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絶対零度

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1: 2019/05/09(木) 11:39:07.62 ID:CAP_USER
学術雑誌Applied Physics Lettersに「宇宙の寒さ」から直接エネルギーを生み出す手法が確立されたとの論文がが掲載されました。これによると、絶対零度に近い宇宙空間に半導体ダイオードを向けることで、あたかもソーラーパネルが太陽光で発電するかのように、寒さからエネルギー取り出すことが可能だとのことです。

Experimental demonstration of energy harvesting from the sky using the negative illumination effect of a semiconductor photodiode: Applied Physics Letters: Vol 114, No 16
https://aip.scitation.org/doi/figure/10.1063/1.5089783

Experimental device generates electricity from the coldness of the universe
https://phys.org/news/2019-05-experimental-device-electricity-coldness-universe.html

「宇宙の寒さ」を利用した発電技術を発表したのは、富士フイルム先進研究所の小野修司氏らの国際研究チームです。この技術では、宇宙空間に向けたフォトダイオードを使用して寒暖差からエネルギーを得ることが可能だとのこと。

以下の画像は発電デバイスの概略図です。装置の中心にある半球状のフォトダイオードが、放物面鏡を介して空に向いている構造が見てとれます。
https://i.gzn.jp/img/2019/05/09/electricity-coldness/1734_m.png

この技術では、熱が物体から放射される際に発生する「negative illumination effect(負の照明効果)」により生じる、わずかな電気を集約してエネルギーに変換するのだとのこと。

続きはソースで

https://gigazine.net/news/20190509-electricity-coldness/
images


引用元: 【絶対零度】「宇宙の寒さ」から直接エネルギーを生み出す技術が開発される[05/09]

【絶対零度】「宇宙の寒さ」から直接エネルギーを生み出す技術が開発されるの続きを読む

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1: 2018/11/07(水) 15:18:37.73 ID:CAP_USER
絶対零度からごくわずかだけ温度が高い超低温の環境で原子を第5の状態「ボース=アインシュタイン凝縮」に置き、その状態を観察するという実験がドイツの研究チームによって実施されました。実験では高度約250kmまで上がる気象観測ロケットが用いられ、6分程度にわたる極小重力環境下で100を超える観察が行われています。

Space-borne Bose–Einstein condensation for precision interferometry | Nature
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0605-1

For The First Time, Physicists Created a 'Fifth' State of Matter in Space
https://www.sciencealert.com/bose-einstein-condensate-space-record-maius-1-experiment-results

ボース=アインシュタイン凝縮(Bose–Einstein condensation:BEC)は、固体・液体・気体・プラズマに次ぐ「物質の第5の状態」とされるもので、1925年に物理学者のサティエンドラ・ナート・ボースとアルベルト・アインシュタインによってその存在が予言されていました。その後、1995年にコロラド大学とマサチューセッツ工科大学の研究チームがそれぞれBECの実現に成功し、2001年にはノーベル物理学賞を受賞しています。

BEC状態にある原子は、粒子的ではなく集団的な波としてのふるまいを見せるようになります。この「雲」のような状態では多数の原子が同一の波動を行うようになり、個々の原子を区別できないので、原子雲全体が1つの「超原子」のようなものになっていると考えられています。

BECは磁場や集束レーザーなどを用いて作り出した「原子トラップ」の中で原子の振動運動を封じ込めることで、絶対零度に限りなく近いところまで物質を冷却して作り出されます。しかし、重力の影響を受ける地上ではBECを作り出せても、レーザーの照射を止めるとあっという間に雲が落下してBECの状態が失われてしまいます。

続きはソースで

関連記事
宇宙ステーション上でボース=アインシュタイン凝縮実験を開始 | マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/article/20180822-682360/

https://i.gzn.jp/img/2018/11/05/fifth-state-of-matter-in-space/00_m.jpg

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20181105-fifth-state-of-matter-in-space/
ダウンロード (1)


引用元: 【物理学】「ボース=アインシュタイン凝縮」極小重力下で原子を「物質の第5の状態」において観察する実験が実施される

「ボース=アインシュタイン凝縮」極小重力下で原子を「物質の第5の状態」において観察する実験が実施されるの続きを読む

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1: 2018/05/21(月) 20:05:57.46 ID:CAP_USER
「クマムシ」とは大きさ50マイクロメートル(約0.05mm)~1.7mmほどの非常に小さい動物であり、湿った地面から水中、深海から高山からまで非常に多様な環境に生息しています。
過酷な環境でも生き延びられるクマムシは、「非常に生命力の高い生き物」として知られていますが、そんなクマムシが非常に大きいうんちをするムービーが撮影されました。

Tardigrades Apparently Do Huge Poops
https://www.livescience.com/62602-tardigrade-poop-video.html

ありとあらゆる環境に耐えられるクマムシは、-270度という絶対零度に近い超低温から150度という水の沸点を超える温度を耐え抜き、体の水分が3%になっても死ぬことがなく、人間だったら死亡するレベルの放射線や真空状態にも耐えることが可能。

そんなクマムシがうんちをする瞬間を捉えたムービーは、以下のツイートから見ることができます。
https://twitter.com/TessaMontague/status/996931371808550912

ハーバード大学の分子生物学の博士課程に在籍しているテッサ・モンタギュー氏は、クマムシがうんちをする瞬間をムービーに捉えることに成功しました。

続きはソースで

関連ソース画像
https://i.gzn.jp/img/2018/05/21/tardigrades-apparently-do-huge-poops/01_m.jpg
https://i.gzn.jp/img/2018/05/21/tardigrades-apparently-do-huge-poops/img-snap03530_m.jpg
https://i.gzn.jp/img/2018/05/21/tardigrades-apparently-do-huge-poops/img-snap03531_m.jpg
https://i.gzn.jp/img/2018/05/21/tardigrades-apparently-do-huge-poops/img-snap03532_m.jpg
https://i.gzn.jp/img/2018/05/21/tardigrades-apparently-do-huge-poops/img-snap03533_m.jpg
https://i.gzn.jp/img/2018/05/21/tardigrades-apparently-do-huge-poops/img-snap03534_m.jpg

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180521-tardigrades-apparently-do-huge-poops/
ダウンロード


引用元: 【生物】生命力が非常に強い生き物「クマムシ」のうんちはめちゃくちゃデカい[05/21]

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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

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1: 2016/05/29(日) 10:18:28.23 ID:CAP_USER
高温超伝導体の2つの顔 | 理化学研究所
http://www.riken.jp/pr/press/2016/20160527_3/
高温超伝導体の2つの顔 | 60秒でわかるプレスリリース | 理化学研究所
http://www.riken.jp/pr/press/2016/20160527_3/digest/


「超伝導」とは、金属の電気抵抗が完全になくなる現象です。エネルギー損失のない送電ケーブルなどへの応用が考えられますが、絶対零度(-273.15℃)に近い温度でしか発現できないことが大きな問題でした。しかし、1986年に発見された「銅酸化物超伝導体」の中には、約-140℃まで超伝導状態を保つことができるものがあり、高温超伝導体と呼ばれ、応用範囲が広がると期待されています。さらに高い温度で超伝導を示す物質を見つけるには、超伝導が発現するメカニズムを理解することが重要ですが、それはいまだに明らかになっていません。

一般に超伝導が発現するには、固体内の電子間に引力が働き、2つの電子が「対」を作る必要があります。銅酸化物超伝導体の中の電子は対になったり、特徴的な空間構造を持つ「電荷秩序」を示したりします。しかし、超伝導と電荷秩序の関係は分かっていませんでした。今回、理研の科学者を中心とする共同研究チームは、超伝導を抑制し、その際に電荷秩序がどのような影響を受けるのかを調べることで、両者の関係を調べました。

まず、銅酸化物超伝導体「Bi2Sr2CaCu2O8+δ」(Bi:ビスマス、Sr:ストロンチウム、Ca:カルシウム、Cu:銅、O:酸素)に強い磁場を加えることにより、「渦糸(うずいと)」と呼ばれる局所的に超伝導が抑制された領域を導入しました。

続きはソースで

ダウンロード


引用元: 【物性物理学】高温超伝導体の2つの顔 磁場によって明らかになった超伝導と電荷秩序の競合 [無断転載禁止]©2ch.net

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1: 2014/09/06(土) 23:26:52.04 ID:???.net
世界最速、極低温冷凍機の開発
2014年9月 5日 16:00 | プレスリリース , 受賞・成果等 , 研究成果

東北大学金属材料研究所の青木大教授の研究グループと日本カンタム・デザイン株式会社は、室温から絶対零度近くの極低温(0.1ケルビン、-273℃)まで、世界最速で冷却できる物性測定用冷凍機(ADR、断熱消磁冷凍機)を共同で開発しました。

通常の冷凍機とは異なり、磁気を用いて冷却する方法であり、従来の50~100倍の冷却速度です。
低温寒剤であるヘリウム資源の枯渇が叫ばれる中、簡便、安価に極低温を得る冷凍機として今後多くの需要が見込まれます。
また、極低温を短時間で得られることで、新奇超伝導体の物質開発、磁性材料の開発などにつながるものと期待されます。
__________

▽記事引用元
http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2014/09/press20140903-01.html
東北大学(http://www.tohoku.ac.jp/japanese/)2014年9月 5日 16:00配信記事

詳細(プレスリリース本文)
http://www.tohoku.ac.jp/japanese/newimg/pressimg/tohokuuniv-press_20140903_01web.pdf

引用元: 【技術】世界最速で冷却できる物性測定用冷凍機を開発 磁気を用いて冷却する方法 従来の50~100倍の冷却速度/東北大など

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