東京工業大学(東工大)、リコー、産業技術総合研究所(産総研)の研究グループは、60mWという低消費電力かつ15cm3という極小サイズの原子時計の開発に成功したことを明らかにした。

■今回開発された小型原子時計。内寸は33mm×38mm×9mm (出所:産総研Webサイト)
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同成果は、東工大博士後期課程3年生のHaosheng Zhang氏、同大 博士後期課程1年生のHans Herdian氏、 Aravind Tharayil Narayanan氏(元東工大博士研究員)、同大 白根篤史 助教、同大 岡田健一 准教授、リコーの鈴木暢氏(NMEMS技術研究機構)、同 原坂和宏氏(NMEMS)、同 安達一彦氏(NMEMS)、産総研の柳町真也 主任研究員(NMEMS)らによるもの。詳細は米国サンフランシスコで開催された半導体回路の国際会議「ISSCC 2019」にて発表された。

電子技術の発達に伴い、時刻の正確性に対する要求は高まるばかりだが、正確な時を刻むことが可能な原子時計、特に原子にマイクロ波を照射する共振器を持つ従来型の原子時計では、共振器の大きさでサイズが決まるため小型化が難しいという課題があった。

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■量子部パッケージ開発された量子部パッケージ (出所:産総研Webサイト)
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■開発されたCMOS集積回路 (出所:産総研Webサイト)
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マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/article/20190222-775307/

■土星と環との「共鳴」から自転の周期を計算、最新研究

土星を取り巻く繊細な環。美しいのはもちろんだが、魅力はそれだけではない。信じられないような科学的な事実も打ち明けてくれるのだ。

　このほど天体物理学の学術誌「The Astrophysical Journal」に、環に生じる波を利用して、土星の1日の長さを解明した論文が発表された。論文によると、土星の1日は10時間33分38秒であるという。科学者たちはこれまで、土星の1日の長さがわからないことを何十年も歯がゆく思っていた。

　これは重要な発見だ。「太陽系のどの惑星についても、1日の長さは根本となる特性ですから」と、NASAの土星探査機カッシーニのミッションに参加していた米アイオワ大学の物理学者ビル・カース氏は言う。惑星の1日の長さを知ることは、その重力場や内部構造を解釈するのに役立つ。

「自転の測定が困難な惑星は土星だけです」と言うのは、SETI研究所の上級研究員マシュー・ティスカレーノ氏だ。地球のような岩石惑星なら、表面の特徴を追跡すれば自転速度がわかる。また、木星、天王星、海王星はガス惑星だが、自転軸に対して傾いた磁場を持ち、自転とともにそれがふらつくため、それを利用して自転速度を計算できる。

　対して、土星は非協力的だ。まず、土星はガス惑星なので、追跡できるような表面の特徴はない。また、複数の観測により、土星の磁軸は回転軸とほぼ完全に一致していて、自転による磁場の変化が検出不可能なほど小さいことが確認されている。


土星を取り巻く環はどのようにして形成されたのだろうか？　土星の衛星は何個あるのだろうか？　かつてクリスチャン・ホイヘンスやジョヴァンニ・カッシーニも観察した巨大なガス惑星のすばらしい画像の数々を紹介する。（解説は英語です）

■太陽系のドラムセット

　この難問を解く方法はなかなか見つからなかったが、米カリフォルニア大学サンタクルーズ校で天文学と天体物理学を学ぶ大学院生のクリストファー・マ◯コビッチ氏らの研究チームが名案を思いついた。

　氷と塵からできた土星の環は、静かな場所ではない。土星のまわりを回る衛星が近くを通り過ぎるときには、その引力により大小の波が立つ。環の波は、土星の深部にある物質が振動するときも生じる。質量の移動により、土星の重力場に変化が生じれば、環に及ぼす引力も変化するからだ。

　これは、ドラムセットのスネアドラムが、ほかの楽器に共鳴して音を立てる現象に少し似ている。

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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/19/012800062/

ＮＴＴと産業技術総合研究所は、原子の核磁気共鳴の周波数を微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）で制御することに成功した。原子核の回転軸がぶれながらコマのように回る周波数を、機械的にコントロールする。この変化を利用した量子メモリーや量子センサーへの応用を目指す。

　ガリウム・ヒ素の結晶を加工し、両端が固定された板バネ構造のＭＥＭＳを作成した。このバネを振動させると固定端にひずみが生じる。

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■板バネＭＥＭＳと根元の核磁計共鳴変化のイメージ
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https://newswitch.jp/p/14291

国際的な研究チームがエジプトのギザの大ピラミッドの物理的特性を解析した結果から、ピラミッドは電磁エネルギーを内部で共鳴させていくつかの部屋に集中させることが可能な構造になっていることが明らかにされました。
ピラミッドということで非常にスケールの大きな発見なのですが、実際にはこの成果はナノ粒子の分野にも新たな発見を見いだすことにつながる可能性があります。

Electromagnetic properties of the Great Pyramid: First multipole resonances and energy concentration: Journal of Applied Physics: Vol 124, No 3
https://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.5026556

Study reveals the Great Pyramid of Giza can focus electromagnetic energy
https://phys.org/news/2018-07-reveals-great-pyramid-giza-focus.html

この研究は、ロシア・サンクトペテルブルク情報技術・機械・光学大学(ITMO大学)などの科学者チームによって進められたもの。
古代エジプトのクフ王によって建設が行われ、世界の七不思議の中で唯一現存するギザの大ピラミッドは非常に多くの謎に包まれたままの建造物ですが、研究チームはその構造に新たな隠された効果があることを解き明かしています。

ピラミッドは底辺の長さが一辺230メートル以上もある巨大な建造物で、ビッシリと石灰岩が積み上げられています。そのため、内部の構造はまだ完全には解明されていません。
そこで研究チームは、ピラミッドの物理的特性を計算するにあたり「ピラミッドにはまだ発見されていない未知の部屋は存在しない」と「石灰岩が均等に積み上げられている」という前提に基づいて計算を行っています。

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https://i.gzn.jp/img/2018/08/04/pyramid-giza-focus-electromagnetic-energy/10_m.png
https://i.gzn.jp/img/2018/08/04/pyramid-giza-focus-electromagnetic-energy/03_m.png
https://i.gzn.jp/img/2018/08/04/pyramid-giza-focus-electromagnetic-energy/04_m.png

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180804-pyramid-giza-focus-electromagnetic-energy/