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現象

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1: 2019/01/22(火) 09:44:00.63 ID:CAP_USER
東京工業大学 科学技術創成研究院 化学生命科学研究所の梶谷孝特任准教授、福島孝典教授らはキラル分子が単結晶のような規則構造をもつ液滴を自発的に形成、さらに構造秩序を崩さずに一方向に回転しながら流れる現象を発見した。

側鎖にキラルエステル基を有するトリフェニレン誘導体を設計して相転移挙動と集合構造を調べたところ、この物質の中間相では、ヘリンボーン構造という特徴的な構造からなる二次元シートが積層し、あたかも単結晶のような三次元構造を形成していることが分かった。

分子の自発的な集合化によるナノメートル級の物質作製は可能だが、高性能な有機材料の開発に求められる、数ミリ~数センチスケールの超長距離構造秩序を実現することは極めて困難だった。

続きはソースで

研究成果のポイント
○分子の自発的集合化で単結晶のような三次元規則構造の「液滴」を形成
○固体と液体の性質を併せ持ち規則構造を崩さずに流れる不思議な流動性
○分子の小さなキラリティーが巨視的物質の運動性を制御するという新知見

https://www.kek.jp/ja/newsroom/2019/01/22/0930/

詳しくは、プレスリリース(PDF)をご参照ください。
https://www.kek.jp/ja/newsroom/attic/PR20190121.pdf
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引用元: 結晶にも液晶にも液体にも分類されない液滴状の新物質を発見 東工大ら

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1: 2019/01/22(火) 14:02:02.52 ID:CAP_USER
自動運転カー(自律走行車)が普及すると、交差点での無駄がなくなり待ち時間解消によって効率化が進むと考えられてます。それだけでなく、道路上の自動車が増え過密化することで全体のペースが大きく下がるという現象が解消されたり、理想的な道路選択をサポートすることで、交通渋滞が劇的に解消するということがStanford Artificial Intelligence Laboratory(SAIL)の数学的な検証によって示されています。

Altruistic Autonomy: Beating Congestion on Shared Roads | SAIL Blog
http://ai.stanford.edu/blog/altruistic-autonomy/

以下のグラフは理想的な道路交通条件を研究するFundamental Diagram of Traffic(FDT)において作成された道路交通状態を表すグラフで、縦軸に道路上のある地点を1秒間に通過する自動車の数(flow)、横軸に1メートルあたりに存在する自動車の数(density)をプロットしたもの(FDT1)です。グラフが山のような形状を持ち、右肩上がりの青色部分と右肩下がりの赤い部分になるのが特徴です。
https://i.gzn.jp/img/2019/01/21/altruistic-autonomy-on-road/a01_m.png

上記FDT1の内容を説明すると、原点は道路上に自動車が0台の状態で、周りを走る自動車がないため最高速度でスイスイ快適に走ることが可能です。自動車の数が増えたとしても十分なスペースがある青色部分の間は全車が最高速度で快適に走ることができるので、自動車の台数(densityと等価)に比例してflowも高まっていきます。

しかし、自動車が走行する場合、一般的に前を走る自動車との間に最低2秒分の距離をあける必要があります。これは前方の車両が急ブレーキをかけても事故を起こさないように最低限必要となる車間距離で、自動車の数が増えてdensityが増えるとすべての自動車が2秒間隔では走れなくなるポイント(飽和点)に到達します。これが上記グラフの山の頂上であり、車間距離で2秒分を保つためには道路上の自動車は台数が増えるとともにスピードを落とさざるを得なくなります。そのため、densityが飽和点を超えるとflowは右肩下がりの状態(赤色部分)になってしまいます。

以下のグラフは縦軸に道路上のある地点から別の地点移動するのにかかる待ち時間(latency)、横軸にflowをとったグラフ(FDT2)。青色部分では、前車が最高速で走行できるためlatencyは一定です。ただし、飽和点に到達すると速度が低下することでlatencyは上昇してしまいます。なお、飽和点以降の赤色部分はflowも低下していくので、グラフは双曲線状になります。つまり、飽和点を境として自動車の台数が増えるほど、目的地への到達時間が長くなることがわかります。
https://i.gzn.jp/img/2019/01/21/altruistic-autonomy-on-road/a02_m.png

現実世界では自動車は全車が一定速度で走るわけもなく、車間距離もまちまちであるため上記2つのグラフは理想状態の理論値ですが、自動車の数が増えるとある時点で急に目的地まで到達するのにかかる時間が長くなり始めるという特徴は理解しやすいといえます。

さらに、現実の世界では「利己主義的」な人間の特性のため、道路交通にはより複雑な力学が働くことになります。ロサンゼルスのBeverly Hillsからthe Valleyに自動車で移動する場合を検討してみます。経路は3通りあり、最短経路の「Coldwater」なら25分、「ハイウェイ405号線」なら30分、距離の長い「Laurel」なら35分かかります。
https://i.gzn.jp/img/2019/01/21/altruistic-autonomy-on-road/a03_m.png

続きはソースで
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引用元: 【数学】〈ゲーム理論〉渋滞の原因を数学的に分析すると自動運転カーの登場で移動にかかる時間が減る理屈がよくわかる

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1: 2019/01/01(火) 04:26:37.20 ID:CAP_USER
■動画
WATCH: Fire Tornado Captured in Rare Video | National Geographic https://youtu.be/kNCX44Tf1Ns



■火災による一般的な火の渦よりはるかに強力で大規模、カリフォルニア

米国カリフォルニアでは今年も各地で森林火災が発生し、甚大な被害が生じた。なかでも夏の「カー火災(Carr Fire)」は約930平方キロを焼き、1079軒の家屋を破壊し、少なくとも7人の命を奪った。

 それだけではない。7月26日には、カー火災は魔法のような気象現象を発生させた。風速64m/s、温度約1500℃の、渦巻きながら立ちのぼる巨大な火柱だ。その風の威力はなんと、EF(改良藤田)スケール3相当という、深刻な被害を生じる竜巻に匹敵した。

 そこで気象学者たちは、ある疑問を我先に解き明かそうとしはじめた。異常に強力だったとはいえ、果たしてこの炎の渦は「つむじ風」に似たものにすぎない「火災旋風」だったのか、あるいは正真正銘の「火災竜巻」だったのかという問題だ。

 本物の火災竜巻は並外れてまれな現象かもしれない。これまでに火災竜巻として科学的に記録された例は、今回のものを除けば、2003年にオーストラリアのキャンベラ近郊で発生した1例しかないのだ。火災竜巻だったのではないかと言われるほど大規模な炎の渦は、他にも複数回目撃されているものの、いずれも体系的に記録されたり、調べられたりはしていない。

 竜巻レベルの炎の渦が観測されにくいのは森林火災そのものが危険だからだ、と米国ネバダ大学リノ校の大気科学者ニール・ラロー教授は説明する。「現場での観測は危険をともないます。また場合によっては、救助活動が繰り広げられている切迫した場面で観測を行うことが不適切になる恐れもあります」。だとすると、すべての謎が解明される日は遠そうだ。

 けれども今回、ラロー氏らは、最新鋭の人工衛星とレーダーを駆使してデータを収集し、カリフォルニアの森林火災で発生した炎の渦がいかにして竜巻並みの威力を持つモンスターへと成長したかを明らかにした。彼らの研究は、この人命に関わる恐ろしい現象を理解する上で非常に重要な手がかりを与えてくれる。

■竜巻は上から、旋風は下から

 米国気象学会の定義によれば、竜巻とは、積乱雲から細長く垂れ下がる風の渦だ。積乱雲は底が平らで上部が膨らんだ雲で、しばしば雷雨を伴う。竜巻は猛スピードで回転していて、その威力は通常、EFスケールを使って表現される。これは被害の大きさから風の強さを見積もり、0から5までの6段階で表した尺度だ。

 一方、森林火災の際によく発生する火災旋風は、厳密に言うと竜巻ではない。火災旋風の寿命はほんの数分と短く、回転は遅く、高さはせいぜい45メートル程度である。火災によって上昇気流が生じ、周囲から中に押し寄せてくる風が回転しながら上へ上へと伸びていくことによって形成される。

米国カリフォルニア州サンタバーバラ近郊で発生したシャーパ火災による火災旋風。2016年6月18日早朝の様子。(PHOTOGRAPHY BY DAVID MCNEW/AFP/GETTY IMAGES)

 火災竜巻は火災旋風よりも大規模で、より強力だ。それでは、7月26日の炎の渦はどちらだったのだろう? 答えは、渦がどのように形成されたかによって決まる。幸運なことにたまたま、その日の渦は数カ所のレーダー観測点で捉えられていた。

ナショナルジオグラフィック日本版サイト
https://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/18/122100567/

続きはソースで

https://cdn-natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/18/122100567/ph_thumb.jpg

ナショナルジオグラフィック日本版サイト
https://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/18/122100567/
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引用元: 【カリフォルニア大火災】〈動画〉巨大な炎の渦は「火災竜巻」だった?米の山火事で[12/25]

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1: 2019/01/03(木) 13:07:00.69 ID:CAP_USER
3日朝早く、西日本の上空で光の玉のようなものが流れ落ちる様子が目撃され、専門家は「小惑星のかけらなどが大気圏で燃え尽きる際に光る火球と呼ばれる現象だ」と分析しています。

3日午前5時前、西日本を中心に、光の球のようなものが上空を流れ落ち、ひときわ明るく輝いたと目撃情報などが相次ぎ、NHKが設置した複数のカメラでもその様子を捉えました。

映像では、上空を北の方角から南に向かって光の球が流れ、一瞬強く明るく輝いたあと、消える様子が確認できます。

続きはソースで

https://tr.twipple.jp/data/detail_news/thumb/a1b/04f/a1b04f6d.jpg

https://www3.nhk.or.jp/news/html/20190103/k10011766421000.html
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引用元: 西日本の早朝の空に “火の玉” 「火球に間違いない」専門家[01/03]

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1: 2018/12/16(日) 14:34:03.32 ID:CAP_USER
・超電導は電気抵抗がゼロになるとともに、ピンどめ効果を与えるなど応用範囲は広いが、低温下でしか実現できていない
・高圧の水素化ランタンによって、-23℃での高温での超電導を達成したとの主張
・論文の査読や、追試による検証はまだだが、今現在の最高温度を達成した研究者によるもので信憑性は高い

ドイツの科学者たちが、高温超伝導の新記録を達成したと主張しています。プレプリントサーバの“ArXiv”で発表された論文によると、250Kつまり-23℃での史上最も高い温度での、電気抵抗ゼロが達成されました。

Superconductivity at 250 K in lanthanum hydride under high pressures
https://arxiv.org/abs/1812.01561
まだ他の研究者による確認は取れていませんが、この主張は現実味があります。というのも、発表したのがマックスプランク研究所の物理学者ミカイル・エルメッツ氏で、2014年に203Kの高温超電導を達成したその人だからです。

1911年に初めて発見された超電導は、なんとも奇妙な現象です。通常、導体を流れる電流には抵抗がかかり、流れるほどにロスが増えます。しかし、ある種の材料を冷やしていくと奇妙なことが起こります。電気抵抗がゼロになり、電流は抵抗無しで動けるようになるのです。

もし、電気抵抗ゼロ、かつマイスナー効果と呼ばれる効果も持つ場合、それは超電導と呼ばれます。マイスナー効果とは、磁場が浸透しなくなると同時に、内部にあった磁場が排出される現象です。ピンどめ効果を持つため、浮遊した磁性体のイメージとして一般に知られています。

科学者たちにとって、常温での超電導を達成することは悲願です。もし達成できれば、応用範囲は広く、社会を変えるだけのインパクトがあります。
世界中の科学者たちが、この課題に取り組み、最高温度を記録したことを報告しては、再現性が確認されずに失敗するということが繰り返されています。 

続きはソースで

関連link
https://www.technologyreview.com/s/612559/the-record-for-high-temperature-superconductivity-has-been-smashed-again/
https://www.zaikei.co.jp/article/20181215/484030.html

https://nazology.net/archives/26846
gahag-007817


引用元: 【超電導】「-23℃」の高温超電導を達成! 夢の常温超電導に一歩近づく[12/15]

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1: 2018/12/05(水) 00:49:09.68 ID:CAP_USER
 国家的プロジェクトというと、東京オリンピックや大阪万博ばかりが注目されがちだが、実は岩手県で、それらを凌ぐスケールの超巨大プロジェクトが持ち上がっているのを、ご存じだろうか。

 岩手・北上山地の地下100メートルに、全長20キロに及ぶ直線状の「加速器」を建設。全世界から膨大な数の科学者たちが集い、ヒッグス粒子や、宇宙を構成するダークマター(暗黒物質)などを解明しようという「国際リニアコライダー」(International Linear Collider 以下、ILC)計画があるのだ。

 「ちょっと、何言ってるのか分からない」という人のために簡単に説明をすると、「加速器」とは、原子よりも小さな「素粒子」を光の速さで正面衝突させる研究施設(ILCの場合は電子と陽電子を衝突させる)のこと。人も地球も宇宙もすべては素粒子からできているので、ここの謎を解くことで、宇宙の成り立ちはもちろん、まだ解明されていない物資、現象などこの世界のさまざまな謎に光を当てられる、というわけなのだ。

 この素粒子については、『アイアンマン』『アントマン』というマーベル映画や、『エヴァンゲリオン』などのSFアニメにもちょこちょこ登場するので、ファンの方ならば聞いたことがあるのではないだろうか。ちなみに、世界中で興行記録を塗り替えた大ヒット作『アベンジャーズ/インフィニティ・ウォー』の続編が来春公開されるが、そこでも素粒子が物語の重要なカギを握るとされている。

 そんな幼稚な話は興味ゼロだね、という人でも、スイスのジュネーブにある「CERN」(欧州原子核研究機構)の名は聞いたことがあるだろう。

 世界中の研究者が情報にアクセスできることを目的としたWWW(ワールドワイドウェブ)が考案されたことから、「インターネット発祥の地」として有名なこの施設にも円形の加速器があって、「ブラックホール発生装置だ!」「研究を進めると宇宙が崩壊する」なんて『月刊ムー』のような超自然科学系サイトでもちょこちょこ取り上げられているので、一度や二度は耳にしたことがあるはずだ。

そんな世界的な研究所を上回る施設を日本に造ろうじゃないの、というのがILC計画だ。

 「なぜわざわざ日本で?」と首をかしげる方も多いかもしれないが、推進している方たちのお話を聞いてみると、いくつか大きな理由が見えてくる。

 まず、日本は、中間子理論を提唱した湯川秀樹から、近年のニュートリノ天文学の小柴昌俊氏、6つ以上のクォークが存在を予測した益川敏英氏、小林誠氏まで、多くのノーベル物理学賞受賞者を生むなど、世界の素粒子物理学をリードしてきた。また、加速器に関する技術も世界一と評され、茨城県つくば市にあるKEKB加速器は現時点で世界でも最も密度の高い電子ビームをつくることができる。

 そんな“素粒子研究先進国”である日本の競争力をILCでさらに確固たるものにしようというのが、まず1つなのだ。

そして、もう1つ重要なのが、経済効果だ。

 世界中から優秀な頭脳が集結してくるわけなのだから、経済効果を期待する声が出るのは当然だ。事実、CERN周辺には世界中の科学者が家族を連れて定住したことで、消費や観光など地域振興が成功している。しかも、ILCが優れているのは、その効果が続く「期間」だ。どんなに「頑張れ、ニッポン!」「万博で大阪を元気に!」と叫んだどころで、五輪や万博というイベントは数週間から半年ほどで閉店ガラガラとなって、後には莫大な維持費がかかる「負の遺産」が残ってしまう。事実、東京五輪で新たに建設されている競技施設も既に大赤字が試算されている。

 が、ILCは違う。世界中からさまざまな研究者が訪れ、入れ替わり立ち替わり30年近く研究が続けられるという。設立から60年を経たCERNが活況していることや、素粒子物理研究の性格からしても、極めて息の長い研究施設になる見込みなのだ。

 そのような意味では、ILC計画とは、日本の東北で「科学のオリンピック」を30年間ぶっ続けで開催をするようなものと言っていいかもしれない。

http://image.itmedia.co.jp/business/articles/1811/20/yd_kubota1.jpg
http://image.itmedia.co.jp/business/articles/1811/20/yd_kubota2.jpg
http://image.itmedia.co.jp/business/articles/1811/20/yd_kubota3.jpg

続きはソースで

ITmedia ビジネスオンライン
http://www.itmedia.co.jp/business/articles/1811/20/news057.html
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引用元: 【宇宙開発】加速器、国際リニアコライダー、「宇宙の謎に迫る国家プロジェクト」に、日本学術会議が猛反発のワケ

加速器、国際リニアコライダー、「宇宙の謎に迫る国家プロジェクト」に、日本学術会議が猛反発のワケの続きを読む
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