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電圧

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1: 2019/05/07(火) 05:34:30.99 ID:CAP_USER
■「これまで誰も考えつかなかった方法」、米NY市30分間の電力に相当

1752年、米フィラデルフィアの上空に分厚い雨雲が現れた。ベンジャミン・フランクリンはその下に立ち、凧を飛ばすだけの簡単な実験で、雷が電気であることを証明した。それから250年以上が経ち、雷雲の驚くべき秘密がまたひとつ明らかになった。

 このたび学術誌「Physical Review Letters」に掲載された論文によると、まったく新しい方法を使って雷雲全体の電圧を分析したところ、瞬間的に13億ボルトにも達していたという。その電力はおよそ2ギガワット。これはニューヨーク市全域に電力を30分間供給できるほどのエネルギーだと、論文の共著者で、インド、ムンバイにあるタタ基礎科学研究所の高エネルギー物理学者であるスニル・グプタ氏は語る。

「それだけの電圧を地上で達成させるのはほぼ不可能です。しかし、自然はいとも簡単にそれをやってのける方法を知っているようです」

 巨大な雷雲の電気的性質をインドの科学チームが正確に分析できたのは、宇宙から降り注ぐ荷電粒子のおかげだった。雷雲のエネルギーは、過去に実施されたどの値より10倍も高かった。この研究結果により、宇宙と地球上で起こっていることの関係性がわかっただけでなく、高エネルギー物理学における25年来の謎も解決されるかもしれない。

■素粒子のシャワーの異変

 2001年の運用開始以来、インド南部のウダガマンダラムにある宇宙シャワー現象観測施設「GRAPES-3(Gamma Ray Astronomy PeV EnergieS phase-3)」で、物理学者たちはミュー粒子を観測している。ミュー粒子は、宇宙線が地球の上層大気に衝突すると発生し、地上に降り注ぐ素粒子だ。

 どういうわけか、高感度のGRAPES-3はしばしば、4月から6月の間と、9月から11月の間にミュー粒子のシャワーがわずかに弱くなることを示す。それがちょうど一年で最も雨の多い時期と重なっていた。

「面白いなとは思っていましたが、それほど真剣には考えていませんでした」と、グプタ氏は言う。「私たちの研究対象は高エネルギー宇宙線と惑星間空間で、雷雲にはあまり関心がなかったものですから」

 ミュー粒子は負の電荷を持ち、その動きは電場によって歪められる。グプタ氏はこの性質を利用して、雷雲にどれだけのエネルギーが含まれているかを計算できないかと考えた。

ノーベル物理学賞を受賞したチャールズ・トムソン・リーズ・ウィルソンが1929年、ある雷雲の電場を計測したところ、1インチ(約2.5センチ)の間隔で1万2700ボルトという驚きの数値が出た。ということは、数キロも先まで広がる雷雲は、全体で乾電池10億個分に相当する電位差を秘めている可能性がある。

 電圧を測るには通常、2本の端子を対象物の両端にそれぞれ接続する必要がある。だが、雲のように巨大でつかみどころのないものを相手に、どうしたらそんなことができるのか。これまで誰も思いついた者はいない。雷雲の中に飛行機や風船を飛ばす実験も行われたが、その結果これまでに記録されたのは、最高でも1億3000万ボルトだった。

 今回の研究の共著者バラクリシュナン・ハリハラン氏は、GRAPES-3が検出するミュー粒子の数が変化するには、電場がどれほど強力でなければならないかを測るモデルを考案した。これがあれば、観測されたミュー粒子から雲の電場を逆に推測できる。

続きはソースで

https://cdn-natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/19/042500253/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/19/042500253/
ダウンロード (2)


引用元: 【気象】雷雲はなんと10億V超、電圧の測定に成功 米NY市30分間の電力に相当[05/05]

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1: 2018/11/29(木) 02:09:27.60 ID:CAP_USER
アクセサリーや工業用品にも使用される金属「金」の融点、つまりは金が固体から液体に変化する温度は「1064度」です。常温では溶けるはずのない金ですが、これを室温で溶かす方法をスウェーデンのチャルマース工科大学の研究者たちが発見しました。

Phys. Rev. Materials 2, 085006 (2018) - Electric-field-controlled reversible order-disorder switching of a metal tip surface
https://journals.aps.org/prmaterials/abstract/10.1103/PhysRevMaterials.2.085006

Scientists Have Figured Out How to Melt Gold at Room Temperature | Digital Trends
https://www.digitaltrends.com/cool-tech/gold-melt-room-temperature/

チャルマース工科大学の物理学者であるルドヴィグ・デ・ヌープ氏らによる研究チームが、室温でも金を溶かせる方法を発見しました。研究チームが発見した金を溶かす方法は、金を四角錐状の形に成型し、これに電場を付加するというもの。金に電場を付加した状態で電子顕微鏡を用いて表面を観察したところ、金の表面から2~3層の原子が融解していることが確認されました。

ヌープ氏は「我々は数層の原子層が溶け、金の原子が多く移動し、規則正しい構造を失っていることを見つけました。この発見はこれまで見つかっていなかった現象であるため、驚くべきものです。また、電場を取り除くことで表面の融解した層を固体に戻すことが可能なことも明らかになっており、これはとても興奮すべき発見です」と語っています。
https://i.gzn.jp/img/2018/11/28/how-melt-gold-room-temperature/s01_m.jpg

実際に電子顕微鏡で四角錐状の金の先っぽが融解している様子を観察。
https://i.gzn.jp/img/2018/11/28/how-melt-gold-room-temperature/s02_m.jpg

続きはソースで

Watch how gold melts at room temperature https://youtu.be/mbKuq1BAfrs



GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20181128-how-melt-gold-room-temperature/
ダウンロード (4)


引用元: 【融解】常温で溶けるはずのない「金」を室温でも簡単に溶かす方法が発見される[11/28]

【融解】常温で溶けるはずのない「金」を室温でも簡単に溶かす方法が発見されるの続きを読む

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1: 2018/08/08(水) 15:55:34.66 ID:CAP_USER
白石誠司 工学研究科教授、セルゲ◯・ドゥシェンコ 同博士研究員(研究当時、現:米国標準化研究所及びメリーランド大学研究員)、外園将也 同修士課程学生らの研究グループは中村浩次 三重大学准教授と共同で、金属である白金を極めて薄い膜(超薄膜)にしたとき、シリコンなどの半導体で実現されるトランジスタ特性(材料の抵抗を外部電圧で制御する特性)が現れること、さらにそれに伴って白金がスピンを電流に変換する「スピン軌道相互作用」という機能を大幅に変調・制御ことができることを世界で初めて発見しました。

 固体物理学における常識を覆す発見であり、特にエレクトロニクスやスピントロニクス分野の新しい発展に繋がる成果です。

 本研究成果は、2018年8月7日に英国の国際学術誌「Nature Communications」にオンライン掲載されました。

■概要
 今日の情報社会の隆盛をもたらしたトランジスタは、半導体(現在は一般的にシリコンが用いられる)中のキャリア(電子または正孔)をゲート電圧で誘起することで、抵抗の大きさを制御し、情報のオンとオフを操作します。

 しかし、金属は一般的にキャリアの数が非常に多いために、ゲート電圧によってキャリアを誘起しても、抵抗を変えることは困難でした。

 本研究グループは、まず2ナノメートルという極めて薄い白金(Pt)の膜(超薄膜)を、磁性絶縁体であるイットリウム鉄ガーネット(YIG)の上に作製しました。そして、このPt超薄膜の上にイオン液体をのせて強いゲート電圧をかけたところ、上記のような半導体で実現されるトランジスタ特性が現れることを発見しました。

続きはソースで

■今回の研究で用いた素子の構造図と実験の概念図
http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2018/images/180807_1/01.jpg

http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2018/images/180807_1/02.jpg

京都大学
http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2018/180807_1.html
images


引用元: 【固形物理学】金属が半導体に化ける可能性 -超薄膜の白金がトランジスタ特性を発揮することを発見-京都大学[08/08]

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1: 2018/05/30(水) 12:29:45.74 ID:CAP_USER
量子コンピューターも、従来型のコンピューターと同様に仕事を行うにはメモリーが必要です。
しかし、近くの原子が振動しただけでもすべてのデータが消えてしまう環境のため、量子コンピューター用メモリーの開発は困難を極めます。
しかし科学者たちは、うまい解決策を思いつきました。
ギターの弦のようにダイヤモンドをチューニングするのです。
彼らはデータ保存のための電子と相性の良い不純物を混ぜた1ミクロン幅のダイヤモンド結晶の弦を使った量子メモリーシステムを作り上げました。
このダイヤモンドに電圧をかけると、弦が引き延ばされて周波数が上がり、電子が敏感に反応する状態になります。ちょうど、ギターの弦を巻いて音を高くするのと同じです。

続きはソースで

https://s.aolcdn.com/hss/storage/midas/3fa18639fd6be8679b091cb8a72c3a47/206407837/quantamcomputer.jpeg

https://japanese.engadget.com/2018/05/28/diamond-strings-could-provide-memory-for-quantum-computers/
ダウンロード (2)


引用元: 【IT】「ダイヤモンドの弦」にデータを保存する量子コンピューター用のメモリーシステム[05/29]

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1: 2018/05/08(火) 17:32:14.42 ID:CAP_USER
スマートフォンなどに内蔵されているフラッシュメモリには長い寿命が備わっているため、古くなって捨てられたデバイスからフラッシュメモリを外して「新品です」と偽って販売されるケースがあるとのこと。
この詐欺行為を簡単に暴くことができる技術が、アラバマ大学の研究チームによって開発されました。

That New Memory Smell: Tech Can Tell if Your Flash is New or Recycled - IEEE Spectrum
https://spectrum.ieee.org/tech-talk/semiconductors/memory/that-new-memory-smell-tech-can-tell-you-if-your-flash-is-new-or-recycled
https://i.gzn.jp/img/2018/05/08/tell-if-memory-is-recycled/00_m.jpg

この技術は、繰り返して使用されるごとに情報を記録する「セル」の不良が増加するというフラッシュメモリの特徴を利用したものです。
フラッシュメモリはセルの中にある「浮遊ゲート」に電子を出し入れすることで情報を記録し、読み出すという動作を行いますが、トンネル酸化膜と呼ばれる絶縁層に「格子欠陥」と呼ばれる不良箇所が増大し、劣化が進みます。
一度この層が劣化すると、このセルはもう二度と使うことができなくなります。

通常、フラッシュメモリを駆動する際には5ボルトの電圧が与えられますが、アラバマ大学のビスワジット・レイ准教授が率いる研究チームでは、プラス20ボルトとマイナス20ボルトの電圧をかけることで素子がリサイクル品であるかどうかを判定する仕組みを作り上げました。

続きはソースで

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180508-tell-if-memory-is-recycled/
images


引用元: 【IT】フラッシュメモリが中古のリサイクル品かどうかを簡単に確認する手法が開発される[05/08]

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1: 2018/02/01(木) 03:22:22.72 ID:CAP_USER
情報量の多い超高密度通信を可能にするテラヘルツ波光源の開発に、京都大工学研究科の掛谷一弘准教授や大学院生のアセム・エルアラビさんらのグループが成功したと発表した。
受信アンテナの角度でデータ送受信の密度が左右されない特徴を持っており、自動車の自動運転などに応用できるという。米学会誌にこのほど掲載された。

 テラヘルツ波は、周波数が光と電波の中間の領域に当たる。
現在携帯電話で使われている電波の千倍以上の情報量を伝えることが可能で、通信や非破壊検査、化学物質の構造解析などへの応用が期待されている。
高密度通信分野への応用では、波の電界が回転するような特性を持つ「円偏光」を実現する必要があるが、これまでは大がかりな装置が必要だった。

続きはソースで

画像:今回開発したテラヘルツ波の光源。正方形の二つの角を切り取った形をしている。
http://kyoto-np.co.jp/picture/2018/01/20180131085411tera450.jpg

京都新聞
http://www.kyoto-np.co.jp/top/article/20180131000018
ダウンロード


引用元: 【電波工学】携帯情報量の千倍テラヘルツ波光源 京大、自動運転に応用[18/01/31]

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