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電磁波

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1: 2017/07/06(木) 00:38:27.88 ID:CAP_USER
http://news.mynavi.jp/news/2017/07/03/096/

荒井聡[2017/07/03]

スイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)の研究チームは、電磁波などの振動現象全般について、100年来の常識であった「Q値」に関する物理的制約をくつがえす発見をしたと発表した。研究論文は、科学誌「Science」に掲載された。

http://news.mynavi.jp/news/2017/07/03/096/images/001.jpg

電磁波などの波を従来考えられていたよりも広いバンド幅と長い時間にわたって保持できることが明らかにされた(出所:EPFL)

電磁波、音波、機械振動などの共振現象を利用するさまざまなシステムの性能を評価するため、よく使われる指標としてQ値(クオリティ・ファクター)がある。

Q値は、共振周波数ω0を振動の減衰率Γで割った値であると定義される(Q=ω0/Γ)。Q値が大きければ大きいほど、共振周波数ω0は高くなり、ω0を中心とするバンド幅Δωは狭くなる。つまり、強くて鋭い共振になる。

また、Q値の定義からは、減衰率Γがバンド幅Δωに等しいという関係が導かれる。これは、導波路や共振器の内部に振動を保持できる時間とその振動のバンド幅の間には物理的なトレードオフがあり、振動を長時間とどめておこうとすれば、必然的にバンド幅を狭く取らなければならなくなることを意味している。

このトレードオフの関係は、100年以上前にK.S.ジョンソンがQ値を定式化したときから、まぬがれることのできない根本的制約であると考えられてきた。原子・分子振動における放射減衰とスペクトル線幅にもこの関係がみられるし、共振器、水晶振動子、圧電素子、MEMS、超音波や弾性波を利用する音響システムなど、振動を利用したあらゆる分野のデバイス設計に同じ関係が取り入れられている。

今回の研究は、この制約に実は現実的な突破口があったということを示した点で、大きな注目を集めている。論文によると、突破のカギは「ローレンツの相反定理」にあるという。

ローレンツの相反定理とは、ある領域内に電流密度J1とJ2の2つの電流が流れていて、それぞれが電界E1とE2を発生させているとき、J1・E2を全空間で積分した値がJ2・E1を積分した値に等しくなるという関係のことである。媒質が線形の場合、ローレンツの相反定理が成り立つことはマクスウェル方程式から直接導出できる。

続きはソースで
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引用元: 【Q値】振動現象に関する100年来の物理の常識をくつがえす発見 - EPFL [無断転載禁止]©2ch.net

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1: 2017/06/27(火) 08:45:50.83 ID:CAP_USER9
電磁波を99%遮る塗料、電子機器の誤作動防ぐ
読売新聞:2017年06月27日 08時14分
http://www.yomiuri.co.jp/science/20170626-OYT1T50113.html

http://www.yomiuri.co.jp/photo/20170626/20170626-OYT1I50035-N.jpg
CNTを用いた塗料を塗ったシート。電磁波を遮蔽する能力が高く、熱にも強い(12日、産業技術総合研究所で)

 新素材として注目される「カーボンナノチューブ(CNT)」を用い、物に塗るだけで電磁波を99・9%以上遮蔽できる塗料を開発したと、産業技術総合研究所(茨城県つくば市)の研究チームが発表した。

 乗り物やロボットの部品に用いれば、誤作動防止などに使えるという。

 CNTは炭素原子が網目のように結びついて、直径数ナノ・メートル~数十ナノ・メートル(ナノは10億分の1)の筒状になったもの。
細くても強度が高いなど優れた性質があり、産業に応用する研究が盛んになっている。

続きはソースで
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引用元: 【技術】電磁波を99%遮る塗料を開発 電子機器の誤作動防ぐ 産業技術総合研究所©2ch.net

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1: 2017/06/11(日) 17:21:05.16 ID:CAP_USER
http://news.mynavi.jp/news/2017/06/09/213/

荒井聡
[2017/06/09]
アメリカ航空宇宙局(NASA)は、中性子星の調査研究を専門に行う初のミッションを開始する。中性子星は、太陽の1.4倍以上の大質量が半径10km程度の小さな球体に凝縮した超高密度天体であり、その形成過程や内部構造などについてはいまだ謎が多い。今回のミッションでは、中性子星が発する規則的な電磁波(パルサー)の精密観測を集中的に行うことにより、中性子星に関して議論されてきた物理学理論を検証していくという。
http://news.mynavi.jp/news/2017/06/09/213/images/001.jpg
中性子観測装置NICERに搭載される56個のX線ミラー(出所:NASA)

ミッションで使用される中性子星観測装置「NICER」(Neutron star Interior Composition Explorer)は、56個のミラーによってX線パルサーをとらえてシリコン検出器に送るというもので、集めたデータは中性子星の内部構造の研究などに利用される。

NICERは、今月2日に打ち上げ成功したスペースX社の宇宙補給船「ドラゴン」の積荷の1つとして、国際宇宙ステーション(ISS)に送られた。6月11日にドラゴンのトランクから取り出し、12~13日にISSへの設置を行う予定。その後、観測機器のキャリブレーションなどを経て、7月13日から本格的にプログラムがスタートする。ミッションは18か月間続く。

中性子星の存在は、1933年に天文学者ツビッキーとバーデが最初に予言した。年老いた恒星が核融合反応に必要な元素を使い尽くすと、核融合エネルギーによる膨張と重力による凝縮のバランスが崩れ、超新星爆発などをともなう重力崩壊が起こる。恒星の中心部には、重力崩壊によって落ち込んだ物質が集中し、主に中性子から構成された超高密度のコアが形成される。その密度は太陽の密度の1014倍以上あるとされている。

量子力学によれば、フェルミ粒子である中性子には、パウリの排他律から複数の粒子が同一の状態を取れないという性質がある。このため、粒子が取りうる状態の数が少なくなる超高密度状態においては、エネルギーがそれ以上低くなることができない「中性子縮退」が起こると考えられている。この中性子縮退のエネルギーが星の重力とバランスした状態の天体が中性子星であるとされる。

続きはソースで

※本記事は掲載時点の情報であり、最新のものとは異なる場合があります。予めご了承ください。
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引用元: 【宇宙】NASA、初の中性子星ミッションを開始-パルサー利用のナビゲーション実験も計画 [無断転載禁止]©2ch.net

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1: 2017/02/28(火) 07:16:10.51 ID:CAP_USER9
オランダの国立原子分子物理学研究所(AMOLF)とライデン大学、米テキサス大学オースティン校の研究チームは、振動・衝撃などの機械的な力が一方向にしか伝わらないメタマテリアルを開発した。研究論文は科学誌「Nature」に掲載された。

通常、どの方向から物質に力が加わっても、あるいは電磁波や音波などがどの方向から物質内に入射しても、それらの力や波は物質内を伝播していく。この性質は相反性と呼ばれ、物理学上の基本的な法則のひとつである。軟らかい物体であれば、物体の左側を押したとき右側に力が伝わって変形し、逆に右側を押せば左側が変形するのも、力学的な相反性であるといえる。

研究チームは今回、ゴムを材料に用いて、力学的な相反性が破れたメタマテリアルを作製した。このメタマテリアルを右側から押すと、圧力をかけたポイントの近くでは物体が変形するが、反対側にはほとんど力の影響が及ばない。一方、左側から同じ力で押した場合には、物体全体に力が強く伝わっていくという。

続きはソースで

http://news.mynavi.jp/news/2017/02/27/130/images/001.jpg
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引用元: 【科学】衝撃や振動が一方向にしか伝わらないメタマテリアルを開発 ©2ch.net

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1: 2017/02/06(月) 15:19:22.10 ID:CAP_USER9
宇宙航空研究開発機構(JAXA)は6日、国際宇宙ステーション(ISS)から分離した無人補給機「こうのとり」6号機が同日未明に大気圏に突入し、任務を終えたと発表した。
突入前に予定していた宇宙ごみの低減実験は、装置の不具合で断念した。
実験は先端に重りを付けた長さ約700メートルの導電性ケーブル(テザー)をこうのとりから放出し、電流を流して地磁気との干渉で生じる力を利用して、宇宙空間のごみを落下させられるかを調べる予定だった。

JAXAによると、1月29日未明にテザーを放出する指令を出したが、放出を確認できなかった。

続きはソースで 

http://news.nicovideo.jp/watch/nw2629182?news_ref=top_latest


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引用元: 【JAXA】こうのとり、大気圏に突入し燃え尽きる…宇宙ごみ低減実験は失敗 [無断転載禁止]©2ch.net

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1: 2016/11/29(火) 08:48:56.95 ID:CAP_USER9
真空中を伝わる光の速度は299,792,458m/s(毎秒約30万km)で常に一定であるとする「光速度不変の原理」。これは、アインシュタインの相対性理論など現代の物理学を支えている屋台骨のひとつだ。しかし、科学者のなかには、この根本原理を疑問視し、「遠い昔、宇宙の初期段階では、光速が現在よりもずっと速かったのではないか」と考えている者もいる。約137億年前とされる宇宙誕生から現在に至るまで、光の速度が常に一定だったとすると、宇宙について得られている観測事実をうまく説明できない問題があるためである。

ここまでは宇宙論のなかの仮説のひとつに過ぎないが、インペリアル・カレッジ・ロンドン(ICL)などの研究グループはこのほど、光速度変動仮説の真偽を実験観測によって確かめることを可能にする、ある具体的な理論予測数値を発表した。研究論文は物理学誌「Physical Review D」に掲載された。

その理論予測とは、もしも初期宇宙の光速度が現在よりも速かった場合、宇宙マイクロ波背景放射(CMB)のスペクトル指数が厳密に「0.96478」という値をとることになる、というものだ。CMBはビッグバンから間もない初期宇宙から発せられたと考えられている微弱な電磁波。またスペクトル指数とは、スペクトル図を対数表示して直線化したときの傾きの大きさであり、これまでのCMB観測によって約0.968とされている。測定誤差があることを考慮すれば、この観測値と今回の理論予測値はかなり近いと言える。

スペクトル指数については近年、CMBの観測技術向上によって、より精密な値が得られるようになってきている。このため、光速度変動仮説に基づく理論予測値が観測値と一致するのか、それとも観測事実に合わないとして否定されるのか、いずれにせよ近い将来はっきりと真偽を検証できる可能性が出てきたことになる。

研究グループのJoao Magueijo教授は「光の速度が変動する可能性があるというアイデアは、提唱された当初ラディカルなものだったが、数値予測が伴ったことにより、今では物理学者が実際に検証可能なものになった」と話す。今後、CMBの観測値が今回の予測値に一致すると判明した場合、アインシュタインの重力理論(一般相対性理論)の修正につながる可能性がある。

続きはソースで

http://news.mynavi.jp/news/2016/11/29/058/
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引用元: 【宇宙】遠い昔、光は今より速かった? 光速度不変の原理を覆す仮説を検証 ©2ch.net

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