理系にゅーす

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相対性理論

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1: 2015/03/09(月) 21:58:35.35 ID:???.net
掲載日:2015年3月3日
http://gigazine.net/news/20150303-light-particle-wave/

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 光は「粒子」の性質と「波」の性質を併せ持っていますが、これまでは同時に観測できなかったこの両方の性質を、スイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)の研究チームが世界で初めて電子顕微鏡で撮影することに成功しました。

そのすごい写真がコレ。

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© 2015 EPFL
http://actu.epfl.ch/public/upload/news/images/4d/23/ba4c91c2.jpg

 といっても、何がどうすごいのかがとてもわかりづらいわけですが、なぜこれを撮影するのがそんなにすごいことなのか、どのようにして撮影したのかをEPFLがアニメーションムービーで解説していて、これを見れば事情がわりと簡単に把握できます。

Two-in-one photography: Light as wave and particle! - YouTube
https://www.youtube.com/watch?v=mlaVHxUSiNk&hd=1




 アインシュタインといえば「特殊相対性理論」「一般相対性理論」などで知られる20世紀の物理学者です。19世紀末まで「光は波である」という考え方が主流でしたが、それでは「光電効果」などの説明がつかなかったところに、アインシュタインは「光をエネルギーの粒子(光量子)だと考えればいい」と、17世紀に唱えられていた粒子説を復活させました。

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http://i.gzn.jp/img/2015/03/03/light-particle-wave/snap00269.jpg

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この「光量子仮説」による「光電効果の法則の発見等」でアインシュタインはノーベル物理学賞を受賞しました。
http://i.gzn.jp/img/2015/03/03/light-particle-wave/snap00270.jpg

その後、時代が下って、光は「波」と……
http://i.gzn.jp/img/2015/03/03/light-particle-wave/snap00276.jpg

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「粒子」の、両方の性質を持ち合わせていると考えられるようになりました。
http://i.gzn.jp/img/2015/03/03/light-particle-wave/snap00277.jpg

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しかし、問題は光が波と粒子、両方の性質を現しているところを誰も観測したことがない、ということ。
http://i.gzn.jp/img/2015/03/03/light-particle-wave/snap00281.jpg

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そこでEPFLの研究者が考えた方法がコレです。まず直径0.00008mmという非常に細い金属製のナノワイヤーを用意し、そこにレーザーを照射します。
http://i.gzn.jp/img/2015/03/03/light-particle-wave/snap00297.jpg

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ナノワイヤー中の光子はレーザーからエネルギーを与えられ振動し、ワイヤーを行ったり来たりします。
光子が正反対の方向に運動することで生まれた新たな波が、実験で用いられる光定在波となります。
http://i.gzn.jp/img/2015/03/03/light-particle-wave/snap00305.jpg

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普段、写真を撮影するときはカメラのセンサーが光を集めることで像を結んでいます。
http://i.gzn.jp/img/2015/03/03/light-particle-wave/snap00317.jpg

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では、光自体の撮影を行いたいというときはどうすればいいのか……?
http://i.gzn.jp/img/2015/03/03/light-particle-wave/snap00323.jpg
続きはソースで

<参照> 
The first ever photograph of light as both a particle and wave 
http://actu.epfl.ch/news/the-first-ever-photograph-of-light-as-both-a-parti/ 

Simultaneous observation of the quantization and the interference pattern of a plasmonic near-field : Nature Communications : Nature Publishing Group 
http://www.nature.com/ncomms/2015/150302/ncomms7407/full/ncomms7407.html 

The first ever photograph of light as a particle and a wave | EurekAlert! Science News 
http://www.eurekalert.org/pub_releases/2015-03/epfd-tfe030115.php

引用元: 【光学】世界で初めて「光」の粒子と波の性質を同時に撮影することに成功

【すごい!】世界で初めて「光」の粒子と波の性質を同時に撮影することに成功の続きを読む

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1: 2014/08/13(水) 19:02:32.77 ID:???0.net
米航空宇宙局(NASA)は12日、宇宙望遠鏡「NuSTAR」で、超巨大ブラックホールの重力に周辺のX線が引き寄せられる現象をとらえたと発表した。

NuSTARは2年間にわたってブラックホールや消滅する恒星からのX線の観測を続けており、今年に入ってブラックホール「マーカリアン335」の観測を開始した。このブラックホール周辺では以前から劇的に明るさが増す現象が観測されていたという。

宇宙望遠鏡で観測した結果、X線を放出していたコロナがマーカリアン335に向かって落ち込み、コロナの光がマーカリアン335の重力に引き寄せられていた。

続きはソースで

ソース/CNN
http://www.cnn.co.jp/fringe/35052316.html

引用元: 【天文】光と時空をゆがめるブラックホール、NASA観測

NASAが光と時空をゆがめるブラックホールを観測の続きを読む

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~~引用ここから~~

1: 野良ハムスター ★@\(^o^)/ 2014/06/28(土) 02:15:39.55 ID:???.net

1905年にアインシュタインが特殊相対性理論で導入した光速度不変の原理では、真空中での光の速さは常に一定で秒速29万9792kmとされた。この理論はこの1世紀以上にわたって広く受け入れられてきたが、メリーランド大学ボルチモア校の物理学者 James Franson 氏の最近の研究は、これに疑問を投げかけている。
光速度はこれまで考えられていたよりも遅い可能性があるという。

この研究では、超新星 SN 1987A の爆発による光が、予想よりも4.7時間遅れて地球に到達した理由を検討している。
1987年に観測されたこの超新星爆発では、星の崩壊過程でニュートリノが放出され、それからおよそ3時間後に爆発による発光が起こったと考えられている。ニュートリノと光子はどちらも光速で飛んでくるので、地球へのニュートリノ到達からおよそ3時間後に超新星爆発の光が観測されるはずだが、実際に光が到達した時刻は、ニュートリノの到達からおよそ7.7時間後だった。
すなわち光は予想時刻よりもおよそ4.7時間遅れて到着したことになる。

続きはソースで

http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2672092/Was-Einstein-wrong-Controversial-theory-suggests-speed-light-SLOWER-thought.html

論文 "Apparent Correction to the Speed of Light in a Gravitational Potential" J.D. Franson
http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1111/1111.6986.pdf
~~引用ここまで~~



引用元: 【物理】光は予想より遅かった? 真空偏極による重力ポテンシャルが光速度に影響する可能性


【マジ?】光は予想より遅かった? 重力が光速度に影響する?の続きを読む

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~~引用ここから~~

1: 野良ハムスター ★@\(^o^)/ 2014/06/14(土) 12:13:38.48 ID:???.net

(CNN) 米航空宇宙局(NASA)は、光速を超えて宇宙空間を移動する「ワープ航法」の性能をもった宇宙船の設計画像を公開した。

ワープ航法を実現する宇宙船の研究は、NASAの先端推進技術研究チームを率いる物理学者のハロルド・ホワイト氏が2010年から取り組んできた。

イメージ図は同氏の設計をもとに、アーティストのマーク・レドメーカー氏が制作した。
制作には1600時間以上を要したという。ホワイト氏はSF映画「スター・トレック」に登場する宇宙船にちなんで、この宇宙船を「IXSエンタープライズ」と命名。
同船の設計も、1965年に描かれたスター・トレックのスケッチを参考にしている。

続きはソースで

http://www.cnn.co.jp/storage/2014/06/13/ba885c5534ab16f9a734a14e4250c6b6/35049366_001.jpg
http://www.cnn.co.jp/fringe/35049367.html
~~引用ここまで~~



引用元: 【宇宙工学】NASA、ワープ航法を実現する宇宙船の設計画像を公開


NASA、ワープ航法を可能にする宇宙船を公開の続きを読む

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1: 名無しさん@お腹いっぱい。 2012/09/21(金) 23:01:51.72 ID:43dHwTSV

みんなで勉強しようぜ



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1: レインメーカー(大阪府) 2014/02/11(火) 12:27:07.77 ID:LTu5+ewa0 BE:1092260674-PLT(18001) ポイント特典

もしも光を追い越すなら「絶対零度に近づけたナトリウム原子の雲の中を通すと1,800万分の1の速さになる」

物質のなかでもっとも高速な光。秒速7~8kmで周回する人工衛星も非常に高速だが、1秒で地球をおよそ7.5周できる光は別格の速さだ。

人間が光を追い越す方法はあるのか?特殊相対性理論では光速を超えることはできないというが、秒速17mの光も存在するから、光を遅くすれば何とかなりそうだ。

■光速は一定じゃない?

光は電磁波の総称で、人間の目に見える可視光線をはじめ、赤外線や紫外線のような見えない光も含まれる。これらは波を描きながら進み、波長と呼ばれる波の間隔によって区別されている。身近な光とおよその波長を挙げると、

・赤外線 … 780nm(ナノ・メートル) ~ 3,000nm

・可視光線 … 380nm ~ 780nm

・紫外線 … 20nm ~ 380nm

・X線 … 0.001nm ~ 20nm

となる。これらは名前も特徴もまったく異なっているものの、基本性質が同じため光の仲間として扱われるのだ。

光の速さは秒速およそ30万kmで、現在分かっているなかではもっとも高速な物質だ。名古屋大学を中心に結成されたプロジェクトOPERAは、素粒子・ニュートリノの速度を計測し光速を超えると発表したが、残念ながら誤りのようで、現在も最高速の座は光が守っている。

http://news.ameba.jp/20140211-150/
67e49357.jpg



光の先には常に暗闇がある ∴暗闇は光速よりも速く移動してる 誰か論破できる?の続きを読む

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