいる鳥、セレベスツカツクリの卵は、普通よりかなり細長い楕円形で、ジャガイモそっくりに見えるかもしれない。だが、この鳥は決してのろまではない。孵化して間もない頃から空を飛べる。(参考記事:「恐竜時代のひな鳥を発見、驚異の保存状態、琥珀中」)
 
なぜ鳥の卵はこのように種によって大きく異なるのか。科学者たちが長年にわたり不思議に思っていた謎を明らかにした研究結果が、6月23日付けの科学誌「サイエンス」に発表された。これまで、ある者は特定の形によって割れるのを防いでいたり、巣の中に安定して収まったりするのではないかとの説を立てた。アリストテレスは、長くてとがった卵はメス、とがっていない卵はオスが入っていると断言したほどだ(間違っているが)。
 
だが、米プリンストン大学の生態学者であるメアリー・ストッダード氏らの研究チームが目をつけたのは、広範囲な研究が行われていなかった点だった。(参考記事:「広範な研究で発見! 渡り鳥の法則」)
 
ストッダード氏は、「球形のフクロウの卵から、シギのとがった卵まで、鳥の卵の形がかなり多様に進化してきたことは、見過ごされてきたわけではありません」と話す。
 
そして最新の研究で、ストッダード氏らは意外な結論を明らかにした。卵の形は、鳥たちの飛行能力の発達に伴って進化した、というものだ。

:生活史や巣は関係なし
 
研究チームはまず、卵の形を比較できるように規定する必要があった。そこで注目したのが、卵の一端がどれだけとがっているか(非対称性)と、どれだけ細長いか(楕円率)という2つの要素だった。
 
次いで1400種、5万個近い卵を記述する数式を立て、その形をグラフ上に配置していった。
 
論文によると、最も細長かったのがセレベスツカツクリ(Macrocephalon maleo)の卵。最もとがっていたのはアメリカヒバリシギ(Calidris minutilla)の卵だった。

続きはソースで

▽引用元:NATIONAL GEOGRAPHIC 2017.06.27
http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/17/062600242/?s_cid=bpn_TopMR
http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/17/062600242/?P=2

インドネシアにすむセレベスツカツクリの卵。際立って長い楕円形をしている。
http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/17/062600242/01.jpg
さまざまな鳥の卵。大きさも形もばらつきが大きい。
http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/17/062600242/02.jpg
現生のダチョウと、絶滅した巨鳥エピオルニスの卵(左)。手で持っているのはハチドリの卵で、ジェリービーンズほどの小ささ。
http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/17/062600242/03.jpg
ダウンロード (3)


引用元: 【生物】鳥の卵の形にまつわる謎を解明、カギは飛行能力 丸さやとがり具合がなぜ異なるのか、網羅的な研究でわかった驚きの関係©2ch.net

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1: 2016/10/15(土) 10:26:55.99 ID:CAP_USER
【プレスリリース】液晶のような特定の向きに整列する超伝導状態の発見 -回転対称性の破れを伴った「ネマティック」超伝導- | 日本の研究.com
https://research-er.jp/articles/view/51244
https://research-er.jp/img/article/20161014/20161014161553.png


概要

超伝導とは、ある温度以下で電気抵抗が完全にゼロになる現象のことで、超伝導物質内で電子 2 個ずつがペアを作ることで引き起こされます。国立大学法人京都大学理学研究科の米澤進吾助教らの研究グループは、このペアの組み方が非常に独特な超伝導状態を発見しました。これまでに知られていた超伝導物質では、ペアの組み方は物質の構造という外的な要因だけで決まっていました。米澤助教らは、銅を挿入したビスマス-セレン化合物超伝導物質において、超伝導ペアたちが、特定の方向でペアを組む強さが弱くなるように自発的に整列していることを明らかにしました。これは、液晶ディスプレイなどに利用されている液晶ネマティック状態(液晶分子同士がある方向に整列することで、特別な方向を生じ回転対称性を破っている)に類似しているため、「ネマティック超伝導」と呼ばれるべき現象です。このような状態の実現が確かめられたのは超伝導研究の 100 年超の歴史において初めてであり、超伝導の基礎・応用両面で非常に重要な一歩だと考えられます。また、2016 年のノーベル物理学賞は物質におけるトポロジーの重要性を開拓した業績について授与されますが、この物質におけるネマティック超伝導はトポロジーの観点でも特異な性質を持つ超伝導であるため、我々の成果は本年のノーベル物理学賞とも深く関連しています。

本成果は英国 Nature Publishing Group の発行する Nature Physics 誌のオンライン版に平成 28 年 10 月 11日(日本時間)に掲載されました。また、同誌の注目論文を紹介する News and Views に解説記事が掲載されました。本研究は、本学理学研究科の米澤助教・前野悦輝教授および同修士課程 2 回生の田尻兼悟らのグループ、ドイツ連邦共和国・ケルン大学の安藤陽一教授のグループ、学校法人京都産業大学の瀬川耕司教授、国立研究開発法人日本原子力研究開発機構の永井佑紀研究員との共同研究です。

続きはソースで

ダウンロード (1)
 

引用元: 【物性物理学】液晶のような特定の向きに整列する超伝導状態の発見 回転対称性の破れを伴った「ネマティック」超伝導 [無断転載禁止]©2ch.net

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1: 2016/10/05(水) 07:49:43.51 ID:CAP_USER
太陽系含む銀河系の「腕」、4倍も大きかった | ナショナルジオグラフィック日本版サイト
http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/16/100400375/


 銀河系のうち、太陽系を含む「腕」の部分が従来考えられていたより4倍も大きかったことが明らかになった。

 オンライン科学誌「Science Advances」に9月28日付けで発表された論文によると、私たちの周りの星、ガス、塵が集まる領域は2万光年の長さを持つ。ローカル腕やオリオンスパー(弧)、またはオリオン・はくちょう腕などと呼ばれる部分だ。

 つまり銀河系は、かつて科学者が考えていたよりも対称性が少し高く、規則正しい形をしていると、論文の共著者の1人で米ハーバード・スミソニアン天体物理学センターのマーク・J・レイド氏は言う。銀河の構造に詳しくなったところで、重力や私たちに働くその他の力への理解までが変わるわけでないが、今後、銀河系の大規模な特徴をよく知る助けにはなるだろうとレイド氏は記している。(参考記事:「超精細な天の川画像、欧州の天文台が発表」)

 ローカル腕はそれでも、銀河系の主要な4つの腕と比べるとかなり短い。4つの腕は約8万光年にわたり中心から渦状に伸びている。銀河系の直径はおよそ10万光年とよく言われるが、レイド氏によると、最近の証拠を考慮すれば、星の密度が急激に減少する端の間の直径は7万光年程度だろうという。

「ローカル腕の距離を実際に測定してみて驚きました。近隣の腕にあると思っていた物質の多くが、実はローカル腕の一部だったのです」

 論文では、ローカル腕のピッチ角(銀河の円盤面に対する腕の角度)と星形成速度も、他の大きな腕に近いことも報告された(たて・ケンタウルス腕といて・りゅうこつ腕が2大腕である)。小さな弧の場合は、主要な腕を含めた円盤面と交差する方向に伸びる傾向がある。つまり、私たちの太陽系が含まれるローカル腕は、サイズこそ比較的小さいものの、弧より本当の腕に近い。(参考記事:「天の川見えない人口、欧州60%、北米80%」)

 銀河系には数十億(から数千億)の星のほか、たくさんのガスや塵が含まれる。私たちの銀河は(薄さわずか1000光年の)平らな円盤形をしており、全体的に見ると多くの銀河に比較的よく見られる渦状だ。

続きはソースで

ダウンロード (4)

引用元: 【銀河天文学】太陽系含む銀河系の「腕」、4倍も大きかった 銀河系の3次元構造で重要な発見、精緻な3D地図の製作で一歩前進 [無断転載禁止]©2ch.net

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