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!

状態

    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
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

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
1: 2016/10/13(木) 07:45:33.49 ID:CAP_USER
古代人の謎の足跡400個超、年代と成因が明らかに | 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/16/101200386/
http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/16/101200386/ph_thumb.jpg


 アフリカに暮らすマサイが「神の山」と呼ぶ火山から15キロほど離れた地点に、人類の足跡が状態よく大量に残されている。これまで謎とされてきたその年代が、1万9000年前から5000年前のものであることが9月28日付けの学術誌「Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology」に発表された。

 400を超える足跡は、テニスコートよりも若干広い程度の範囲に散らばっている。場所はタンザニア、ナトロン湖南岸のエンガレ・セロにある泥地。これほど多くのホ◯・サピエンスの足跡が残っている遺跡は、アフリカには他にない。(参考記事:「全長3万3000キロ 人類の旅路を歩く」)

 なかには、時速8キロ以上という小走りほどの速さで泥の上を複数の人間が駆け抜けたことを示唆する足跡があった。また親指の形がやや変わったものもあり、これはおそらく指に怪我をしていたのではないかと推測される。

 その他、主に女性や子供からなる12人ほどのグループが、一斉に南西の方角に向かって歩いたような足跡も見られる。エンガレ・セロの泥の上には、彼らが一歩踏み出すごとにその足から落ちた泥のしずくの跡までがくっきりと残されている。

「初めて現地を訪れて車から降りたとき、私は涙ぐんでしまいました」と語るのは、調査チームのリーダーを務めた米アパラチアン州立大学の地質学者、シンシア・リウトカス・ピアース氏だ。

「私は人類の起源、つまり我々はどこから来たのか、我々が現在の我々であるのはなぜなのかといった問題に強く惹かれます。足跡の遺跡に私たち人類の歴史を見るのはとても感動的でした」

 エンガレ・セロの他にも、長い年月を越えて残ってきた人類の足跡は存在する。たとえばオーストラリアのウィランドラ湖遺跡には、およそ2万年前に付けられた700個の足跡化石がある。また南アフリカの海岸沿いの2つの遺跡には、12万年前に生きていたホ◯・サピエンスの足跡が残っている。(参考記事:「人類の出アフリカは定説より早かった?」)

 エンガレ・セロから南西へおよそ100キロの位置にあるタンザニアのラエトリ遺跡には、はるか360万年前の足跡があり、これは人類の祖先であるアウストラロピテクス・アファレンシスのものではないかと考えられている。(参考記事:「初期人類の少女の化石発見」)

 エンガレ・セロの遺跡で特筆すべきは、足跡の数の多さと多様さだ。こうした特徴が、アフリカにいた人類の祖先がどのような暮らしを送っていたのか、その一端を非常に具体的に推測することを可能にしてくれる。(参考記事:「アフリカ以外で最古の人類の足跡」)

「この遺跡はきわめて複雑です」と、米ニューヨーク市立大学の古人類学者で、今回の調査チームに参加しているウィリアム・ハーコート・スミス氏は言う。「特に多くの足跡が付いている場所が1カ所あり、我々はそこを『ダンスホール』と名付けました。これほどたくさんの足跡が1カ所に固まって残っている例は見たことがありません」(参考記事:「謎の人類ホ◯・ナレディ、手足は極めて異例だった」)

足跡が発見されるまで 

 エンガレ・セロ遺跡は、ナトロン湖畔にそびえるオル・ドイニョ・レンガイ火山と深い関わりがある。標高およそ2300メートルのこの山は、薄く広がる銀色がかった奇怪な溶岩が見られることで知られており、牧畜民のマサイはこの山に登り、神エンガイに雨や牛、子供を授けてもらうために祈りを捧げる。

続きはソースで

ダウンロード

引用元: 【古人類学】古代人の謎の足跡400個超、年代と成因が明らかに 状態のよい極めて貴重な遺跡、タンザニア [無断転載禁止]©2ch.net

古代人の謎の足跡400個超、年代と成因が明らかに 状態のよい極めて貴重な遺跡、タンザニアの続きを読む

    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
1: 2016/10/11(火) 21:27:16.89 ID:CAP_USER
【プレスリリース】光子と人工原子から成る安定な分子状態を発見 ~ 光と物質を操る量子技術に新たな可能性を拓く ~ | 日本の研究.com
https://research-er.jp/articles/view/51023
https://research-er.jp/img/article/20161011/20161011100729.png


ポイント
•超伝導人工原子に光子がまとわり付いた全く新しい安定な分子状態を発見
•40年以上論争が続いてきた原子物理の問題に明快な答えを提供
•より安全で省エネな通信や超高精度原子時計開発など、量子技術分野進展への貢献に期待


NICTは、日本電信電話株式会社(NTT、代表取締役社長: 鵜浦 博夫)、カタール環境エネルギー研究所(QEERI、常任理事: Dr. Marwan Khraisheh)と共同で、超伝導人工原子とマイクロ波光子の相互作用の強さを系統的に変え分光実験を行った結果、人工原子に光子がまとわり付いた分子のような新しい最低エネルギー状態(基底状態)が存在することを発見しました。

本研究により、原子(物質)と光の相互作用に新たな領域が存在することが明らかになりました。従来に比べて桁違いに広いエネルギー範囲で物質と光の相互作用を操る術を提供できるため、量子相転移の物理の解明や、シュレディンガー猫状態のような非古典光状態を使う量子技術への応用の道を拓き、量子通信、量子シミュレーション・計算、次世代超高精度原子時計の開発など、量子技術分野の研究に今後役立つと考えられます。

この成果は、「Nature Physics」 2016年10月11日号 (電子版: 日本時間10月11日(火)午前0時)に発表されます。

続きはソースで

 
ダウンロード

引用元: 【原子物理学】光子と人工原子から成る安定な分子状態を発見 光と物質を操る量子技術に新たな可能性を拓く [無断転載禁止]©2ch.net

光子と人工原子から成る安定な分子状態を発見 光と物質を操る量子技術に新たな可能性を拓くの続きを読む

    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
1: 2016/10/04(火) 19:56:20.72 ID:CAP_USER
10月4日 18時52分

ことしのノーベル物理学賞に、数学の「トポロジー」という概念を利用して物質の特殊な状態を理論的に説明したアメリカの大学の3人の研究者が選ばれました。
スウェーデンのストックホルムにあるノーベル賞の選考委員会は、日本時間の午後7時前に記者会見し、ことしのノーベル物理学賞をアメリカのワシントン大学のデイビッド・サウレス氏、プリンストン大学のダンカン・ホールデン氏、それにブラウン大学のマイケル・コスタリッツ氏の3人に贈ると発表しました。

3人は、1970年代、超電導や超流動など、物質に見られる特殊な状態がなぜ起きるのか、明らかでなかったときに、数学の「トポロジー」という概念を利用して説明する理論的な基礎を築きました。
ノーベル賞の選考委員会は授賞理由について「彼らの研究成果は、物理学の新たな分野を開いただけでなく、新しい世代の電子工学の発展や超電導体や量子コンピューターなどに活用されることが期待される」としています。

日本人の3年連続でのノーベル物理学賞の受賞はなりませんでした。

続きはソースで

http://www3.nhk.or.jp/news/html/20161004/k10010717861000.html
ダウンロード


引用元: ノーベル物理学賞は米の3人に 日本人の受賞ならず©2ch.net

ノーベル物理学賞は米の3人に 日本人の受賞ならずの続きを読む

    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
1: 2016/09/28(水) 21:00:44.43 ID:CAP_USER
【プレスリリース】血行状態モニタリング装置「魔法の鏡」の開発に成功 - 日本の研究.com
https://research-er.jp/articles/view/50519
https://research-er.jp/img/article/20160927/20160927182832.png


<ポイント>
•遠隔・非接触的に人体の皮膚表面の血行状態をリアルタイムにわかりやすく動画像で表示します。
•心拍数ばかりでなく、身体の 2 か所の脈波伝搬時間を連続算出します。
•外付け Web カメラや内蔵カメラが付いたパソコンで動作します。
•家庭の鏡や自動車内のドライブレコーダなどへ応用することで、日常的な体調管理ができると期待されます。


国立大学法人東北大学(以下、東北大学)は、平成 25 年度 独立行政法人 科学技術振興機構のセンターオブイノベーション(COI)創出プログラム注)「さりげないセンシングと日常人間ドックで実現する理想自己と家族の絆が導くモチベーション向上社会創生拠点」(代表: 高山卓三・末永智一)の支援を受け、血行状態モニタリング装置「魔法の鏡」の開発に成功しました。

本装置は、2016 年 10 月 1 日(土)に仙台国際センターで開催される第 39 回日本高血圧学会「市民公開講座」会場入り口で展示されます。

注) センター・オブ・イノベーション(COI)プログラム

独立行政法人 科学技術振興機構による公募型研究開発プログラム。ハイリスクではあるが実用化の期待が大きい異分野融合・連携型の基盤的テーマに対し、集中的な支援を行っている。産学が連携する研究開発チームを形成し、イノベーションを推進する積極的な社会実装を目指しています。本プログラムは、文部科学省の施策革新的イノベーション創出プログラム(COI STREAM)に包摂され、一体的に推進するものです。COI STREAM では、現在潜在している将来社会のニーズから導き出されるあるべき社会の姿、暮らしの在り方を見据えたビジョンを設定しています。COI プログラムでは、このビジョンを基に10年後を見通した革新的な研究開発課題を特定した上で、既存分野・組織の壁を取り払い、企業だけでは実現できない革新的なイノベーションを産学連携で実現します。

続きはソースで

ダウンロード
 

引用元: 【医療技術】血行状態モニタリング装置「魔法の鏡」の開発に成功 [無断転載禁止]©2ch.net

血行状態モニタリング装置「魔法の鏡」の開発に成功の続きを読む

    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
1: 2015/09/28(月) 17:54:48.78 ID:???.net
東大など、単一光子源方式で従来比2倍となる120kmの量子暗号鍵伝送に成功 | マイナビニュース
http://news.mynavi.jp/news/2015/09/28/259/
日経プレスリリース
http://release.nikkei.co.jp/detail.cfm?relID=396824&lindID=5

画像
http://n.mynv.jp/news/2015/09/28/259/images/001l.jpg
量子暗号鍵伝送の結果
http://n.mynv.jp/news/2015/09/28/259/images/002l.jpg
量子ドットを含む光学的ホーン構造の電子顕微鏡写真と、単一光子発生の模式図
http://n.mynv.jp/news/2015/09/28/259/images/003l.jpg
今回開発された1.5μm帯高純度単一光子源
http://n.mynv.jp/news/2015/09/28/259/images/004l.jpg
今回開発された長距離量子鍵伝送システム


東京大学(東大) ナノ量子情報エレクトロニクス研究機構、富士通研究所、NECの3者は9月28日、共同で単一光子源を組み込んだシステムで世界最長となる120kmの量子暗号鍵伝送に成功したと発表した。

同成果は、東大の荒川泰彦教授ら、富士通研、NECの研究グループによるもの。詳細は9月25日発行の「Scientific Reports」(電子版)に掲載された。

量子暗号は、第3者が鍵情報を伝送路上で盗み見ようとすると、光子に状態変化が生じるといった特性から、高度な秘匿通信を実現する技術として期待されている。実現には、単一光子源と呼ばれる光子を1個ずつ正しく生成するための装置が必要とされるが、従来はレーザー光を弱めた減衰レーザー光による疑似的な単一光子源が主に用いられており、これだと、鍵情報を盗み取れる可能性があった。一方、疑似ではない量子ドット単一光子源を組み込んだ量子暗号システムでは、単一光子の発生段階で余計な光子が混じることにより生じる単一光子源の高い複数光子発生率と、半導体検出器で光子を検出する際の高い雑音という2つの影響を受け、長距離伝送に有利な1.5μm波長帯においても安全鍵伝送可能距離は50kmにとどまっていた。

続きはソースで

images


引用元: 【量子情報科学/ナノテク】単一光子源方式で従来比2倍となる120kmの量子暗号鍵伝送に成功 東大など

単一光子源方式で従来比2倍となる120kmの量子暗号鍵伝送に成功 東大などの続きを読む

このページのトップヘ