理系にゅーす

理系に関する情報を発信! 理系とあるものの文系理系関係なく気になったものを紹介します!

スポンサーリンク

波動

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック Share on Tumblr Clip to Evernote
1: 2018/11/07(水) 15:18:37.73 ID:CAP_USER
絶対零度からごくわずかだけ温度が高い超低温の環境で原子を第5の状態「ボース=アインシュタイン凝縮」に置き、その状態を観察するという実験がドイツの研究チームによって実施されました。実験では高度約250kmまで上がる気象観測ロケットが用いられ、6分程度にわたる極小重力環境下で100を超える観察が行われています。

Space-borne Bose–Einstein condensation for precision interferometry | Nature
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0605-1

For The First Time, Physicists Created a 'Fifth' State of Matter in Space
https://www.sciencealert.com/bose-einstein-condensate-space-record-maius-1-experiment-results

ボース=アインシュタイン凝縮(Bose–Einstein condensation:BEC)は、固体・液体・気体・プラズマに次ぐ「物質の第5の状態」とされるもので、1925年に物理学者のサティエンドラ・ナート・ボースとアルベルト・アインシュタインによってその存在が予言されていました。その後、1995年にコロラド大学とマサチューセッツ工科大学の研究チームがそれぞれBECの実現に成功し、2001年にはノーベル物理学賞を受賞しています。

BEC状態にある原子は、粒子的ではなく集団的な波としてのふるまいを見せるようになります。この「雲」のような状態では多数の原子が同一の波動を行うようになり、個々の原子を区別できないので、原子雲全体が1つの「超原子」のようなものになっていると考えられています。

BECは磁場や集束レーザーなどを用いて作り出した「原子トラップ」の中で原子の振動運動を封じ込めることで、絶対零度に限りなく近いところまで物質を冷却して作り出されます。しかし、重力の影響を受ける地上ではBECを作り出せても、レーザーの照射を止めるとあっという間に雲が落下してBECの状態が失われてしまいます。

続きはソースで

関連記事
宇宙ステーション上でボース=アインシュタイン凝縮実験を開始 | マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/article/20180822-682360/

https://i.gzn.jp/img/2018/11/05/fifth-state-of-matter-in-space/00_m.jpg

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20181105-fifth-state-of-matter-in-space/
ダウンロード (1)


引用元: 【物理学】「ボース=アインシュタイン凝縮」極小重力下で原子を「物質の第5の状態」において観察する実験が実施される

「ボース=アインシュタイン凝縮」極小重力下で原子を「物質の第5の状態」において観察する実験が実施されるの続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック Share on Tumblr Clip to Evernote
1: 2017/10/13(金) 22:39:22.88 ID:CAP_USER
今年も異能と天才たちにまばゆい光が当たった。スウェーデン発、ノーベル賞だ。国別受賞数では米国が断トツの345と2位イギリスのざっと3倍。7位のわが国も大したものなのだが、巷では基礎研究の足腰に陰りが見えるともっぱらの噂だ。ところが、灯台もと暗し。探せばいる、いた。21世紀のニッポンを支える天才、異能の面々が。その一人を紹介する。

物理学の中でもっとも難解な分野の一つとされる量子力学。興味を持ったのは9歳の時だった。

「スティーブン・ホーキング博士など物理学者が書いた本に出合ったのがきっかけです」

都内の私立高校1年の近藤龍一君(16)。12歳の時に、『12歳の少年が書いた量子力学の教科書』(ベレ出版)を書き上げた。専門家でも難解な量子力学の本を12歳で書いたのは最年少という。

無類の本好きだ。幼少期からあらゆる学問分野を読みあさり、例えば世界史のような遠い世界に興味があった。中でも、不可解で現実の常識がまったく通じない量子の分野は、究極の遠い世界だった。

この不可解なものを理解したい──。10歳で量子力学の独学を始めた。その過程で、入門書と専門書の間に位置する量子力学の本がほとんどないと実感。中学受験の翌日から執筆に取りかかり、夜から朝にかけて4~5時間、220日をかけて一気に原稿用紙400枚以上にまとめた。心掛けたのは、入門書と専門書の「懸け橋」になる本、だ。

続きはソースで

(編集部・野村昌二)

http://cdn.images-dot.com/S2000/upload/2017101100074_1.jpg
https://dot.asahi.com/aera/2017101100074.html
ダウンロード


引用元: 12歳で「量子力学の教科書」執筆 日本の未来を支える若き天才 

12歳で「量子力学の教科書」執筆 日本の未来を支える若き天才の続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック Share on Tumblr Clip to Evernote
1: 2017/10/03(火) 21:17:02.19 ID:CAP_USER
ノーベル物理学賞、米国の研究者3人に 重力波の研究で
2017年10月3日 20:23 発信地:ストックホルム/スウェーデン

【10月3日 AFP】(更新、写真追加)スウェーデン王立科学アカデミー(Royal Swedish Academy of Sciences)は3日、2017年のノーベル物理学賞(Nobel Prize in Physics)を米国の研究者ライナー・ウェイス(Rainer Weiss)、バリー・バリッシュ(Barry Barish)、キップ・ソーン(Kip Thorne)の3氏に授与すると発表した。授賞理由は重力波の研究。
 
続きはソースで

(c)AFP

▽引用元:AFPBBNews 2017年10月3日 20:23
http://www.afpbb.com/articles/-/3145362

ダウンロード (2)


引用元: 【2017ノーベル賞】物理学賞、米国の研究者3人に 重力波の研究で

【2017ノーベル賞】物理学賞、米国の研究者3人に 重力波の研究での続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック Share on Tumblr Clip to Evernote
1: 2017/07/06(木) 00:38:27.88 ID:CAP_USER
http://news.mynavi.jp/news/2017/07/03/096/

荒井聡[2017/07/03]

スイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)の研究チームは、電磁波などの振動現象全般について、100年来の常識であった「Q値」に関する物理的制約をくつがえす発見をしたと発表した。研究論文は、科学誌「Science」に掲載された。

http://news.mynavi.jp/news/2017/07/03/096/images/001.jpg

電磁波などの波を従来考えられていたよりも広いバンド幅と長い時間にわたって保持できることが明らかにされた(出所:EPFL)

電磁波、音波、機械振動などの共振現象を利用するさまざまなシステムの性能を評価するため、よく使われる指標としてQ値(クオリティ・ファクター)がある。

Q値は、共振周波数ω0を振動の減衰率Γで割った値であると定義される(Q=ω0/Γ)。Q値が大きければ大きいほど、共振周波数ω0は高くなり、ω0を中心とするバンド幅Δωは狭くなる。つまり、強くて鋭い共振になる。

また、Q値の定義からは、減衰率Γがバンド幅Δωに等しいという関係が導かれる。これは、導波路や共振器の内部に振動を保持できる時間とその振動のバンド幅の間には物理的なトレードオフがあり、振動を長時間とどめておこうとすれば、必然的にバンド幅を狭く取らなければならなくなることを意味している。

このトレードオフの関係は、100年以上前にK.S.ジョンソンがQ値を定式化したときから、まぬがれることのできない根本的制約であると考えられてきた。原子・分子振動における放射減衰とスペクトル線幅にもこの関係がみられるし、共振器、水晶振動子、圧電素子、MEMS、超音波や弾性波を利用する音響システムなど、振動を利用したあらゆる分野のデバイス設計に同じ関係が取り入れられている。

今回の研究は、この制約に実は現実的な突破口があったということを示した点で、大きな注目を集めている。論文によると、突破のカギは「ローレンツの相反定理」にあるという。

ローレンツの相反定理とは、ある領域内に電流密度J1とJ2の2つの電流が流れていて、それぞれが電界E1とE2を発生させているとき、J1・E2を全空間で積分した値がJ2・E1を積分した値に等しくなるという関係のことである。媒質が線形の場合、ローレンツの相反定理が成り立つことはマクスウェル方程式から直接導出できる。

続きはソースで
ダウンロード

引用元: 【Q値】振動現象に関する100年来の物理の常識をくつがえす発見 - EPFL [無断転載禁止]©2ch.net

【Q値】振動現象に関する100年来の物理の常識をくつがえす発見 - EPFLの続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック Share on Tumblr Clip to Evernote
1: 2016/06/30(木) 12:30:41.89 ID:CAP_USER
【プレスリリース】半導体の基礎物理学における新たな発見~半導体中に磁性をもつ原子を加えて強磁性にすることにより、伝搬する電子の散乱が抑えられ秩序が回復する特異な現象を初めて観測~ - 日本の研究.com
https://research-er.jp/articles/view/47842


1.発表者:

宗田 伊理也 (研究当時:東京大学大学院工学系研究科電気系工学専攻特任研究員
/現在:東京工業大学工学院助教)
大矢 忍 (東京大学大学院工学系研究科電気系工学専攻・総合研究機構准教授)
田中 雅明 (東京大学大学院工学系研究科電気系工学専攻教授
スピントロニクス連携研究教育センターセンター長)


2.発表のポイント:

•磁性不純物マンガン(Mn)を半導体ガリウムヒ素中に添加してその濃度を増加させた際に、半導体の強磁性転移に伴い電流を担うキャリア(正孔)の散乱が抑えられコヒーレンスが増大する特異な現象を観測した(図1)。

•通常の半導体では、添加した不純物の濃度の増加に従い電子や正孔の散乱が強くなりコヒーレンスが低下すると理解されてきたが、本研究ではこの半導体物理学の常識とは全く逆の現象を発見した。

•本研究の結果は、電子や正孔の散乱が強く高速動作が難しいとされてきた磁性不純物を含む半導体を用いて、高速で動作する量子スピントロニクスデバイスを実現できる新たな可能性を示している。


3.発表概要:

半導体デバイスにおいて、電流の担い手であるキャリア(電子または正孔、注1)の波(波動関数)の乱れを抑えることは、デバイスの特性を向上させる上で極めて重要な課題です。半導体では、素子に電流を流すために、不純物を添加して抵抗を下げる方法が広く用いられていますが、不純物濃度の増加に伴い半導体中の電子や正孔の波動関数は強く乱され、デバイスの特性は劣化します。これは、半導体では古くから知られている大きな問題で、固体物理学や半導体物理学の常識でした。今回、東京大学大学院工学系研究科の宗田伊理也特任研究員、大矢忍准教授、田中雅明教授らの研究グループは、半導体ガリウム砒素(GaAs)に磁性不純物マンガン(Mn))を添加して、共鳴トンネル分光法(注2)という手法を用いて、キャリアの波動関数がどの程度乱されるかを詳細に調べました。その結果、Mn濃度が0.9%よりも低いときは、予想通りMn濃度の増大に伴い単調に波動関数の乱れが大きくなるのに対して、Mn濃度が0.9%に達し強磁性転移が起こると、波動関数の乱れが突如として強く抑制され、正孔のコヒーレンス(注3)が増大することが明らかになりました(図1)。この特異な現象は、将来、高速で動作する量子スピントロニクスデバイスの実現につながるものと期待されます。

続きはソースで

ダウンロード (1)
 

引用元: 【物性物理学】半導体中に磁性をもつ原子を加えて強磁性にすることにより、伝搬する電子の散乱が抑えられ秩序が回復する現象を初めて観測 [無断転載禁止]©2ch.net

半導体中に磁性をもつ原子を加えて強磁性にすることにより、伝搬する電子の散乱が抑えられ秩序が回復する現象を初めて観測の続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック Share on Tumblr Clip to Evernote
1: 2016/01/13(水) 16:51:17.05 ID:CAP_USER.net
【AFP=時事】ある物理学者のチームが重力波の検出に成功した可能性があるとのうわさが、科学界で波紋を広げている──。物理学者アルバート・アインシュタイン(Albert Einstein)が提唱した一般相対性理論の重要な要素である重力波が確認されれば、現代における最大の発見の一つになる。

これまでのところ、この事実についての発表はない。また信頼性があり、検証可能な科学的研究を発表する際に通常、重要な過程とされる研究成果の発表や査読、論文の投稿なども一切行われていない。

それでも、米アリゾナ州立大学(Arizona State University)の宇宙論学者、ローレンス・クラウス(Lawrence Krauss)氏によるツイッター(Twitter)への投稿は、憶測と興奮の嵐を巻き起こしている。

クラウス氏は、時空構造内を伝播する波動、重力波を探査している米国の新型レーザー干渉計重力波検出器(Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory、LIGO)の観測には参加していない。

しかし、クラウス氏は11日、同氏が数か月前に聞いたといううわさの明白な裏付けについてツイートした。
そのうわさとは、LIGOの科学者チームが、米国内に設置された検出器を用いて発見した重力波に関する論文を執筆中というものだった。

「私が以前耳にしたLIGOについてのうわさは、第三者の情報筋による裏付けが得られている。これは目が離せないぞ! 重力波が発見されたかもしれない?  わくわくする」とクラウス氏はツイートしている。

クラウス氏の投稿は、これまでに1800回リツイートされている。

もし、重力波が発見されたとなると、アインシュタインが100年前に一般相対性理論で示した予測の中で、残っていた未解明の最後の部分が検証されることになるだろう。重力波の発見は、宇宙誕生のプロセスについてのわれわれの理解において、大きな空白部分を埋めると思われる。

■今後待たれる公式発表

南極で行われていた重力波観測研究プロジェクト「BICEP2」の科学者チームは2014年、このまさしく時空のさざ波そのものを発見したと発表したが、その後すぐに、それが単なる銀河の塵(ちり)にすぎなかった可能性があることを認めた。

うわさについて、LIGO共同研究プロジェクトの広報担当、米ルイジアナ州立大学(Louisiana State
University)のガブリエラ・ゴンザレス(Gabriela Gonzalez)教授(物理学・天文学)は、現時点で正式に発表するものは何もないと話している。英紙ガーディアン(Guardian)が同教授の言葉を伝えた。

「LIGOの観測機器は今日もデータを取り続けている。結果の分析、解釈、精査には時間を要するため、公表すべき結果はまだ何もない。結果を慎重に精査した上で公表することを誇りとしているため、これにも時間がかかる。重要な結果については、論文の査読を受けてから結果を公表する予定だ」
(ゴンザレス教授)

一部科学者の中には、うわさされている検出が実際の発見ではなく、科学チームのための「予行演習」にすぎないと指摘する見方もある。

この指摘についてクラウス氏は、「発信源不明の信号を入力して、実際の発見を再現するテストが内密に実行されることに留意すべきとの話もあるが、今回のものはそれとは違う聞いている」とツイートしている。

どちらにせよ、詳細が全て明らかになるまでには、もうしばらく待つ必要がありそうだ。

LIGOチームによる1回目の観測データ収集期間は12日に終了する。

英科学誌ニュー・サイエンティスト(New Scientist)は、「今回の観測結果については今後数か月以内に詳細を知ることができるだろう」と話すゴンザレス教授の言葉を伝えている。【翻訳編集】 AFPBB News

images


http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20160113-00000028-jij_afp-sctch

引用元: 【物理】「ついに重力波を検出」のうわさが広がる

【マジ?】「ついに重力波を検出」のうわさが広がるの続きを読む
スポンサーリンク

このページのトップヘ