【磁気光学】45年ぶり、従来の40倍のファラデー効果を示す新規材料の発見　東北大学など

2018年04月10日

カテゴリ:
技術

1: 2018/04/08(日) 11:38:51.97 ID:CAP_USER

東北大学を含む研究グループは、全く新しい発想による磁気光学材料の開発に世界で初めて成功した。
開発した材料は、ナノグラニュラー構造と呼ばれるナノメートルサイズの磁性金属粒子をセラミックス中に分散させたナノ組織を有し、光通信に用いられる波長の光に対して、従来の約40倍もの巨大なファラデー効果を示すという。

　ファラデー効果とは、磁性体に加えた磁界に平行な方向に入射する光において、磁性体を透過する光の偏光面が回転する現象のこと。ファラデー効果を示す材料は、光デバイスや、とりわけ光通信システムに広く用いられ、先端情報技術には欠かせない。
しかしながら、ファラデー効果材料は1972年にビスマス鉄ガーネットが発見されて以来、それを超える有望材料は見つかっておらず、これまでのファラデー効果を用いたデバイスでは、設計および性能が限定されていた。

続きはソースで

論文情報：【Scientific Reports】Giant Faraday Rotation in Metal-Fluoride Nanogranular Films
https://www.nature.com/articles/s41598-018-23128-5

大学ジャーナル
http://univ-journal.jp/20163/

引用元: ・【磁気光学】45年ぶり、従来の40倍のファラデー効果を示す新規材料の発見　東北大学など［04/07］

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タグ：: 東北大学; 磁気; 光学; 構造; 金属; 粒子; セラミックス; 組織; 分散; 磁界

地球の地下3,000kmでは「超高温のジェット噴流」が起きている

2017年01月03日

カテゴリ:
地学

1: 2016/12/30(金) 00:27:02.60 ID:CAP_USER

地球の地下3,000kmでは「超高温のジェット噴流」が起きている

地球の外核には「超高温の流体である鉄の海」があり、その旋回によって磁界が生じているが、ESAの地磁気観測衛星によって、部分的に高速な「ジェット噴流」が生じていることが確認された。

欧州宇宙機関（ESA）と欧州の大学研究チームは、地球の地下深くに高速で動くジェット噴流が生じていることを確認した。

地球の外核には「超高温の流体である鉄の海」があり、その旋回によって磁界が生じると考えられている（外核は地下約3,000kmにあり、その温度は、最も外側の部分で摂氏4,400度、最も内核に近い部分で6,100度とされる）。
自転車などの発電機（ダイナモ）の回転する導体と同じように、移動する鉄などの流体が電流を発生させ、これが地球の磁界を生み出すわけだ。

学術誌『Nature Geoscience』に発表された今回の研究は、英リーズ大学のフィル・リヴァモア率いる研究チームと、デンマーク工科大学の研究者たちが、ESAの地磁気観測衛星「SWARM」を使用して行ったものだ。
2013年11月に3基が打ち上げられたこの観測衛星は、地球の核、マントル、地殻、海、電離圏、磁気圏から生じるさまざまな磁界の測定を行っている（以下の動画）。
これらの磁界が集合的に形成する地球全体の磁界が、宇宙線から地球を保護しており、太陽風の際などに荷電粒子が地球に飛び込むのを防いでいる。
磁界を調査することは、地球内部を解明できる方法のひとつだ。

続きはソースで

▽引用元：WIRED　2016.12.27 TUE 19:00
http://wired.jp/2016/12/27/jet-stream-earth-core/

▽関連
ESA
THERER'S A JET STREAM IN OUR CORE 19 December 2016
http://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/Swarm/There_s_a_jet_stream_in_our_core

引用元: ・【地球科学】地球の地下3,000kmでは「超高温のジェット噴流」が起きている　©2ch.net

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タグ：: 地球; 地下; 高温; ジェット; 噴流; 核; 流体; ダイナモ; 発電; 磁界

セシウム原子の共鳴を利用した新たな電磁波計測技術を開発　アンテナを使わずに電磁波の強度を測定

2016年07月14日

カテゴリ:
科学
物理

1: 2016/07/12(火) 12:06:54.00 ID:CAP_USER

産総研：セシウム原子の共鳴を利用した新たな電磁波計測技術を開発
http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2016/pr20160711/pr20160711.html
http://www.aist.go.jp/Portals/0/resource_images/aist_j/press_release/pr2016/pr20160711/fig.jpg

ポイント

• セシウム原子の共鳴による遷移振動（ラビ振動）を利用して電磁波の強度を計測する技術を開発
• 通常のアンテナでは困難な、局所的な電磁波強度を高精度に測定可能
• 電磁環境測定（EMC試験）の高度化や空間電磁界の可視化への応用に期待

概要

　国立研究開発法人産業技術総合研究所【理事長中鉢良治】（以下「産総研」という）物理計測標準研究部門【研究部門長中村安宏】高周波標準研究グループ木下基主任研究員、電磁界標準研究グループ石居正典主任研究員は、セシウム原子の共鳴現象を利用して電磁波の強度を測定する技術を開発した。

　セシウム原子は9.2 GHzの周波数の電磁波を受けると、電磁波に共鳴する2つのエネルギー状態の間で周期的に遷移を繰り返す。この遷移の繰り返しはラビ振動と呼ばれ、その周波数は受けた電磁波の強度に比例する。この現象を利用すると、アンテナを使わないでも、電磁波の強度をラビ振動の周波数から求めることができる。産総研では、セシウムガスをガラスセルに封入し、電磁波によって生じるセシウム原子のラビ振動を、レーザーで高精度に測定する、新たな電磁波強度の計測技術を開発した。

　今回開発した技術では、セシウムガスを封入するガラスセルを小型にできるため、測定する電磁波の波長以下の1 cm程度の局所的な強度測定ができ、空間分解能の高い電磁波強度計測が可能となる。これは、通常のアンテナによる計測では実現が困難であった。また、レーザーでラビ振動を測定するため、離れた場所からワイヤレスで測定できる。今回開発した技術により電磁波の強度分布を正確に測定することで、電磁環境測定（EMC試験）の高度化や空間電磁界の可視化など、新たな応用が期待される。また、今後さらに普及するであろう電気自動車や通信機器などの安全への貢献が期待される。

　なお、この技術の詳細は、2016年7月13日にカナダで開催されるConference on Precision Electromagnetic Measurements 2016（CPEM2016）において発表される。

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ミリメートルサイズの磁石の揺らぎが量子力学的に振る舞うことを発見東大

2015年07月13日

カテゴリ:
科学
物理

1: 2015/07/11(土) 22:22:37.81 ID:???.net

東大、ミリメートルサイズの磁石が量子力学的に振る舞うことを発見 | マイナビニュース
http://news.mynavi.jp/news/2015/07/10/500/
記者会見超伝導量子ビットと磁石の球のコヒーレントな結合に初めて成功 ...
http://www.rcast.u-tokyo.ac.jp/pressrelease/pdf/270710release_rcast.pdf

画像
http://n.mynv.jp/news/2015/07/10/500/images/001l.jpg
研究に用いられた直径1mmのYIG単結晶球
http://n.mynv.jp/news/2015/07/10/500/images/002l.jpg
マグノンとマイクロ波光子の相互作用により生じたエネルギー準位反交差
http://n.mynv.jp/news/2015/07/10/500/images/003l.jpg
空洞共振器中に置かれたYIG球と超伝導量子ビットの模式図。共振器内の電界と磁界の分布が上下に分けて示されている。左上の写真は実験に用いられた直径0.5mmのYIG球。右下は、シリコン基板上に作られた超伝導量子ビットのアルミニウム製のアンテナ電極(白色部分)と、その間にあるジョセフソン接合(中央重なり部分)の画像
http://n.mynv.jp/news/2015/07/10/500/images/004l.jpg
研究グループが目指す量子インタフェース方式の概念図
http://n.mynv.jp/news/2015/07/10/500/images/005l.jpg
研究グループが目指す量子中継器の概念図

東京大学(東大)は7月10日、超伝導回路を用いた量子ビット素子と強磁性体中の集団的スピン揺らぎの量子(マグノン)をコヒーレントに相互作用させることに成功し、ミリメートルサイズの磁石の揺らぎが量子力学的に振る舞うことを発見したほか、その揺らぎの自由度を制御する方法を開発したと発表した。

同成果は、東大先端科学技術研究センター量子情報物理工学分野の中村泰信教授(理化学研究所創発物性科学研究センターチームリーダー)、田渕豊特任研究員(現日本学術振興会特別研究員)および同大工学系研究科物理工学専攻修士学生の石野誠一郎氏らによるもの。詳細は米国科学振興協会(AAAS)発行の学術雑誌「Science」に掲載された。

量子コンピュータや量子暗号通信といった量子力学の応用分野の1つに、情報処理と通信を統合した量子情報ネットワーク技術があるが、これを実現するためには、互いの間で量子情報を授受するためのインタフェースが必要となり、マイクロ波と光の活用が期待されている。しかし、量子状態をコヒーレントに転写する方法があり、その手法として、ナノ機械振動子や単独の電子スピン、常磁性電子スピン集団などを用いた研究が進められてきたが、強磁性体中のスピン集団に着目し、スピン波のエネルギー励起運動の量子であるマグノンを用いた研究はこれまでなかったという。

研究では、強磁性絶縁体であるイットリウム鉄ガーネット(YIG)単結晶球の中のマグノンと共振器の中のマイクロ波光子の結合について調査を実施。

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