インド、オマーン、カナダ、エジプトなどの物理学者の国際研究チームは、相対性理論と量子力学を統合する量子重力理論を実験的に検証するための新しい手法を提案している。
既存の光学技術を用いた実験観測によって、ループ量子重力理論や超ひも理論などの妥当性を検証できるようにするという。
研究論文は、「Nuclear Physics B」に掲載された。


画像：非可換的な時空構造による効果を検出するために提案されている実験セットアップ
http://news.mynavi.jp/news/2017/11/09/076/images/001.jpg


マクロな重力についての理論である一般相対性理論と、原子以下といったミクロな世界を記述する量子力学は、互いに矛盾する点があり、理論の誕生から100年ほど経った今日もいまだに統一されない状況が続いている。このため両者の統合を目指した量子重力理論の研究が続けられており、ループ量子重力理論や超ひも理論などが統一理論の有力候補とみなされている。

ループ量子重力理論は、物質にそれ以上分割できない最小単位としての素粒子があるのと同じように、
時間や空間にもそれ以上分割できない離散的な最小単位があると考えるのが特徴である。
また、超ひも理論は、物質の構成単位である素粒子が大きさのない点ではなく「振動するひも」であるとする理論だが、この場合も時空構造における長さの最小単位は「ひも」の長さということになる。

ループ量子重力理論や超ひも理論で扱う時空の最小単位は、プランクスケール程度、すなわちプランク長(10-35m程度)やプランク時間(10-44秒程度)といった極めて微小な値をとる。

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マイナビニュース
http://news.mynavi.jp/news/2017/11/09/076/

2017.10.12 THU 16:00
世界初、分子を組み立てられる「分子ロボット」：英大学が開発に成功

マンチェスター大学の研究者チームが世界で始めて、微細なアームで新しい分子を組み立てられる「分子ロボット」を作り出した。医学分野から産業分野まで幅広い応用が期待されているという、そのミクロなロボットの潜在能力とは。

イギリスのマンチェスター大学で開発されたロボットは本当に小さい。150の炭素、水素、酸素、窒素の原子からなり、ロボットアームを形成し、溶液のなかで分子を組み立てるといった単純な作業を、世界で初めて実現したのだ。

これは「分子ロボット」と呼ばれている。専門家たちによると、遠くない未来、医療分野や産業分野において化学プロセスを最適化するために用いられるようになるかもしれない。

1ミリメートルの100万分の1というサイズの小ささを理解するには、こう説明したほうがいいだろう。この分子ロボットが1兆個も集まって、ようやく塩1粒の大きさになるのだ。

このミクロなマシーンの実現をもたらしたプロセスは、レゴブロックでロボットを作ることとそれほど異なるわけではない。ただ、組み立てが化学的なのだ。そして、分子ロボットをプログラミングして機能させるために用いられる原則も、また化学的なものである。

「用いられるプロセスは、単純な化学元素から薬剤やプラスチック素材をつくるために科学者たちが用いるものと同じです」と、『Nature』で発表された研究の責任者、デヴィッド・リーは説明する。「一度ナノロボットが形成されたら、これは化学的なインプットを通じて科学者により制御されます。これはロボットに何をいつするかを伝える信号で、まさにコンピューターのプログラムと同じです」

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▽引用元：WIRED　2017.10.12 THU 16:00
https://wired.jp/2017/10/12/molecule-robot/

▽関連
Nature 549, 374?378 (21 September 2017) doi:10.1038/nature23677
Received 22 May 2017 Accepted 27 July 2017 Published online 20 September 2017
Stereodivergent synthesis with a programmable molecular machine
http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7672/abs/nature23677.html

THE UNIVERSITY OF MANCHESTER
20 September 2017
Scientists create world’s first ‘molecular robot’ capable of building molecules
http://www.manchester.ac.uk/discover/news/scientists-create-worlds-first-molecular-robot-capable-of-building-molecules/
http://content.presspage.com/uploads/1369/1920_molecularrobot-resize2.jpg

今年も異能と天才たちにまばゆい光が当たった。スウェーデン発、ノーベル賞だ。国別受賞数では米国が断トツの345と2位イギリスのざっと3倍。7位のわが国も大したものなのだが、巷では基礎研究の足腰に陰りが見えるともっぱらの噂だ。ところが、灯台もと暗し。探せばいる、いた。21世紀のニッポンを支える天才、異能の面々が。その一人を紹介する。

物理学の中でもっとも難解な分野の一つとされる量子力学。興味を持ったのは9歳の時だった。

「スティーブン・ホーキング博士など物理学者が書いた本に出合ったのがきっかけです」

都内の私立高校1年の近藤龍一君（16）。12歳の時に、『12歳の少年が書いた量子力学の教科書』（ベレ出版）を書き上げた。専門家でも難解な量子力学の本を12歳で書いたのは最年少という。

無類の本好きだ。幼少期からあらゆる学問分野を読みあさり、例えば世界史のような遠い世界に興味があった。中でも、不可解で現実の常識がまったく通じない量子の分野は、究極の遠い世界だった。

この不可解なものを理解したい──。10歳で量子力学の独学を始めた。その過程で、入門書と専門書の間に位置する量子力学の本がほとんどないと実感。中学受験の翌日から執筆に取りかかり、夜から朝にかけて4～5時間、220日をかけて一気に原稿用紙400枚以上にまとめた。心掛けたのは、入門書と専門書の「懸け橋」になる本、だ。

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（編集部・野村昌二）

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https://dot.asahi.com/aera/2017101100074.html

荒井聡
[2017/03/22]
ウィーン大学とオーストリア科学アカデミーは、量子力学の対象となるミクロの世界において、ある時計の時刻を正確にすることによって、周囲の時計がその影響を受け、不正確になる効果があることを解明した。
これは量子力学と一般相対性理論から導かれる根本的な効果であり、時間測定の物理的限界を示すものであるという。研究論文は、「米国科学アカデミー紀要（PNAS）」に掲載された。

この図のように、一般相対性理論では、空間のどのポイントでも他から影響を受けずに正確に時刻を測れる理想的な時計を考えることができる。
しかし、量子力学も考慮に入れた場合、隣り合う時計同士は互いに独立ではなく、干渉しあって時間が不正確になる(出所：ウィーン大学)
http://n.mynv.jp/news/2017/03/22/171/images/001l.jpg

日常的な世界では、時計によって周囲の時空が変化したり、ある時計が近くの時計に影響を及ぼしたりするといったことはないと考えられている。
また、複数の時計を使えば、近接している複数の場所で、いくらでも正確に時間を測定することができると考えられる。

研究チームは今回、このような常識が量子力学的な世界では成り立たないことを、量子力学と一般相対性理論を組み合わせることによって示した。

量子力学の世界では、粒子の位置と運動量のような互いに関係のある物理量を同時に測定するとき、その測定精度には「ハイゼンベルグの不確定性原理」と呼ばれる限界があることが知られている。
粒子の位置を正確に決定しようとすると、その粒子の運動量は確定できなくなる。逆に、粒子の運動量を確定しようとすると、その粒子の位置は確定できなくなってしまう。

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http://news.mynavi.jp/news/2017/03/22/171/
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