理系にゅーす

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性質

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1: 2018/02/02(金) 01:00:18.33 ID:CAP_USER
2018年1月後半の大寒波では日本海側だけでなく関東地方にも雪が降り、転倒や車のスリップなどで700人以上がケガ(*1)をしました。

 それは氷という物質(H2Oの固体状態)の持つ、ある特殊な性質からくるものでした。
それが「滑る」です。

 もちろん、鉄板の上に水や油が撒かれていれば滑りますが、乾いた鉄板であればいくら寒かろうが熱かろうが、滑ることはありません。
でも氷は、水が撒かれてなくとも滑るのです。なぜなのでしょう。

 他にも氷は、他の物質にない特殊な性質をいろいろ持っています。
その2つ目が「増える」です。ふつうの物質は、液体から固体になるとき、体積が減ります。
たとえば溶かしたパラフィン(洋ロウソクの原料)を、コップに入れて冷やしていくと真ん中が大きく凹みます。体積が15%も減るからです。
http://dol.ismcdn.jp/mwimgs/3/e/670m/img_3efc2ba51062d3292662346688ec6a4947581.jpg

 でもH2Oの場合には逆です。
固体(氷)になると体積が10%増えるので、液体(水)に浮くようになります。

氷の特殊さの3つ目は「奪う」です。
H2Oは気体→液体のときに周りから奪う熱量=凝集熱(逆が気化熱もしくは蒸発熱)も、
1gあたり532calと他の物質に比べ圧倒的(*2)ですが、
液体→固体の凝固熱(逆は融解熱)も80calと銅の2倍、鉄の13倍、液体酸素の24倍に達します。
氷はできるときに、多くの熱を周りから奪うのです。

〈氷はなぜ増えるのか。それは〉

「滑る」の話にいく前に、水が凍ると体積が増える(*3)理由を説明します。

 ふつうの物質は、固体になるとき分子間の隙間が減って、
ぎゅっと締まるので体積が減ることになります。密度が上がるので、体積当たりでは重くなります。

 H2O分子の特長はその非常に強い分極性(双極性モーメントという)にあります。
遠くから見ると電気的に中性ですが、近寄るとプラスとマイナスが狭い範囲で強く分かれているのです。
http://dol.ismcdn.jp/mwimgs/e/d/670m/img_ed67863b28ed06835425b4d9314ce7c643682.jpg

 磁気と電気は異なりますが、H2O分子はもの凄く小さな強力磁石のようなものとイメージしてもいいでしょう。
これが相手の物質に張り付いて、分子をひとつひとつ引き剥がし、自分たちの隙間に取り込んでいくのです。
これが水にものが良く溶ける理由なのですが、これはH2O分子同士でも同じ。

 H2O分子は、H2O分子のなかに上手に取り込まれているのです。

 ところが、固体になると分子は行儀良く整列しなくてはならないので、逆に隙間ができて体積が増えるというわけです。
http://dol.ismcdn.jp/mwimgs/f/8/670m/img_f862cf5cf4883e1617efbcd16d5fd69a28541.jpg

 まさにこの「増える」性質のために、海や川の生物は冬でも死なずに済んでいます。
もし氷が水より重かったら大変です。寒気によって冷やされた水は凍って海底に沈みます。
代わりに温かい水が海面に上がって、大気に冷やされまた海底に沈みます。
海底からドンドン凍っていって、最後には住む場所がなくなってしまいます。

 でも、逆なので、氷はまず海面を覆い、それ以上の寒気が海水に触れることを拒絶(*4)します。
上から徐々に凍ってはいきますが、熱伝導率が低く凝固熱が大きいので、簡単には増えません。

続きはソースで

ダイヤモンド・オンライン
http://diamond.jp/articles/-/157394
ダウンロード


引用元: 【化学】氷がなぜ滑るのか、実はまだわかっていない[02/01]

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1: 2018/01/14(日) 15:20:53.45 ID:CAP_USER
ショウジョウバエが眼に傷やストレスを受けると、眼を翅に変える仕組みを解明したと、東北大学の研究グループが1月12日に発表した。
器官再生など、再生医療分野での応用が期待できるという。

これまでも細胞が性質を転換する能力(分化可塑性)は、さまざまな生物で確認されている。
特にショウジョウバエは、傷付いた器官を丸ごと別の器官につくり変える「決定転換」という仕組みを持っているが、よく分かっていなかった。

 眼が翅に変わってしまうショウジョウバエを調べたところ、「Wge」と「Su(var)3-9」という2つのタンパク質が転換を担っていることが判明した。
特にSu(var)3-9は、DNAを巻き付けて染色体を形成する「ヒストンタンパク質」に対し、メチル化と呼ばれる特定部位への化学変化を起こし、遺伝子発現を調節する酵素として知られている。

続きはソースで

画像:通常のハエと眼が翅になったハエ
http://image.itmedia.co.jp/news/articles/1801/12/am1535_hae2.jpg
http://image.itmedia.co.jp/news/articles/1801/12/am1535_hae.jpg

ITmedia NEWS
http://www.itmedia.co.jp/news/articles/1801/12/news123.html
images


引用元: 【再生医療】ショウジョウバエの眼が翅になる仕組み、東北大が解明 再生医療に応用へ

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1: 2018/01/12(金) 16:15:41.25 ID:CAP_USER BE:822935798-PLT(12345)
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東北大学の研究成果プレスリリース情報『原子層鉄系高温超伝導体で質量ゼロのディラック電子を発見』(共同通信PRワイヤー)

 2018年1月12日 09時00分(最終更新 1月12日 09時00分)

【概要】
東北大学大学院理学研究科の中山耕輔助教、佐藤宇史教授、同大学材料科学高等研究所の高橋隆教授らの研究グループは、原子層鉄系高温超伝導体において、質量ゼロの性質を持つ「ディラック電子(注1)」を発見しました。
この成果は、超高速・超伝導ナノデバイスの実現に道を拓くだけでなく、高温超伝導の発現機構の解明に向けても重要な一歩となります。
本成果は、米国物理学会誌フィジカル・レビュー・Bの注目論文に選ばれ、平成29年12月29日(米国東部時間)にオンライン速報版に掲載されました。

【研究の内容】
今回、東北大学の研究グループは、分子線エピタキシー法(注4)を用いて、酸化物の基板上に原子レベルで制御された高品質な1層のFeSe薄膜を作製しました。

続きはソースで

https://mainichi.jp/articles/20180112/pls/00m/020/501000c

Two-dimensional Dirac semimetal phase in undoped one-monolayer FeSe film
https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.96.220509
images


引用元: 【量子論】原子層鉄系高温超伝導体で質量ゼロのディラック電子を発見 東北大学

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1: 2017/10/30(月) 19:16:18.84 ID:CAP_USER
宇宙に存在するあらゆる物質(マター)には、電気的に正反対の性質を持つ反物質(アンチマター)が存在しています。
この2つは衝突すると高いエネルギーを発して共に消え去る関係にあるのですが、こうして宇宙が存在できているからには、
反物質のほうが少なかった、あるいは少なくなるだけの理由があったはず。
そんな謎を突き止めるためにCERN(欧州原子核研究機構)は反物質の性質を調査したのですが、
「やはり宇宙に物質は存在しないはず」と言わざるを得ない結果が出ています。

A parts-per-billion measurement of the antiproton magnetic moment : Nature : Nature Research
https://www.nature.com/nature/journal/v550/n7676/full/nature24048.html

Riddle of matter remains unsolved: Proton and antiproton share fundamental properties
http://www.uni-mainz.de/presse/aktuell/3027_ENG_HTML.php

CERN Research Finds "The Universe Should Not Actually Exist"
https://futurism.com/cern-research-finds-the-universe-should-not-actually-exist/

現代の宇宙理論では、宇宙が最初に誕生した「ビッグバン」の際に、大量の物質と反物質が同じ数だけ生みだされたと考えられています。
その直後、物質と反物質は互いに打ち消し合うことで消滅していったのですが、結果的にこの宇宙には「物質」が残り、私たちの体や地球、そして太陽系・宇宙そのものが存在していると考えられています。最初に物質と反物質との数にごくわずかな差があったおかげで、今こうして我々人類が「なぜ反物質のほうが少なかったのか?」と考えることができるというわけです。

素粒子物理学では、ある粒子には鏡に映った像のように対称性を持つ反粒子が存在するというCP対称性が大前提として存在しているのですが、実際にはCP対称性の破れと呼ばれるアンバランスさが存在していることが知られています。
宇宙の中で物質のほうが反物質よりも多く存在しているのも、このCP対称性の破れに由来するものだと考えられています。

この反物質は、今でも高いエネルギーを物質に与えることで生み出せることがわかっています。

続きはソースで

GIGAZINE
http://gigazine.net/news/20171030-cern-antimatter-research/
ダウンロード


引用元: 【素粒子物理学】反物質の研究から「宇宙はやっぱり存在できないはず」となるデータが明らかに

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1: 2017/10/17(火) 16:29:17.87 ID:CAP_USER9
北海道大学などの研究グループは、国内で初めて大豆のゲノム編集による性質の改変に成功した。ゲノム編集した大豆の子実から植物体が大きくなる系統を育成。国内で成功例がなかった大豆のゲノム編集だが、成果を基に研究が加速する可能性がある。横浜市立大学、農研機構との共同研究。大豆のゲノム編集は世界でも数例しか成功例がないという。

 ゲノム編集は、他の遺伝子を切る「はさみ」のような遺伝子を組み込み、他の遺伝子を改変する技術。

続きはソースで

https://news.yahoo.co.jp/pickup/6257561
大豆「カリユタカ」(左)とゲノム編集で大きくなった大豆(北海道大学大学院農学研究院提供
http://amd.c.yimg.jp/amd/20171016-00010000-agrinews-000-1-view.jpg
ダウンロード


引用元: 【科学】大豆ゲノム編集 初の成功 大きさ遺伝子を改変 北大など

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1: 2017/09/15(金) 19:09:34.17 ID:CAP_USER
9月15日 17時22分
国立研究開発法人の海洋研究開発機構は、地球の内部にある岩石の層「マントル」を世界で初めて直接掘削して観測するプロジェクトに向け、16日からハワイ沖で事前の海底調査を始めることになりました。専門家は「地球の成り立ちを知る第一歩になる」と話しています。
「マントル」は、海底から6キロほどの深さの地球内部にある厚さおよそ2900キロメートルに及ぶ岩石の層で、地球の体積の8割を占めています。地震の発生や大陸の形成など地球のダイナミックな動きと関連しているとされますが、まだ直接観測されたことはなく、詳しい性質などはわかっていません。

海洋研究開発機構は、世界で初めての直接掘削に向けて16日からおよそ2週間、太平洋のハワイ沖で、海底からマントルまでの距離が近い場所を、音波などを使って調査することになりました。

今後、中米のメキシコやコスタリカの沖合でも、掘削に適した場所を調べたうえで、10年後をめどに、世界トップレベルの掘削能力をもつ探査船「ちきゅう」を使って、マントルの掘削を実現したいとしています。

続きはソースで

http://www3.nhk.or.jp/news/html/20170915/k10011141021000.html
images (1)


引用元: 【地球】世界初 マントルを直接掘削へ 16日から事前調査開始[09/15] [無断転載禁止]©2ch.net

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