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電気

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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: 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]

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1: 2019/04/19(金) 20:42:25.76 ID:CAP_USER
高輝度、長寿命、低消費電力で光を発するLEDは、信号機やフラットパネルディスプレイ、照明などの生活に欠かせない光源として幅広く用いられている。

 現在、青色と赤色のLEDには、窒化物半導体およびリン化物半導体が用いられている。しかし、これらは人間の視感度が最も高い緑色域において光変換効率が大きく低下してしまう、通称「グリーンギャップ問題」を抱えており、小型で高効率、高輝度、高精細が要求される次世代テレビやプロジェクターを実現するためには、高効率に緑色発光する全く新しい半導体材料が求められている。

 今回、東京工業大学の研究グループは、電気特性の制御ができ、かつ室温で緑色発光する新しい半導体“SrHfS3”の開発に成功した。LEDは、電子の穴(正孔)が動くp型半導体と、電子が動くn型半導体を接合した構造を持っており、ここに電圧を印加し正孔と電子を再結合させることで発光を得ているが、SrHfS3はp型とn型両方の電気伝導性を持つという。

続きはソースで

論文情報:【Journal of the American Chemical Society】Material Design of Green-Light-Emitting Semiconductors: Perovskite-Type Sulfide SrHfS3
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.8b13622

https://univ-journal.jp/25549/
ダウンロード (5)


引用元: 【LED】高効率な緑色発光を実現 東京工業大学が次世代緑色LEDの新材料開発[04/18]

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1: 2019/04/25(木) 11:37:50.70 ID:CAP_USER
脳の中の電気信号を読み取り、話しことばに変換することにアメリカの研究グループが成功し、脳の障害などによってことばが出ない人とのスムーズな意思の疎通につながる技術として注目されています。

この研究成果はカリフォルニア大学のグループが24日、イギリスの科学雑誌「ネイチャー」に発表しました。

研究グループは、脳内で出される電気信号を検知する装置を人に取り付け、数百の文章を声に出して読んでもらうことで、声に出す際に唇や舌、あごやのどを動かすのにどのような信号が関わっているかをAI=人工知能を使って詳しく解析しました。

そしてこの解析を基に脳内の信号を解読して音声に変換するコンピューターのシステムを作り試したところ・・・

続きはソースで

NHKニュース
https://www3.nhk.or.jp/news/html/20190425/k10011895801000.html
ダウンロード (1)


引用元: 【AI】脳内を読み取りことばに変換 米研究グループが成功[04/25]

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1: 2019/03/25(月) 22:36:56.37 ID:CAP_USER
東急電鉄が東北電力、東急パワーサプライと協力し、再生可能エネルギー100%の電力で世田谷線の運行を開始。全列車で年間を通じて水力・地熱由来の電力を使うことで、年間1263トンの二酸化炭素排出量をゼロにします。

■「低炭素・循環型社会」を推進

東急電鉄は、2018年度からの中期3か年経営計画で、重要テーマのひとつに「低炭素・循環型社会」を掲げており、今回の取り組みはその一環です。東北電力と東急パワーサプライが協力します。

 東北電力と同社グループは、山形県の大越発電所(水力)や岩手県の松川地熱発電所などで、二酸化炭素排出ゼロの「再エネ電気」を発電しています。東急パワーサプライは、東北電力の取次事業者としてこの取り組みに参加し、東急電鉄に再エネ電気を供給。世田谷線はこの電力で走ります。

続きはソースで

https://contents.trafficnews.jp/image/000/027/100/large_190325_setagayasen_01.jpg

乗りものニュース
https://trafficnews.jp/post/84669
ダウンロード (3)


引用元: 【再生エネルギー】日本初、再生エネルギー100%で電車運行 東急世田谷線が水力・地熱の電力で走る![03/25]

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1: 2019/04/10(水) 17:04:10.27 ID:CAP_USER
年を取るにつれて物忘れがひどくなっていくというのは仕方のないことのように思えますが、老人の頭部に電極を装着して電気刺激を与えることで、短い時間の間情報を保持して同時に処理するワーキングメモリ(作業記憶)が20代並みまで回復したという研究結果が科学誌のNature Neuroscience上で発表されています。

Working memory revived in older adults by synchronizing rhythmic brain circuits | Nature Neuroscience
https://www.nature.com/articles/s41593-019-0371-x
https://i.gzn.jp/img/2019/04/10/electrical-stimulation-fix-brain/00.jpg

Electrical jolts to brain restored memory of elderly to that of 20-year-old | Ars Technica
https://arstechnica.com/science/2019/04/brain-jolts-revive-memory-in-elderly-turning-clock-back-four-decades/
https://i.gzn.jp/img/2019/04/10/electrical-stimulation-fix-brain/snap0357_m.png

To Improve Memory, Tune It Like an Orchestra - The New York Times
https://www.nytimes.com/2019/04/08/health/aging-brain-memory.html

今回の研究を行ったのはボストン大学のロバート・ラインハルト助教授とジョン・グエン氏で、2人は高齢者の認知機能低下の主要因である「ワーキングメモリの欠損問題」に対するアプローチの1つとして、電気刺激を与えるとワーキングメモリにどのような影響があるかを測定する実験を行いました。電気刺激は前頭前野と側頭皮質の間の作用が効率化するように、被験者それぞれに合わせてカスタマイズされたものです。電気刺激は頭部に貼り付けられた電極から流れるタイプのもので、インプラントなどの手術を要しません。実験では、60歳から76歳の老人42人と比較対照群の20代の若者42人に、画像を見せた後すぐに次の画像を見せ、「2枚目の画像は1枚目の画像と同一なのか、異なっている部分があるのか」を答えるというワーキングメモリの能力を測る記憶テストを受けてもらいました。

続きはソースで

https://gigazine.net/news/20190410-electrical-stimulation-fix-brain/
images (1)


引用元: 脳に電気刺激を与えると高齢者のワーキングメモリが20代並みまで回復したという研究結果[04/10]

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