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物質

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1: 2017/04/11(火) 06:28:10.60 ID:CAP_USER
時間に周期的なパターンをもつ「時間結晶」。
最初に構想されてから間もないその物質の生成に、 米国の2つのグループが成功したという。
その成果は、安定した量子コンピューター開発などにも応用できるとされている。


新たな物質の形態、「タイムクリスタル(時間結晶)」と呼ばれる規格外の物質が、このたび2つの研究グループにより、初めてラボで生成された。
ひとつ言い添えておくと、時間結晶とは「時間に周期的なパターンをもつ物質」のことを指し、決して時間自体が結晶化した物質のことではない。


そもそも「結晶」とは何か


自然界で発生する塩、ダイヤモンド、水晶などの「結晶」は、原子の基本構造の繰り返しによって生成されている。
つまり結晶とは、3次元空間のある軸に沿って周期的な構造パターンを繰り返す物質のことを指すわけだ。
もっとも、だからといってこのパターンが全ての方向に等しく周期的なわけではない。


物理の法則とは、空間のどの方向にも等しく対称に働くものだが、固体結晶に関してはこの並進対称性が自発的に“破れている”ことになる。
六方晶系の結晶が円筒状に巻かれた構造をもつカーボンナノチューブを例にとると、原子のある場所とそうでない場所が明確であり、この結晶の中心部から見渡してみると全ての方向に全く同じパターンが配列しているとはいえない。
そこには粒子がつくり出した“ムラ”があり、科学的にいうと、結晶とは「連続的な空間の対称性を自発的に破る物質」として定義できる。


では、それが「空間」ではなく「時間」ならどうなのか。
空間と同様に、時間にも対称性がある。
「並進対称性の破れ」という名の“ムラ”は、時間軸でも起こり得るのだろうか? 
そんな新たな物質を夢見て理論的に追求したのが、マサチューセッツ工科大学(MIT)の物理学者であり、ノーベル賞受賞者でもあるフランク・ウィルチェックだ。


それは「永久機関」なのか?


ウィルチェックは2012年、通常の結晶が空間的に周期的であるように、平衡状態・最低エネルギー状態にある物質が、時間的に周期的である仮説構造をもつという時間結晶の構想を発表した。

この理論によると、時間が一定方向に流れるという“自然な対称性”が、結晶内では破られてしまうことになる。これは、量子力学的効果のために、原子またはイオンが互いに離れていても相互作用することを想定しており、粒子は系に入力されるエネルギーなしにして、初期状態から次の状態へと移動し、一定の周期で初期状態へと戻るといった、時間に規則正しい振動を繰り返す。


しかしこの状態には、物理学的に問題がある。
何のエネルギー入力もなしに系が振動を繰り返すとなると、それはまるで永久機関のように見えるはずだ。
これはエネルギー保存の法則に反することになり、古典的にも量子的にも実現されるはずのない系だ。実際のところ、2015年には、東京大学教授の押川正毅と渡辺悠樹らに、平衡状態にある時間結晶の存在を否定されている。

続きはソースで

Yahoo!ニュース
https://headlines.yahoo.co.jp/article?a=20170410-00010001-wired-sctch
ダウンロード


引用元: 【物理学】新物質「時間結晶」、2グループが生成に成功 [無断転載禁止]©2ch.net

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1: 2017/04/07(金) 00:27:30.19 ID:CAP_USER
オニヒトデのゲノム解読

研究成果のポイント

・沖縄とオーストラリア・グレートバリアリーフの二箇所から、サンゴを食い荒らすオニヒトデのゲノムを解読(オニヒトデの全ゲノム解読は世界初)。
・5,000キロも離れた二つのゲノムが極めて似通っていることから、オニヒトデがごく短期間で広範囲に大量発生していることを示唆。
・オニヒトデは、別のオニヒトデが発する誘引物質に反応し集まることを確認。
・オニヒトデに特異なコミュニケーションの誘引物質候補を同定。
・誘引物質を受け取る側の受容体が「臭い」に関わるものであることを確認。
・生物科学に基づいた、有効なオニヒトデ駆除方法の開発に期待。
 
概要 

沖縄科学技術大学院大学(OIST)は、オーストラリアの研究者と共同で、オニヒトデのゲノムを解読し、オニヒトデ同士が種に特異的なコミュニケーションに使っていると思われるタンパク質の候補の同定に成功しました。

オニヒトデは沖縄やグレートバリアリーフの海でサンゴを食い荒らし、サンゴ礁保全の観点から甚大な被害を及ぼしています。特に沖縄では、この40年以上に渡り、年平均10万匹を人の手により一匹ずつ取り除くなど、オニヒトデの駆除に取組んできていますが、こうした活動では全ての海域を守ることは困難です。
こうした中、本研究の成果により、オニヒトデの駆除及び制御に向けた生物科学的な第一歩が踏み出されたと言えます。
 
本研究成果は、英国の科学誌Natureに掲載されます。

続きはソースで

▽引用元:沖縄科学技術大学院大学 2017-04-06 ニュース
https://www.oist.jp/ja/news-center/press-releases/29805

左:オニヒトデ(COTS)右:サンゴを捕食しているオニヒトデ。捕食後、手前のサンゴのように白化が生じる。
(写真提供:左:沖縄県環境科学センター 右:オーストラリア海洋研究所(AIMS))
https://oist-prod-www.s3-ap-northeast-1.amazonaws.com/s3fs-public/styles/large/public/photos/COTS_fig1.jpg

▽関連
Nature (2017) doi:10.1038/nature22033
Received 21 June 2016 Accepted 05 March 2017 Published online 05 April 2017
The crown-of-thorns starfish genome as a guide for biocontrol of this coral reef pest
http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature22033.html
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引用元: 【遺伝子学】オニヒトデのゲノム解読 別のオニヒトデが発する誘引物質に反応し集まることを確認 駆除方法の開発に期待/OIST©2ch.net

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1: 2017/04/06(木) 20:40:50.76 ID:CAP_USER9
加速器と呼ばれる大型の実験装置を使って、宇宙が誕生した直後の状態を再現し、人類にとって未知の新たな粒子を探そうという実験が、日本でも行われることになり、茨城県つくば市の地下に完成した装置の一部が公開されました。

新しい実験装置は、茨城県つくば市にある高エネルギー加速器研究機構の地下に完成し、縦、横、高さがそれぞれ8メートル、重さが1400トンあります。地下に建設された1周が3キロあるパイプの中で、粒子を光とほぼ同じくらいのスピードまで加速し、新しい実験装置の中で正面衝突させることで宇宙が誕生した直後の状態を再現します。そして、その際に生まれる粒子の中から人類にとって未知の新たな粒子の発見につながるヒントを探そうとしています。

宇宙を構成する物質をめぐっては、これまで人類が発見した物質は宇宙全体の4%に過ぎず、残る96%は謎のままで、新たな粒子が発見されれば、宇宙の成り立ちの解明が進むと期待されています。高エネルギー加速器研究機構ではことしの冬から試験的な運転を行って、新しい実験装置の性能を確認し、早ければ来年末から本格的な実験を始める予定で、実験には日本国内のほか世界の22の国と地域から700人を超える研究者が参加するということです。

高エネルギー加速器研究機構の高橋将太さんは、「この装置は非常に高い精度で粒子と粒子を衝突させることができ、ノーベル賞をとれるような大きな発見を目指して実験に取り組みたい」と話しています。

続きはソースで

4月5日 21時32分
http://www3.nhk.or.jp/news/html/20170405/k10010938311000.html?utm_int=news-culture_contents_list-items_006
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引用元: 【科学】宇宙誕生直後の状態再現 未知の粒子探す実験装置完成 [無断転載禁止]©2ch.net

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1: 2017/03/30(木) 08:30:12.47 ID:CAP_USER
2017.3.28 21:23
 世界的な医学賞で、ノーベル賞の登竜門の一つともいわれるガードナー国際賞の今年の受賞者に、東京農工大の遠藤章特別栄誉教授(83)らが決まった。カナダのガードナー財団が28日、発表した。

 遠藤氏は動脈硬化の主な原因であるコレステロールの血中濃度を下げる物質「スタチン」を発見した功績が評価された。

続きはソースで

http://www.sankei.com/life/news/170328/lif1703280044-n1.html?view=pc
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引用元: 【医学賞】遠藤章氏にガードナー国際賞 コレステロールの血中濃度下げる「スタチン」発見、ノーベル賞登竜門[03/28] [無断転載禁止]©2ch.net

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1: 2017/03/21(火) 21:03:09.42 ID:CAP_USER
2017.03.09 12:46
ほぼ絶対零度の世界で成り立つ、新たな素材。

たしか中学校あたりの理科の時間に、「物質の状態は固体・液体・気体の3つ」と習いました。固体には形と体積があり、液体には体積のみ、気体には形も体積もない、とされ、複数の状態を同時に満たすことはできないと言われていました。でも新たな研究で、特殊な素材と環境を用意すれば、固体と液体の性質を兼ね備えた素材を作りだせることが裏付けられました。

マサチューセッツ工科大学(MIT)とスイスのチューリッヒ工科大学(ETH Zurich)の研究チームが、それぞれの手法で「超固体(supersolid)」と呼ばれる物質を作り出しました。
ただそれは、手で持てるようなものではなく、超低温の真空チャンバーの中だけで存在しうるんです。この研究によって、物質の本質の理解がより進むことが期待されています。

「我々のゴールは、誰もそれがありえるとは思わなかったような、新たな性質を持った新たな素材を発見することです」、MITの物理学者、ヴォルフガング・ケターレ教授は言いました。「地球には今まで存在しなかったような素材を作りたいのです」

(写真)
ケターレ氏の実験設備 (Image: MIT)

MITとETH Zurichのチームは、それぞれ違う素材と手法を使って超固体作成に挑みましたが、共通していたのは原子を「ボース=アインシュタイン凝縮」させたことです。
ボース=アインシュタイン凝縮とは物質の5つめの状態(4つめはプラズマ)と言われるもので、気体を絶対零度近くまで冷やすことで見られる状態です。そこでは、原子が波のような挙動を示すようになります。

この状態はかつてアルベルト・アインシュタインが予言していたのですが、実在が確認されたのは1995年のことでした。
その状態を作り出す実験をした研究者のひとりがケターレ氏で、彼はその功績によって2001年にノーベル物理学賞を受賞しています。

で、「固体であり液体でもある」ってどういうことなんでしょうか? ライス大学のKaden Hazzard氏はNatureで、次のふたつの性質を兼ね備えていることを説明しています。

"
a.超固体は固体のように固く、簡単に恒久的に移動させられる液体とは違い、原子が移動させられると元の場所に戻る。
b.固体では、原子が欠けているといった欠損は原子の格子を通じて移動するが、超固体では量子力学によってこの動きが粘度なしに起こる。

続きはソースで

http://www.gizmodo.jp/2017/03/this-wild-new-supersolid-is-three-states-of-matter.html

top image: ETH Zurich / Julian Léonard 
ダウンロード (1)
※画像はイメージで本文と関係ありません


引用元: 固体だけど流れる液体。物質の制約を超えた「超固体」、ふたつのチームが実現 [無断転載禁止]©2ch.net

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1: 2017/03/17(金) 14:54:57.41 ID:CAP_USER
【3月17日 AFP】世界で初めて、蛍光を発するカエルがアルゼンチンで発見された。
アルゼンチン国立自然科学博物館(Museo Argentino de Ciencias Naturales)の研究チームが16日、
AFPに語ったところによると、南米に多い樹上性カエルの色素に関する他の研究を行っている際にほぼ偶然発見されたという。


 研究チームの一員、カルロス・タボアダ(Carlos Taboada)氏によれば
「世界初の蛍光カエルの確認例」となったブチアマガエル(学名:Hypsiboas punctatus)の体色は・・・

続きはソースで

(c)AFP

関連ソース画像:
世界で初めて確認された蛍光を発するブチアマガエル。
アルゼンチン国家科学技術研究委員会(CONICET)とアルゼンチン国立自然科学博物館の研究チームが提供(2017年3月17日提供)
http://www.afpbb.com/articles/photo-slide/3121764?pno=0#/0
http://www.afpbb.com/articles/photo-slide/3121764?pno=1#/1
http://www.afpbb.com/articles/photo-slide/3121764?pno=2#/2

AFPBB News
http://www.afpbb.com/articles/-/3121764?pid=18827884
ダウンロード


引用元: 【生物】世界初、蛍光を発するカエルを発見 アルゼンチン [無断転載禁止]©2ch.net

世界初、蛍光を発するカエルを発見 アルゼンチンの続きを読む
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