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物理

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1: ケンシロウとユリア百式φ ★ 2013/10/04(金) 12:40:33.21 ID:???

物質に質量を与えたとされる素粒子「ヒッグス粒子」の発見が、東京大や高エネルギー加速器研究機構などの国際チームの実験で確定した。
7日付の欧専門誌「フィジックス・レターズB」で公表する。
存在を提唱した英国のピーター・ヒッグス博士(84)らは8日発表のノーベル物理学賞の最有力候補とされ、授賞の後押しとなりそうだ。

実験に使われた大型加速器「LHC」を持つ欧州合同原子核研究所(スイス)は昨年7月、「99.9999%以上の確率で、ヒッグス粒子と考えられる新粒子を見つけた」と発表した。
だが、さらに実験を進めて確度を高める必要があった。

チームは、ヒッグス粒子が崩壊して別の素粒子に変わるパターンなどを調べ、質量が陽子(水素の原子核)の約134倍にあたる125.5ギガ電子ボルトと判定した。
素粒子の自転を表す量「スピン」も理論通り「ゼロ」と確認した。
これらの結果から「学術的に発見が確定した」と結論付けた。

【ことば】ヒッグス粒子

ピーター・ヒッグス博士が1964年に存在を提唱した素粒子。
宇宙誕生の大爆発(ビッグバン)から100億分の1秒後、光速で飛び回る他の素粒子にまとわりつき、動きづらくすることで質量を生んだと考えられている。
標準理論で存在が予想された17種類の素粒子の中で唯一未発見だった。

◇解説 半世紀かけ最後のピース

無限に広がる宇宙になぜ銀河や星があり、我々が存在するのか。
その謎を解く鍵が素粒子のヒッグス粒子だ。万物に質量を与え、多彩な世界を創造し「神の粒子」と呼ばれる素粒子の発見は、現代物理学の根幹をなす「標準理論」というパズルに残された最後のピースを埋める理論の完成を意味する。

ヒッグス粒子が存在しているというアイデアの源泉は、ノーベル物理学賞を受賞した南部陽一郎博士が1960年代に提唱した理論にある。だが、素粒子は重いほど検出が難しく、ヒッグス粒子の発見には半世紀もの歳月を要した。

国際チームの浅井祥仁(しょうじ)・東京大教授は「宇宙にある暗黒物質の正体など、説明できない問題がまだ山積している。
標準理論を超える新しい物理学が重要だ」と指摘。
今回の発見で、素粒子物理学は新たな段階に突入した。

ソース:毎日新聞(2013年10月04日 07時30分)
http://mainichi.jp/select/news/20131004k0000m040127000c.html
画像:LHCの、ヒッグス粒子検出器を見学に訪れたヒッグス博士
no title

http://mainichi.jp/graph/2013/10/04/20131004k0000m040127000c/image/001.jpg



【マジで!?】素粒子 ヒッグス粒子の存在が国際チームの実験で確定 ノーベル物理学賞授賞の後押しに/東大などの続きを読む

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1: ミッドナイトエクスプレス(京都府) 2013/09/27(金) 20:31:53.12 ID:4TwgVRlT0 BE:76143762-PLT(12201) ポイント特典

ライトセーバーが現実に? 「光の分子」形成に成功 米研究
ttp://www.cnn.co.jp/fringe/35037742.html
映画「スター・ウォーズ」に登場する光の剣「ライトセーバー」のような性質を持った光物質に関する研究が、科学誌サイエンスの今週号に掲載された。
米マサチューセッツ工科大学(MIT)とハーバード大学の研究チームは、光をくっ付けて分子を形成することに成功したと発表した。

光を構成する光子は、一般的な物質のように検知可能な質量は持たず、互いにくっつき合うこともない。レーザー光線を交差させれば光子は互いの間を突き抜ける。

しかし物理学者のミハイル・ルーキン氏らのチームが作り出した光粒子は、従来の光の挙動と異なり、ライトセーバーのような性質を持つという。

ルーキン氏らのチームは、金属の一種であるルビジウムの原子を真空空間に送り込み、ここで形成された金属の雲をレーザーで絶対零度に近いマイナス約268度まで冷却して、原子をほぼ静止状態にした。

この原子の雲に光子を照射すると、通常の光のように突き抜けることなく、一般的な物質と同じように原子に衝突。この過程で光子が減速し、互いにくっつき合って分子を構成した。

この研究はライトセーバーの実現には直結しないかもしれない。しかしルーキン氏は、量子コンピューターと呼ばれるスーパーコンピューターの開発に役立つ可能性があると解説している。
いずれは光の結晶を作り出すことも可能になるかもしれない。

この研究について極低温原子研究所の専門家は、これまで仮説の中にだけ存在していた光物質が現実に観測されたのは初めてだと指摘している。
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光物質の形成に成功。ゆくゆくは光の結晶や光の剣ライトセーバーを産み出すことも可能かの続きを読む

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1: エタ沈φ ★ 2013/09/10(火) 18:28:26.47 ID:???

東京大学は、物質中に生じるスピンの渦であるスキルミオンが、マイクロ波の吸収量がその伝搬させる向きに依存して変化するという機能性を有することを発見したと発表した。

同成果は、同大大学院 工学系研究科の岡村嘉大大学院生、賀川史敬講師、同大 理化学研究所創発物性科学研究センターの十倉好紀センター長らによるもの。科学技術振興機構(JST)戦略的創造研究推進事業個人型研究(さきがけ)の関真一郎博士、東京大学の川﨑雅司教授らと共同で行われた。詳細は英国科学誌「Nature Communications」に掲載された。

最近、スピントロニクスの研究は、省電力メモリ素子の構築などを目的として、電子のスピンの自由度を活用した現象についてなど、盛んに行われている。中でも、スピンが織りなす複雑な磁気構造は、豊かな物性を示すことが知られており、スキルミオンと呼ばれる電子スピンが作るナノスケールの渦が注目されている。スキルミオンは構成するスピンがあらゆる方向を向き、粒子的な形状をしているため、次世代の演算、記憶素子における情報担体として利用できる可能性が指摘されており、現在、スキルミオンの制御手法の確立やスキルミオンを基盤としたデバイスの構築へ向けて、新奇な応答や機能性の探索が盛んに行われている。

今回の研究では、マイクロ波(GHz)領域におけるスキルミオンの電磁波応答に着目した。
これまでの研究から、スキルミオンに特定の周波数のマイクロ波を照射することで、スキルミオンが磁気共鳴(反時計回りの回転運動)を起こすことが知られている。磁気共鳴は、GHzと周波数が高いために高速のダイナミクスが期待され、実際に強磁性体においては磁気共鳴を用いることで磁化の制御にも活用されている。また、GHzの電磁波は、電子レンジに用いられていることはよく知られているが、この他にも無線通信や無線送電などにも応用されており、汎用性の高い電磁波である。これに対し、スキルミオンという特殊な磁気構造がマイクロ波領域でどのような機能性を有するのかは明らかになっていなかった。


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マイナビニュース 2013/09/04
http://news.mynavi.jp/news/2013/09/04/050/

東京大学 プレスリリース
http://www.t.u-tokyo.ac.jp/pdf/2013/20130830_okamura.pdf

Nature Communication
Microwave magnetoelectric effect via skyrmion resonance modes in a helimagnetic multiferroic
http://www.nature.com/ncomms/2013/130830/ncomms3391/full/ncomms3391.html

依頼がありました
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1376913483/126

>>2に続く



【工学】ナノスケールのスピン渦を利用したマイクロ波整流効果を発見/東大などの続きを読む

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1: エタ沈φ ★ 2013/09/04(水) 20:12:11.85 ID:???

東京工業大学(東工大)は9月3日、単一のYb原子を、99.997%の高い反射率をもつ2つの鏡の間にいれ、共振器QED効果を誘起することで、原子中の核スピンの状態を、高速かつ高効率で読み取ることに成功したと発表した。

同成果は同大大学院理工学研究科物性物理学専攻の上妻幹男教授らによるもの。詳細は「Physical Review A」に掲載された。

量子コンピュータの理想的な量子ビットとして、電子スピンに比べて、磁気モーメントの大きさが1/2000と小さく、迷走磁場の影響を受けにくく長時間、量子情報を保持することが可能な「核スピン」があげられる。しかし、その一方で、情報を高速、かつ高効率で読みだすことが難しいという課題もあった。

今回、研究グループは、「レーザー冷却」により、あらかじめYb原子の温度を10μKのオーダーにまで冷やした後、光定在波によって作り出される周期的なポテンシャルの中に単一のYb原子をのせ、ベルトコンベヤーの要領で、原子を高反射率をもつ鏡によって構成された光共振器の中へと輸送。それと同時に、核磁気共鳴(NMR)技術を応用することで、原子中の核スピンの状態を自由に制御できる技術を開発した。

この技術を用いることで、原子の2準位を利用すると、核スピンの情報を読み出す瞬間だけ電子スピンの情報にマップすることが可能となり、結果として核スピンがもつ長いコヒーレンス時間を保ったまま、情報の読み出し時だけ、高速、かつ高効率で行うことが可能になったという。実際の試験では、読み出し時間500μs、読み出し効率98%を実現できることが確認されたという。

また、高速の情報読み出しが可能になったことで、量子トモグラフィーの手法により、核スピンの量子状態を完全に決定することが可能となり、その結果、行われた核スピン制御が、忠実度0.98、純粋度0.96という理想的なものであったことが判明したほか、核スピンがもつ量子情報が、T1=0.49s、T2=0.10sという長い時間保持されていることも判明したという。

なお、今回の結果について研究グループは、大規模な量子計算を実現する上で十分な値といえ、今後、2次元光定在波ポテンシャル中に、碁盤の目のように原子をトラップし、それらの間に量子エンタングルメントを形成することで、量子計算を実現できる可能性が高まったとコメントしている。

マイナビニュース 2013/09/04
http://news.mynavi.jp/news/2013/09/04/067/index.html

東京工業大学 プレスリリース
http://www.titech.ac.jp/topics/news/detail_4514.html?id=topics
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http://www.titech.ac.jp/images/nt20130902_kozuma.jpg

Physical Review A
" Quantum-state tomography of a single nuclear spin qubit of an optically manipulated ytterbium atom"
http://pra.aps.org/abstract/PRA/v84/i3/e030301

依頼がありました
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1376913483/84



【物理】 量子コンピュータの実現に一歩前進、核スピンの制御技術を開発/東工大の続きを読む

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1: ダブルニードロップ(千葉県) 2013/08/28(水) 00:24:29.13 ID:SEaAUC7M0 BE:830735647-PLT(62500) ポイント特典

有効数字
6c094a7f.jpg



物理、どこで挫折した?の続きを読む

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1: 白夜φ ★ 2013/08/24(土) 00:10:50.78 ID:???

「世界一正確な時計」を開発、米研究チーム
2013年08月23日 13:25 発信地:ワシントンD.C./米国

【8月23日 AFP】米科学者チームが22日、「世界一正確な時計」を開発したと科学誌サイエンス(Science)に発表した。
イッテルビウム原子を使った原子時計で、誤差は100京分の2以下と、他の原子時計と比べて10倍の正確さを誇るという。

この原子時計は時を刻むだけでなく、ナビゲーションシステムや磁気分野、温度計測といった最先端技術にも応用が可能という。

米国立標準技術研究所(National Institute of Standards and Technology、NIST)の物理学者で、論文を共著したアンドルー・ラドロウ(Andrew Ludlow)氏は、「安定したこのイッテルビウム光格子時計によって、精度の高い時間計測を多くの分野で実用化する道が開かれた」と声明で述べている。

機械仕掛けの時計が振り子の動きで時を刻むのに対し、原子時計は原子中の電子が振動する際に生じる電磁放射の周波数が一定であることを利用している。

研究チームは今回、約1万個のレアアース原子を10マイクロケルビン(絶対零度から1000分の1)に冷却し、それをレーザー光で作った光格子という器に閉じ込めた上で、周波数518兆ヘルツのレーザー光で原子内の2つのエネルギーレベルを遷移させた。
このイッテルビウム光格子時計が持つ精度の高さを支えるのは大量の原子で、非常に短時間で正確な結果が出せるという。(c)AFP

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▽記事引用元 AFPBBNews 2013年08月23日13:25配信記事
http://www.afpbb.com/article/environment-science-it/science-technology/2963424/11233506

▽関連リンク
・Science
An Atomic Clock with 10?18 Instability
http://www.sciencemag.org/content/early/2013/08/21/science.1240420.abstract
・National Institute of Standards and Technology
NIST Ytterbium Atomic Clocks Set Record for Stability
http://www.nist.gov/pml/div688/clock-082213.cfm



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