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粒子

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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/
ダウンロード


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]

【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 東北大学などの続きを読む

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1: 2018/04/06(金) 09:32:04.95 ID:CAP_USER
【4月5日 AFP】
約137億年前の宇宙誕生時、ビッグバン(Big Bang)によって物質と反物質の粒子が対を成して生成された。
物理学の通説ではそうなっている。

 だが、現在の宇宙で見ることができる、地球上の小さな昆虫から宇宙にある巨大な星までのあらゆるものは物質の粒子でできており、それと対を成す反粒子はどこにも見つからない。

 欧州にある巨大な地下素粒子実験施設の物理学者チームは4日、実験室内で作った反物質の粒子「反水素原子」の前例のない観測を通じて、この謎の解明に一歩近づいたとする研究結果を発表した。

 欧州合同原子核研究機構(CERN)の「ALPHA(Antihydrogen Laser Physics Apparatus)」実験チームのジェフリー・ハングスト(Jeffrey Hangst)氏は「われわれが探究しているのは、通常物質の水素と反物質の反水素が同じように振る舞うかどうか(を確かめること)だ」と話す。

 挙動にほんのわずかでも違いが見つかれば、物質と反物質の見かけ上の不均衡を説明する助けになるばかりか、宇宙を構成する基本素粒子とそれらを支配する力を記述する物理学の主流理論「標準模型(Standard Model)」が揺るがされる可能性がある。

 だが、ややがっかりなことに、今回の最新研究の「これまでで最も高精度の実験」でも、水素原子と反水素原子の挙動に違いは見つからなかった。

 目に見える宇宙の構成要素と挙動を記述する標準模型は、反物質の「消滅」を説明できない。

 ビッグバンでは、質量が同じで電荷が逆の粒子と反粒子のペアが生成されたと広く考えられており、粒子と反粒子が出会うとエネルギーだけを残して消える「対消滅」が起きるとされる。

 物理学では、ビッグバンの直後に物質と反物質が反応して崩壊する現象が実際に起きたと考えられている。

続きはソースで

(c)AFP

画像:欧州合同原子核機構のリニア・アクセレレーター
http://afpbb.ismcdn.jp/mwimgs/7/e/700x460/img_7e85d86633b483b71439aeac5309f0b6164808.jpg

AFP
http://www.afpbb.com/articles/-/3170130
images (1)


引用元: 【物理学】反物質「消滅」の謎、解明に一歩前進 CERNチーム

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1: 2018/04/05(木) 12:01:32.70 ID:CAP_USER
インペリアル・カレッジ・ロンドン(ICL)などの英国研究チームは、光が相互作用して物質化する「ブライト-ホイーラー過程」と呼ばれる現象を実証するための実験を開始すると発表した。

ブライト-ホイーラー過程は、1934年に物理学者グレゴリー・ブライトとジョン・ホイーラーによって予想された物理現象であり、2個の光子が高エネルギーで衝突することによって物質粒子である電子と陽電子が1個ずつ生成される。

光子の衝突エネルギーを極めて高くする必要があるために、これまでは、ブライト-ホイーラー過程を実験的に確かめることは不可能であると考えられてきた。
しかし、2014年になってから、核融合の研究で使われている高出力レーザーを利用することによって
既存の技術でも実験を実現できるというアイデアが提案された。
今回の研究は、このアイデアにもとづいて実際の実験装置を組み上げて、ブライト-ホイーラー過程の実証を目指して行われたもの。

2014年に提案された実験方法では、まず第1段階として、超高強度のレーザーを用いて、電子を光速近くまで加速する。
すると、この電子を金平板に衝突させることによって可視光の10億倍という高エネルギーの光子ビームを生成する。

第2段階では、金の微小空洞の内部表面に高エネルギーのレーザーを照射して、熱放射場を発生させる。
この熱放射場からは恒星が光を発するのと同じように光が放射される。

次に、第1段階の高エネルギー光子ビームを、第2段階の金空洞の中心部に向けて打ち込む。

続きはソースで

画像:ブライト-ホイーラー過程を検証するための実験装置。高エネルギーのレーザービーム2本を衝突させて光子から電子と陽電子を生成させる (出所:ICL)
https://news.mynavi.jp/article/20180402-610233/images/001.jpg
画像:実験用チャンバの光学系 (出所:ICL)
https://news.mynavi.jp/article/20180402-610233/images/002.jpg

マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/article/20180402-610233/
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引用元: 【物理学】光を物質化する実験開始 - 「ブライト-ホイーラー過程」を実証へ[04/02]

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1: 2018/03/17(土) 08:50:30.61 ID:CAP_USER
 何千年にもわたり、人々は夜空に輝くオーロラに魅了されてきた。
しかし、注意深いアマチュアの科学者たちが、これまでのオーロラとは異なる新しいタイプの発光現象に気づいたのはこの数年だ。
わずかな間だけ姿を見せる、紫にまたたくその光のリボンは専門家の注目の的となり、3月14日付けの学術誌「Science Advances」に第一報が掲載された。

「カナダのアルバータ州からやってきたオーロラハンターたちが、真夜中に外に出て北の空を眺め、美しい写真を撮っていました。そしてたまたま、遠い南の空に、紫色にかすかに光る細い弧を見つけたのです」。
米メリーランド州グリーンベルトにあるNASAゴダード宇宙飛行センターの宇宙物理学者エリザベス・マクドナルド氏はそう話す。
この紫色のオーロラは、通常のものとは異なる物理現象だという。

 マクドナルド氏らの研究チームは、欧州宇宙機関の地磁気観測衛星スウォームにこの特殊なオーロラを通過させて観測を行った。
その結果わかったのは、太陽からやってくる荷電粒子が加速して熱せられ、地球の電離層の特定の現象と作用しているらしいことだった。

 アマチュア科学者たちは当初、見つけたものが何であるかわからなかったので、奇妙な発光現象を「スティーブ(STEVE)」と呼んでいた。
それを気に入ったマクドナルド氏のチームも同じ名前を使い続け、略語がSTEVEとなるように「Strong Thermal Emission Velocity Enhancement(強熱放射速度増強)」という名称まで考え出した。

 科学者たちは、低緯度地域に荷電粒子の流れがあることは数十年前から知っていたものの、それが目に見える明るさの発光現象をともなうとは考えていなかった。
だが、いまのスマートフォンやデジタルカメラは、当時の観測機器よりもはるかに優れている。
それを使えば、1時間ほどしか続かない珍しいオーロラもとらえられる。

続きはソースで

関連動画
There’s a new aurora in subpolar skies. Its name is Steve https://youtu.be/nqF3AtEkFEU



関連ソース画像
http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/18/031600120/01.jpg
http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/18/031600120/02.jpg
http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/18/031600120/1-Aurora-Borealis.ngsversion.1467037815783.adapt.1190.1.jpg

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/18/031600120/
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引用元: 【気象】未知の「紫のオーロラ」、はじめて報告される アマチュアの発見に科学者が注目、慣例にしたがい「スティーブ」と命名[03/16]

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1: 2018/03/17(土) 15:26:55.79 ID:CAP_USER
【3月15日 AFP】
米国を含む世界9か国で販売されている主要ブランドのボトル入り飲料水を調査したところ、90パーセント以上で微細なプラスチック粒子の混入が確認されたことが分かった。
水をボトルに詰める過程で混入したとみられるという。

 調査はマイクロプラスチックに詳しい米ニューヨーク州立大学(The State University of New York)のシェリ・メイソン(Sherri Mason)氏が中心となって行われ、報告書要旨をまとめたNPO「オーブ・メディア(Orb Media)」によると、「広範な汚染」が見つかったという。

 対象はブラジル、中国、インド、インドネシア、ケニア、レバノン、メキシコ、タイ、米国で販売されているボトル入り飲料水250本。その中には、エビアン(Evian)、サンペレグリノ(San Pellegrino)、ネスレピュアライフ(Nestle Pure Life)などの主要ブランドが含まれ、全体の93%からプラスチック粒子が検出された。

続きはソースで

(c)AFP

http://afpbb.ismcdn.jp/mwimgs/b/c/320x280/img_bc2c2dd14989adb61a74f163a1135e8d255189.jpg

AFP
http://www.afpbb.com/articles/-/3167485
images


引用元: 【異物混入】主要ブランドのボトル入り飲料水、90%超でプラスチック粒子混入 米調査[03/15]

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1: 2018/03/19(月) 12:45:36.81 ID:CAP_USER
欧州原子核研究機構(CERN)は、反物質を長期保存・輸送する技術の開発を進めている。
陽子の反粒子である反陽子を生成・捕獲した後に別棟の実験施設に輸送し、反陽子と原子核の衝突実験などを行う計画であるという。

反物質は物質に接触した瞬間に対消滅してしまうため、実験に必要な量の反物質を作り出し、一定時間保存しておくことが非常に難しい。
しかしCERNはこれまでに、水素の反物質である反水素などの生成に成功しており、磁場トラップ中に反水素を保存して、反物質研究のためのさまざまな実験に利用できるようになっている。

現在計画されている反物質研究プロジェクト「PUMA(antiProton Unstable Matter Annihilation)」では、実験施設「ELENA」において、陽子の反粒子である反陽子をこれまでで最大となる10億個捕獲し、これを数週間にわたって保存することを目指している。

保存された反陽子は、ELENAから数百メートル離れたイオンビーム施設「ISOLDE」まで車両に積み込んで運搬される。
ISOLDEでは、反陽子を放射性原子核に衝突させることで特異な原子核現象の研究を行うという。

反陽子を長期保存・輸送する際には、「二重ゾーン」と呼ばれる長さ70cmの捕獲器が使用される。
この捕獲器は重さ約1トンの超伝導ソレノイド電磁石内部の超高真空(10-17mbar)・極低温(4K)条件下に置かれることになる。
二重ゾーンのうち、「ストレージゾーン」と呼ばれる部位に反陽子を捕獲し、「第2ゾーン」と呼ばれる部位で放射性原子核と衝突させる。

放射性原子核のほうはISOLDE側で生成するが、短時間に崩壊してしまうため他の施設に輸送して研究することができない。

続きはソースで

画像:反陽子-原子核衝突実験が計画されているイオンビーム施設「ISOLDE」 (出所:CERN)
https://news.mynavi.jp/article/20180319-603038/images/001.jpg

画像ELENAとISOLDEの位置関係と反陽子の輸送ルート (出所:CERN)
https://news.mynavi.jp/article/20180319-603038/images/002.jpg

マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/article/20180319-603038/
images (1)


引用元: 【物理学】反物質の長期保存・輸送技術の開発を目指す欧州原子核研究機構(CERN)[03/19]

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