科学

重たい電子なのか重たく見えているだけの電子なのかどちらでしょうか。

日本の研究と言うサイトに、興味深いプレスリリースが掲載されました。

膨大な内外の論文や資料の点検に追われるいるから仕方ないのかも知れませんが、次にあげる記事は、2001年3月以前にはすでに書かれています。

 

産業技術総合研究所

http://www.aist.go.jp/index_ja.html

 

磁気力を利用した重力制御法

http://www.aist.go.jp/NIMC/publication/news98/34-1.html

こちらは、ちょっと後の2002年です。

東京大学大学院工学系研究科応用化学専攻

  岸尾研究室気付 超電導情報研究会http://semrl.t.u-tokyo.ac.jp/supercom/index.html

 

OMMUNICATIONS, Vol.11, No.2, April. 2002

http://semrl.t.u-tokyo.ac.jp/SUPERCOM/56/56_15.html

15. つくばマグネットラボの大型磁石開発状況

―木吉氏(物材機構)が講演

ちょっとジャンルが違う日本語文献と言うだけで、気が付かれていないとしたら勿体ない話です。

時間が立てば該当サイトから削除され、意識して論文検索をかけないと見つからないから見落とされてしまったのかも知れません。

これらの論文の言わんとしていることは、大きな磁場で重力の見かけ上の大きさを制御できるというのです。

当然ながら、無重力状態だろうがより大きな重力下の状態だろうが、作れる磁場の大きさの範囲内であれば自在に制御できるのです。

ここで言う大きな質量の電子も実は、見かけ上大きな質量が測定されたに過ぎない電子かも知れません。

今後の研究に注目したいと思います。

 

強磁場中で重い電子を発見、近藤絶縁体の磁場中電子状態を解明―理・伊賀文俊教授が純良単結晶試料作製で貢献

 

 

プレスリリース 掲載日:2018.06.21

 

 東京大学 茨城大学

 

 

 

発表者

 

松田康弘(東京大学物性研究所附属国際超強磁場科学研究施設 准教授)

 

寺島拓(研究当時:東京大学大学院新領域創成科学研究科物質系専攻 博士課程学生/:株式会社リネア)

 

小濱芳允(東京大学物性研究所附属国際超強磁場科学研究施設 准教授)

 

池田暁彦(東京大学物性研究所附属国際超強磁場科学研究施設 助教)

 

近藤晃弘(研究当時:東京大学物性研究所附属国際超強磁場科学研究施設 助教/ :三井金属鉱業株式会社)

 

金道浩一(東京大学物性研究所附属国際超強磁場科学研究施設 教授)

 

伊賀文俊(茨城大学理学部理学科物理学領域 教授)

 

 

 

発表のポイント:

 

近藤絶縁体YbB12(12ホウ化イッテルビウム)の磁場誘起金属状態の比熱測定から、50テスラ以上の強磁場で重い電子が現れることがわかった。

 

近藤効果の証拠である重い電子を強磁場中で発見し、近藤絶縁体における多体電子相関効果をはじめて明らかにした。

 

近藤絶縁体はトポロジカル的性質からも特異な物質群として注目されており、今回の発見は、古くかつ新しい研究課題である絶縁体と金属の物理に新しい展開を与える。

 

発表概要:

 

東京大学物性研究所の松田康弘准教授と小濱芳允准教授は、茨城大学理学部の伊賀文俊教授らと共同で、近藤絶縁体(1)YbB12(12ホウ化イッテルビウム)の比熱測定を60テスラ(2)までの強磁場下で行い、強磁場金属相の電子が通常電子の数十倍重いことを発見しました。これは、典型的な多体電子相関効果である近藤効果が強く効いていることの直接的証拠です。近藤絶縁体は1960年代から半世紀以上研究が継続されていますが、強い電子相関効果のために 絶縁体化のメカニズムの解明は十分ではありませんでした。

 

最近で はトポロジカル性や中性フェルミ粒子などの新概念が提案されたため再び多大な関心が寄せられていましたが、今回、この物質の有する隠れた金属状態が強い近藤効果(3)を持つことを初めて立証しました。

 

今回の発見は、絶縁体と金属の違いは何かという古くかつ新しい固体物理学の問題(4)における近藤効果の役割に新たな理解を与えるものです。近藤効果は典型的な多体電子相関効果であり、非従来型超伝導やメゾスコピック系の量子ゆらぎの理解にも重要です。本研究の成果はこれらを含む広範囲な物質系の理解にも大きく貢献します。

 

本成果はアメリカ物理学会の速報誌 Physical Review Letters に掲載予定です(622日オンライン版掲載)

 

背景

 

固体中では、本来、極めて多数の電子による複雑な多体の相互作用を量子力学に基づいて考慮すべきですが、多くの半導体や金属において近似的に1体の問題に書き換えて理解できることがわかっています。今日のエレクトロニクスは、量子力学を礎とする固体中の電子状態の理解によって形成、発展してきましたが、その背景において1体近似の有効性が重要な役割を果たしてきました。しかしながら、この近似による予想と大きくかけ離れた性質を示す物も 存在し、これらの物質群は強相関電子系と呼ばれています。 強相関電子系の研究は、銅酸化物高温超伝導体の発見(1986)を契機に爆発的に進展しました。特に、1体近似では金属と予想されるが実際には絶縁体となる物質群が、高い超伝導転移温度を示す物質と深く関係があったため、絶縁体金属の境界での性質に興味が集中しました。

 

 

 

一方、近藤効果は典型的な多体電子相関効果であり、希土類金属間化合物における非従来型超伝導の発現において重要な役割を果たします。強い近藤効果を示す物質群の殆どは金属ですが、いくつかの限られた物質では絶縁体となり、近藤絶縁体と呼ばれています。その絶縁体化のメカニズムと近藤効果の関係の解明は極めて重要な問題ですが、これまで十分な理解は得られていませんでした。近藤絶縁体の電子状態については、最近、トポロジカル的性質や中性フェルミ粒子の存在の可能性など新しい概念での捉え方も提案されています。近藤絶縁体の電子状態の理解は現在の固体物理学において最も重要な研究課題の1つと言えます。

 

 

 

典型的近藤絶縁体の1つであるYbB12(12ホウ化イッテルビウム)は約50テスラの磁場中で金属化することは発見されていました(1988)が、その金属状態の性質については殆ど明らかになっていませんでした。特に、磁場で金属化した状態が、近藤効果が失われた通常の金属であるか、または近藤効果が強く残った強相関金属であるかは、近藤絶縁体の絶縁体化のメカニズムと関連した基本的かつ重要な問題ですが未解明でした。

 

 

 

研究内容

 

今回の研究では、YbB12について60テスラまでの強磁場中でその電子状態を調べました。強磁場中で比熱を精密に測定することにより、強磁場金属相では比熱が急激に大きくなることを発見(1 )し、そのことから強磁場金属相が近藤効果の強く効いた強相関金属であることを 初めて直接的に証明しました。比熱測定では金属中の電子の重さを測ることが可能であり、電子の重さは通常金属の数十倍であることが分かりました(2)

 

 

 

また今回明らかになった磁場による比熱の増大現象は、磁気的性質の変化との整合性が極めて高いことに特徴があります。YbB12は、金属化と同時に磁化の急激な増加が見られますが、比熱の増大率はその磁化の増大率と非常に良い一致を示しました。このことは、近藤共鳴機構によってフェルミエネルギー近傍での電子状態密度が急激に増大したためと理解でき、強磁場で現れた金属相が強相関金属であるとの説明と極めて良く整合します。これまでに、近藤絶縁体の強磁場中の金属相が強相関金属の性質を有するという報告は、別の近藤絶縁体Ce3Bi4Pt3において過去に1件だけ存在しますが、このような磁気的性質と熱的性質の整合性は報告されておらず、近藤共鳴現象の観点から近藤効果が実験的に確認されたのは今回が初めてのことです。

 

 

 

成果の意義、今後の展望

 

本発見は、絶縁体と金属の違いは何かという古くかつ新しい固体物理学の問題の理解に大きく貢献し、特に、その近藤効果の役割に新たな理解を与えるものです。

 

 

 

今後は、今回の研究よりも1桁程度強い磁場までの研究展開を行い、磁場による近藤効果の完全な抑制と、その際の強相関金属の性質の変化を明らかにしていく予定です。これにより、強い相関を磁場で制御する技術が確立されると期待できます。近藤効果は典型的な多体電子相関効果であり、非従来型超伝導やメゾスコピック系の量子ゆらぎの理解にも重要です。本研究の成果と今後期待される進展は、これらも 含む広範囲な物質系の理解とその応用に大きく貢献します。

 

 

 

発表雑誌:

 

雑誌名:

 

Physical Review Letters622(米国東部時間)オンライン版掲載

 

論文タイトル:

 

Magnetic-field-induced Kondo metal realized in YbB12

 

著者:

 

Taku T. Terashima, Yasuhiro H. Matsuda*, Yoshimitsu Kohama, Akihiko Ikeda, Akihiro Kondo,Koichi Kindo, Fumitoshi Iga

 

 

 

用語解説:

 

(1)近藤絶縁体

 

希土類元素を含む金属間化合物で、高温では金属であるがある温度よりも低温で絶縁体となる。SmB6YbB12Ce3Bi4Pt3などが典型物質であり、その種類は極めて限られている。伝導電子と希土類元素の4f電子の強い混成効果によって低温で近藤効果が顕著となる。磁気的には局在磁気モーメントが消失した非磁性状態が基底状態となる。

 

(2)テスラ

 

磁場の強さを表す単位。1テスラは10000ガウス。(地磁気は約0.4ガウス。)100テスラの磁場を発生させると内部に約4万気圧の磁気圧力が生じ、コイル破壊を伴う場合が多い。60テスラ程度の磁場では数十ミリ秒の比較的長い時間でのパルス磁場発生が安定に行える。

 

(3)近藤効果

 

希薄な磁性不純物を含む金属における電気抵抗の温度依存性が示す極小を説明する効果として1964年に近藤淳によって示された。その後の研究の発展によって、高濃度に磁気モーメントが存在する金属間化合物場合においても近藤効果は起こり、伝導電子と局在した電子(f電子など)の反強磁性結合を介した多体効果として理解されることが分かった。近藤効果の強さは近藤温度(TK)で示されることが多く、数ケルビンから数百ケルビン程度となる物質が多い。電子の重さはフェルミ温度をTFとして概ねTF/TKでスケールされ、通常金属の1000倍程度になる場合もある。

 

(4)古くかつ新しい固体物理学の問題

 

古くからある未解決の問題であるが、新しい概念の導入と測定技術の進歩により、理解の深化と実測可能な物理量の拡張がなされ、新しい研究展開が行われている問題。

 

 

 

添付資料:

 

Photo

 

図1.磁場温度平面における比熱/温度のカラープロット。強相関金属状態が強磁場で現れることがわかる。

 

 

 

Photo_2

 

図2.電子比熱係数γの磁場依存性。これより、磁場中金属相では、比熱係数が急激に増大しており、電子の重さが通常金属の数十倍大きいことが分かる。



追記


ここで紹介した磁場に関する論文はここにも納めましたので、興味のある方はそれぞれの組織に問い合わせてみてください。

無重力で作る単結晶は地上で可能になる。重力と電磁力?その6



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引力にパートナーとなる力はあるのか。

真空のエネルギーが、時空が膨張しても密度の変化しないダークエネルギーの正体と言う説を唱える人がいます。

このダークエネルギーが宇宙の70%で物質は高々30%と言う、指摘もあります。
だが、このダークエネルギー、宇宙定数で正確な表現ができると主張されています。
でも、ちょっと待って欲しいのです。
アインシュタインは、宇宙定数を一般相対性理論では潰れてしまう宇宙を救うために導入したのです。
その宇宙定数の数値は、引力と同じです。
方向は引力と真逆に働くとした宇宙定数は、大きさは引力と同じという事は何を意味するのでしょう。
古典力学で大きさが同じで方向が真逆な力として指摘している力とは、反作用の力なのです。
作用と反作用の力の均衡によって、見かけ上の静止状態が生まれます。
重力は引力だけと見られてきました。
では、台地がなければ私たちは永遠に落下し続けるのでしょうか。
違います。
台地が生んだ引力によって私たちの体は、台地の上にとどまっていられるのです。
台地のような質量の存在が、引力を生んでいるのです。
引力とは質量が時空の中に生み出した歪みなのです。
では、質量はどのように時空を歪めているのでしょう。
トランポリンを歩くと、その表面は窪みます。
なぜでしょうか。
私たちの体が、台地の生み出す引力で下に押し付けられているからです。
私たちの地球も時空を歪めて引力を生み出すなら、その時空を歪める力はどこからきてどのように時空に働きかけているのでしょう。
地球は時空を引き寄せているでしょうか。
地球には無数の見えない腕があって、時空を引き寄せて歪めているとしたならその腕はどのような姿でどのように働いているのでしょうか。
重力に引力しかないと言うなら、物質がどのように時空に働きかけて歪めているのか説明すべきでしょう。
だが、誰もそれをしようとはしません。
出来ないからです。
時空の膨張はどうなのか、これが説明ではないかと言うかも知れません。
だが、膨張のエネルギーがどこからきているのか誰も説明できていません。
一方、古典力学の要請に随って引力に反作用力を想定してみましょう。
大きさが同じで方向が真逆な力が、反作用力です。
アインシュタインの想定していた宇宙定数は、まさに、引力と大きさが同じで方向が真逆な力です。
アインシュタインの導入した宇宙定数は、プランクの導入したプランク定数のように、導入した本人からは便宜上の存在とみなされていました。
プランク定数には実在すると見抜いた、アインシュタインの存在がありました。
宇宙定数は不幸なことに、実在をその時点で見抜いた人は誰もいなかったのです。
そして宇宙定数は、皮肉なことに膨張宇宙論を論じる中で再発見されたのです。
しかも、宇宙定数の入っている一般相対性理論の式は、宇宙で観測される数値を矛盾なく説明可能なのです。
膨張宇宙論者たちは、宇宙定数の前に跪いたのです。
膨張宇宙論者は、アインシュタインのこの指摘を見落としています。
加速度と重力は区別がつかない、と言う指摘です。
膨張宇宙の証拠とされる数値が加速度で説明可能なのは確かだが、もし、その加速度が重力加速度と見ても何ら矛盾がないと気付くなら、どうでしょうか。
いつの日か、宇宙論の研究者たちはアインシュタインの墓前で、「アインシュタインさん、あなたが宇宙定数導入を悔いたのは早すぎました。宇宙定数によって定常宇宙を救おうとしたあの試みは正しかったのです。」と、首を垂れることになるでしょう。
いつかは、わかりません。
だが、その時は、劇的に来ることでしょう。

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ペンギンと恐竜は同時代?

興味深い記事が、AFPで配信されています。

記事には、これは、両者の最後の共通の祖先がずっと昔、恐竜時代に生息していたことを示しているとあるが、両者とはペンギンと恐竜です。

古代の巨大ペンギン、恐竜と共存 NZで発見の化石で判明

2017年02月24日 06:10 

発信地:パリ/フランス
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恐竜時代に生息していた巨大ペンギンを描いた想像図。オタゴ大学地質博物館提供(2017223日提供)。(c)AFP/Geology Museum-University of Otago/Chris GASKIN

 足の化石は、ニュージーランドのワイパラ(Waipara)川近くでアマチュア化石収集家により発掘された。ただ、この化石だけではペンギンと恐竜が共存していたことの証明にはならない。この8センチの骨の年代は、ティラノサウルス・レックス(T・レックス、Tyrannosaurus rex)などが姿を消してからずっと後の約6100万年前のものだった。

 しかしこの周辺では過去に別の巨大ペンギンの化石が見つかっており、これが決定的な証拠となり、2羽の共通の祖先がその何百万年も前に生きていたことが示された。

 論文の主執筆者で、ドイツ・フランクフルト(Frankfurt)のゼンケンベルク研究所(Senckenberg Research Institute)の鳥類学者、ゲラルト・マイヤー(Gerald Mayr)氏はAFPに対し、「この2羽のペンギンは全く同じ場所から発掘されたが、形態学的にはかなり異なる。これは、両者の最後の共通の祖先がずっと昔、恐竜時代に生息していたことを示している」と説明した。

 このあらゆるペンギンの祖先は子孫である2羽よりも500万~1000万年前に生息していたとみられ、恐竜の繁栄が続いていた白亜紀後期にはすでに存在していたことになるという。この研究結果をまとめた論文は科学誌サイエンス・オブ・ネイチャー(Science of Nature)に掲載された。

 原始ペンギンは、餌が陸でなく海にあったため、壊滅的被害をもたらした小惑星衝突による衝撃波やその後の気候変動を生き延びたとみられる。これとは対照的に陸生だった恐竜は、その後何十年も続いた冬の間に餓死してしまったのだろうと、研究チームは推測している。

 ワイパラ川周辺で化石が見つかった巨大ペンギンは、体高が最低でも150センチあった。これは成人女性の平均身長を若干下回る程度で、南極大陸を主とする南半球のみに生息する現生ペンギン17種のうちの最大種であるコウテイペンギンよりも頭1つ分高い。

 絶滅種の中では唯一、3300万~4500万年前の南極大陸に生息していたアンスロポルニス・ノルデンスクジョルディ(別名ノルデンショルトジャイアントペンギン)が、ワイパラのペンギンよりも大きかった。(c)AFP/Marlowe HOOD

ペンギンの祖先は、恐竜の繁栄が続いていた白亜紀後期にはすでに存在していたことになる、と言うことは恐竜を爬虫類と鳥類を繋ぐ存在として位置付ける展開になりつつある恐竜研究に見直しを迫ることになるのでしょうか。

今後どういう議論になっていくか、気になるところです。

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原始爬虫類の腹に胎児?

興味深い記事がAFPで配信されていました。

原始爬虫類の腹に胎児 「進化史書き換える」化石、中国で発見

2017年02月15日 06:04 発信地:パリ/フランス科学・技術

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魚を捕食する妊娠中の原始爬虫類ディノケファロサウルスの想像図。ネイチャー誌提供(2017年2月9日提供)。(c)AFP/NATURE/DINGHUA YANG/JUN LIU/HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

【2月15日 AFP】2億4500万年前に生息していた非常に首の長い海生爬虫(はちゅう)類が、卵生ではなく胎生だったことを示す化石を発見したとする論文が14日、英科学誌ネイチャー・コミュニケーションズ(Nature Communications)に発表された。恐竜や鳥類、ワニを含む主竜形類の仲間で胎生が確認された唯一の種だという。

 中国南西部の雲南(Yunnan)省で見つかった雌のディノケファロサウルスの化石を調査した研究チームは、腹部に胎児の化石を発見した。論文の共同執筆者、中国・合肥工業大学(Hefei University of Technology)の劉俊(Jun Liu)氏は、「生殖器系の進化についてのわれわれの理解を書き換える発見だ」と述べている。

 ディノケファロサウルスと同じ主竜形類に属する恐竜や鳥類、ワニ、そして近縁のカメはいずれも卵生だが、トカゲやヘビを含む爬虫類の仲間である鱗竜類の中には、ウミヘビやボア、スキンク、ヒメアシナシトカゲなどの胎生動物も存在する。胎生は主に哺乳類の特徴とされ、卵生はより原始的な動物が行うと考えられている。

 ディノケファロサウルスは首の長さが胴体の2倍近くもある奇妙な姿をした海洋生物で、体長は3~4メートルに達する。化石で見つかった胎児の大きさは、母親の10分の1ほどだったという。

 AFPの取材に対し、電子メールで回答した劉氏は、当初「この胎児化石が母親の最後の食事だったのか、あるいは生まれる前の胎児なのか分からなかった」と語った。

 しかし劉氏によると、通常頭からのみ込まれる獲物とは異なり、腹腔内の胎児は前方を向いていた。さらに、卵の殻が時間の経過と共に消失した可能性も排除されたという。

 劉氏は、胎児が「脊椎動物の胎児に典型的な、身を丸める姿勢」をとっていたと同時に、石灰化した卵殻の破片も見つかっていないと説明している。(c)AFP/Mariëtte Le Roux

もし本当に胎児とすれば、胎生は主に哺乳類の特徴とされると言う解釈によって、またしても爬虫類と哺乳類の境目が危うくなることにならないでしょうか。

すでに、単弓類と言う、哺乳類型爬虫類から爬虫類型哺乳類に分類されなおした前例があることを思えば、今後の展開は要注目といえましょう。

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単弓類をめぐって爬虫類はどうなっていく?

爬虫類をめぐって、興味深いことになっています。

鳥と恐竜の境目はどんどんあいまいなって来ていて、もふもふな鳥のようなT-REXの表現も許容範囲になってきたこと、さらに、鳥と哺乳類の境目も授乳能力をめぐって揺らぐかもしれないことを話していたら、こんな反応がありました。

 

側頭窓の数で分類されるので境界が揺らぐことはないと思います。恐竜は双弓類、哺乳類は単弓類です。

 

こういう指摘だけれど、単弓類は古くは哺乳類型爬虫類に分類されていたのですよ。

 

単弓類は、爬虫類と見れば哺乳類に、哺乳類と見れば爬虫類に、似ているところが気になってしまう大変悩ましい存在なのです。

 

爬虫類型哺乳類に分類されなおしたのは、研究史上極めて最近の事です。

 

つまり、単弓類をどうとらえるかで、哺乳類と爬虫類の境目は簡単に移動するのです。

 

そして爬虫類の中での恐竜の位置付けも、大変に悩ましいことになってきているのです。

 

恐竜は、魚類、両生類、爬虫類、鳥類、哺乳類などのうち、どの部類に属するのですか?と言う問いかけに対し、答えは混乱したのですよ。


魚類に分類と言うのは、流石になかったようですけどね。

 

恐竜は単独で分類した方が良いとか、もはや鳥類で良いとか、まだ爬虫類で分類しておくべきだなど、答えがバラバラで、かえって質問者は頭を抱えてしまったのです。

 

恐竜は、爬虫類と鳥類の境目を引っ掻き回す存在となっているのです。

 

そして今や恐竜は鳥と区別がつかないのではないかとなっているのです。

 

一応、爬虫類と鳥類を繋ぐ中間に位置付けてはいますけど。

 

鳥と哺乳類の境目は、かつてはカモノハシが揺るがしたが、決め手となった授乳能力が当てにならない可能性があります。

 

ミルクを作る能力のある素嚢(そのう)は鳥類の特徴の一つだし、鳥類の中には素嚢以外を用いてミルクをだす種もある以上、授乳能力もまた、鳥類の一般的能力に加わるかもしれないわけです。

その素嚢は恐竜にもあるので、素嚢をめぐる議論は当然、恐竜も巻き込んでしまうことになってしまうのです。

 

鳥と恐竜の境目が揺らぎ、鳥と哺乳類の境目が揺らぎ、爬虫類と哺乳類のどちらに分類して良いか悩ましい単弓類があるわけです。

 

今後、恐竜と鳥と哺乳類の境目をめぐる混乱は、さらに深刻になるであろうと言う展望が、近年の進展なのです。

 

爬虫類は哺乳類との単弓類をめぐる混乱だけでなく、恐竜と鳥類の分類の混乱にも巻き込まれていくことになって行きそうなのですよ。

 

面白いことになってきました。

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視野を広く持たないと損しますね。

フランスにあるCERN(欧州合同原子核研究機関)の施設から発射したニュートリノビームを、730㎞先にあるイタリアのグランサッソで受けた結果、ニュートリノが光速を超えた可能性があることが観測できたと報告された事がありました。

 

20119月のことです。

 

ニュートリノの超光速移動の可能性を、3年以上にわたり1万5000回実施して見つけたとする実験結果は報告された後大きな反響を呼んだことは言うまでもありません。

 

ニュートリノは、ほんのわずかでも光速を上回るスピードで進んだとすれば到着時点でエネルギーのほとんどを失っているはずだが、ICARUSの測定では、光速で移動する素粒子とエネルギースペクトルが完全に一致したとしていることなどから、測定精度に問題があったのではないかなどの疑問が出され、検証実験で見つけられなかったとしてこの結果は多くの謎を残したまま忘れ去られていくことになります。

 

だが、3年以上にわたり1万5000回実施して見つけたという事は再現性が極めて低いことを意味します。

一方で検証実験と称する行為は、比較にならないほどの短期間でなされ、検出できなかったとしたのです。

 

この報告をがさネタとして葬り去った人たちは、検出結果がことごとくほとんど同じと言いえるだけの範囲に集中していた事実をどう説明できるのでしょうか。

 

ニュートリノが超光速で移動したとしか見えない結果が出た一方で、光速で移動する素粒子とエネルギースペクトルが完全に一致という結果も出ているのは、紛れもない事実です。

この矛盾を解決できる解を求めてこそ、科学者の醍醐味ではないでしょうか。

 

ここに、面白い情報があります。

分子分光学の分野の成果です。

近接場光によって、波動関数の可視化ができたと言うのです。

波動関数とは、もともとは波動現象一般を表す関数のことです

 

量子力学では、粒子の状態を記述する空間座標と時間の関数のことを言います。

 

波動関数は今ではもっぱら、量子力学の用語として有名になってしまいました。

波動関数が客観的実在である近接場光によって可視化できると言うことは、波動関数もまた、客観的実在でなければなりません。

 

言い換えれば、波動関数は実在の波動を描写しているという事ではないでしょうか。

となれば、超光速にみえる現象で人々を驚かせたニュートリノにも実在する波動があった可能性を考えても良いはずではないでしょうか。

 

つまり、このニュートリノの超光速騒ぎは、超光速を観測したと見たから多くの科学者をパニックに陥れたのです。

個別のニュートリノの波動関数が可視化された事象を検出したのだと解釈していたなら、相対性理論も傷がつかず、新たな科学的知見が得られたとしてハッピーエンドだったことでしょうね。

 

釣り損ねた獲物は、大きかったと言うことかもしれません。

視野を広く持たないと損しますね。

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新しい恐竜のイメージはすでに広まりつつあることをご存知でしょうか。

もふもふな鳥のようなT-REXを描くと、T-REXのイメージ壊すなと言う人も多いと思うけど、鳥と恐竜の境目はどこにあるかわからないと言うことが最新研究です。

 

つまり、もふもふな鳥のようなT-REXも解釈としてはありなのです。

実際、すでに鳥のようなもふもふな恐竜を表現した展示は、外国では始まっているそうです。

 

まだまだ、企画展の段階だとしても、いやむしろ企画展のような最新研究の成果を知らせる場だからこそ、鳥のようなもふもふな恐竜のイメージが表現されるともいえますけどね。

 

ひょっとすると、皆さんの中にはもふもふな鳥のようなT-REXの展示をすでに見たことがある方もおられるかもしれないですね。

 

恐竜の足跡は最初見つかった時、あまりにも鳥のものと似ていたので、巨大な鳥のものと想像されていたと言います。

 

全身骨格が見つかるに及び爬虫類説が登場し、恐竜と言う呼び名が生まれることになりました。

 

だが研究が進むと再び鳥と恐竜の境目があいまいになり、イメージは振り出しに戻った感があります。

 

そもそも、恐竜の足の付き方は爬虫類よりも鳥類や哺乳類に近いので、爬虫類に分類する方がむしろ無理が大きかったと言えます。

 

だが、授乳能力をめぐって鳥類と哺乳類の境目も揺らぐ可能性は否定できないのです。

まだまだ、恐竜自体のイメージは変わるかも知れないわけです。

 

多くの恐竜に、鳥と同じような素嚢(そのう)が見つかっているが、何種類かの鳥はこの器官をミルクのためにも使っている事がわかっているのです。

 

素嚢とは消化管の一部分で、膨らんだ形状をしているうえに管壁が厚くなっており、消化に先立って食べたものを一時的に貯蔵しておくための器官です。

 

素嚢で作られるミルクは、素嚢乳と呼ばれています。

 

素嚢乳は主に鳩類で見つかっていたので英語ではピジョン・ミルク(pigeon milk、鳩乳の意)とも呼ばれます。

 

素嚢乳は、いまではフラミンゴ・インコ・オウムでも確認されています。

 

鳥が素嚢でミルクを作るとなると、恐竜もまた素嚢でミルクを作って与えて子育てしていた可能性は否定できないのです。

 

ペンギンのような別のメカニズムでミルクを与えている場合も含め、ミルク状の栄養を与えている種はまだまだ、鳥類の中に見つかるかもしれません。

 

仮に授乳能力がほとんどの鳥類で確認できる事態になれば、鳥類と哺乳類をひとまとめにする新しい分類が提案される場合だって無いとは言い切れないのです。

 

その素嚢が恐竜にもあるわけだから、まるで鳥のようなモフモフT-REXをイメージが違うなどと思わない方が良いでしょう。

 

もっとも、日本でまるで鳥のようなモフモフT-REXをイメージが定着するころには、恐竜の最先端のイメージはさらに変化しているかも知れませんけどね。

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ダークマターもダークエネルギーもない?

マイナビニュースに面白い記事が掲載されました。

 

ダークマター存在せず? - 「エントロピック重力理論」と観測データが一致

荒井聡 [2016/12/22

ライデン天文台(オランダ)の天文学者マーゴット・ブラウワー氏らの研究チームは、宇宙における重力分布の測定データを分析し、「エントロピック重力理論(ヴァーリンデ理論)」と一致する結果を得たと報告した。エントロピック重力理論は、2010年にアムステルダム大学の理論物理学者エリック・ヴァーリンデ教授が発表した重力についての新理論。重力とは「電磁気力」「強い力」「弱い力」と並ぶ自然の基本的な力ではなく、実は「見かけの現象」に過ぎないとする理論であり、発表当時、物議を醸した。この理論に立つと、宇宙の全質量・エネルギーの約27%を占めるとされる目に見えない未確認の重力源「暗黒物質(ダークマター)」を想定しなくても良くなる点も注目されている。ブラウワー氏らの研究論文は「英国王立天文学会月報」に掲載された。

 

研究チームは今回、33000個超の銀河の周囲での重力分布を測定し、それらのデータがヴァーリンデ理論による予測値と一致するかどうかを調べた。その結果、観測された重力分布はヴァーリンデ理論とよく一致していることが確かめられたという。

 

重力分布の測定には「重力レンズ効果」を用いる。銀河の重力によって銀河の周囲の空間が歪むため、歪んだ空間がレンズの役割を果たし、その空間内を通る光の進路が曲がる。これによって手前の銀河のまわりでは背後の銀河の像がわずかに歪む。この歪みを測定することで重力分布を調べることができる。

    

重力レンズ効果による銀河の像の歪み(出所: Netherlands Research School for Astronomy)

重力レンズを使って調べると、銀河の周囲では、アインシュタインの一般相対性理論から予想されるより強い重力が、銀河の半径の数百倍に及ぶ範囲に広がっていることがわかる。一般相対性理論に矛盾しないようにこの重力分布を説明するには、見えない重力源であるダークマターの存在を仮定する必要がある。一方、ヴァーリンデ理論では、ダークマターを想定せず、目に見えている天体だけを重力源として計算しても観測結果を上手く説明することができる。

 

ブラウワー氏は「ダークマターを仮定しても銀河のまわりの重力分布は説明可能である」と指摘する。つまり、今回の研究によってダークマターの存在が直接否定されたわけではない。ただし、ダークマターによる説明では、実際の観測で得られたデータと合致するようにダークマターの質量を決める必要がある。つまり、理論と現実を一致させるための自由変数として、ダークマターの質量が使われている。一方、ヴァーリンデ理論はこうした自由変数を利用しておらず、理論から直接導出した予測値が実際の観測結果と一致するという強みがある。

 

今年11月には、理論提唱者であるヴァーリンデ教授本人も、エントロピック重力によって「銀河の回転速度問題」を説明できるとする論文を発表した。渦状銀河の外縁部は、非常に速い速度で回転していることがわかっているが、目に見える通常の天体の質量にもとづく計算ではこの速度の説明がつかない。この問題を既存の重力理論の枠内で説明するには、目に見えない大量のダークマターを重力源として想定する必要があった。

 

エントロピック重力理論では、重力とは「物体の位置に関する情報量の変化によって生じるエントロピー的な力である」と説明される。物体の位置が変動することによって、情報量としてのエントロピーが変化し、この変化が重力という形を取って現れるという。つまり、重力とは、エントロピー変化にともなう見かけ上の現象ということになる。

 

この主張は、「電磁気力」「強い力」「弱い力」と並ぶ自然の基本的な力として重力をとらえる従来の物理学理論とは大きく異なっている。また、「情報」という概念を使って重力について説明しているところも、エントロピック重力理論の特徴である。三次元空間内の情報はすべて二次元平面に保存されるとする物理学上の仮説「ホログラフィック原理」とも深く関わっている。


 こういう内容です。

 そう言えばアインシュタインは、重力を時空の歪みとして考察していました。

 

言ってみれば、重力とは時空の中に質量が存在することによって派生する二次的な力として捉えていたと言う見方も可能なわけです。

 

重力を見かけ上の力に過ぎないとするエントロピック重力理論のような議論は、これまで出てこなかった方が不思議ともいえます。

 

とは言え、アインシュタインでさえ重力を含む統一理論構築に四苦八苦していたことを思えば仕方がないことかも知れません。

 

ダークマターやダークエネルギーは、プラズマ宇宙論では考察する必要性が無いとされてきたことを思えば興味ひかれる展開になってきました。

 

さて、ダークマターやダークエネルギーの運命はどうなるのでしょう。

 

検出したいと頑張っている人たちの反応が知りたいところです。

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科学者ならもっと事実の前に素直になって欲しい。

科学者が言っているからと、鵜呑みは禁物と思っています。

宇宙で遠くを見ることは過去を見る事だと言っておきながら遠方で赤方偏移が大きいのを見ればやがて宇宙の膨張は膨張は加速すると言うが、遠方を見る事からわかるのは過去であり未来であるって、矛盾しているでしょう。
温故知新、故きを温ねて新しきを知るとは言うけれど、遠方の赤方偏移がより大きいってことは、過去の宇宙の膨張は大きかったが次第に減速して今はほとんど膨張は測定不能なほど小さくなったと解釈する方が一貫性があると考えてないのでしょうか。
宇宙の膨張は時代が下るほど減速していると見る方が一貫性があるのに、アインシュタインの宇宙定数を入れた式の方が観測にあっていると言うのは、明らかに解釈の矛盾です。
アインシュタインはもともと定常宇宙を想定して宇宙定数を入れたわけだし、遠くを見る事は過去を見る事なはずなのにそこで赤方偏移が大きくなっていることが未来の出来事とすり替わってしまうって勝手すぎませんか。
近年の太陽光の研究で、太陽の重力による赤方偏移が理論的に説明可能になりつつあります。
長年、波長による赤方偏移のばらつきのために太陽の重力による赤方偏移は検出不能と見られてきたのです。
重力による赤方偏移検出の目途が立ちつつあることで、太陽以外の恒星の光も調査の対象にする計画も立てられようとしていると言うので、展開に注目です。
ニュートリノが光より60ナノ秒(1億分の6秒)速く進むことを観測したと発表されたことがあります。

スイスのジュネーブ郊外にある欧州合同原子核研究所(CERN)から発射したニュートリノが、約730キロ離れたグランサッソ国立研究所の検出器に到達するまでの時間と距離を測定した結果です。

3年以上にわたり1万5000回も実験しないと再現性のないという事実を無視して、短期間の検証で再現できなかったことで否定しようとしたり、誤差やミスで説明できるのではと疑って見たりしてます。

誤差やミスで何度も同じ数値が出る方が不自然だから、ニュートリノの超光速が観測できた可能性があると発表されました。

あり得ないはずの超光速が何度も同じ数値で出た以上、何で誤差やミス以外の可能性があると考えられないのでしょうね。

最も可能性があり得るのは波長の悪戯じゃないかと何故疑わないの、数値が一定なんですから。

ニワトリの指に恐竜の名残 鳥類・獣脚類説を裏付けと言う話題があったが、報道に気になるところがありました。

2011年2月11日の共同通信の記事にはこうあります。

鳥類は四肢動物に属し、翼が前脚に相当、指の骨が3本ある。

一方、獣脚類は前脚に5本の指があったが、進化の過程で薬指と小指が退化。

3本の指となったことが化石から分かっていた。

チームは、卵の中でニワトリの指が形成される過程を、3本のうち最も外側の指に着目して詳しく調べた。

指のもととなる軟骨が、初期には薬指の位置にあるが、発達とともに次第にずれ、どの指になるかが決定する段階では中指の位置に移動することを発見した。

さらにこの指は、マウスの中指の作られ方と一致することも判明。

3本は中指と、人さし指、親指と判断した。

記事には、この指はマウスの中指の作られ方と一致することも判明とあるわけで、鳥類と恐竜と哺乳類の関係が示唆された研究結果と注目する研究者はいなかったのでしょうか。

右回りのコマの重さの測定値が小さくなったと言う報告では、摩擦も真空度も限りなく零にする必要があると指摘されたのに、追試と称した実験でコマを風で回すって馬鹿ですか。

羽根を、装置の外で回せば摩擦が、装置の中で回せば真空度が、限りなく零にする必要があるのに実現が絶望的に不可能なこと、小学生でもわかるのではないですか。

絶対条件とされた項目を頭ごなしに馬鹿にして気に入らないから無視って、大人げないでしょ。

しかも、コマの重量の測定された数値の変化が報告されたので、それ以上でも以下でもないのに、実験装置全体の重量の測定値の変化を測ったって何考えてるのでしょうね。

重量の測定値の変化=質量の測定値の変化と勝手に読み替えて、測定値に変化がなかったって絶句ですよ。

せっかく、報告通りの装置を作っておきながら、報告にはない実験装置全体の重量の値の変化の測定値をして、報告にあったコマの重量の値の変化は頭から無視って溜息しか出ません。

私が気が付いただけでもこうです。

恐らく、もっとあるでしょう。

学者や専門家が言ってるからと、鵜呑みしない方が良いと思います。

時間が無い、暇じゃ無い、それで良いのでしょうか。

ちょっとでも気になったものがあったら、今はネットでいくらでも情報が手に入ります。

皆さんもやってみてください。

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オーロラ爆発も太陽フレアも磁場の「つなぎ替え」が原因だった。

2015年12月25日付WIRED.jpに興味深い記事が掲載されています。

 日本の研究チーム、オーロラの「謎」を解明する

 

京都大学と九州大学の科学者チームが、長年の謎であった「オーロラ爆発」の仕組みをコンピュータ・シミュレーションで再現することに成功した。

 

PHOTOGRAPHS BY WIKIMEDIA COMMONS

TEXT BY K.G ORPHANIDES

TRANSLATION BY MAYUMI HIRAI/GALILEO

 

WIRED NEWS (UK)

オーロラは、地上約100km以上の上空で光っている。

極地地方の空で光が揺らめくオーロラは、地球上で最も美しくて魅力的な謎のひとつであり続けてきた。

 

オーロラは、北極および南極の上空で常にかすかに見えているが、最も壮観な眺めは、「オーロラ爆発」(ブレイクアップ)と呼ばれる、オーロラが急激に非常に明るくなり、きらめいて揺れ動く現象だ。

 

京都大学と九州大学の科学者チームはこのほど、このオーロラ爆発がどうやって起こるか、その基本的な仕組みを特定した。

 

今回の研究(PDF)では、コンピューターによるシミュレーションを利用して、極地における太陽のプラズマと、地球の磁場の相互作用を模擬的に再現した。

 

オーロラが太陽からのプラズマと地球の磁場との間の相互作用の結果であることはすでにわかっているが、「オーロラ爆発」現象がどのようにして発生するかについての一貫した矛盾のない説明が、今回の研究でようやく確立されたことになる。

 

地球に近づいた太陽風(太陽から吹き出す高温の電離した粒子からなるプラズマ)は、地球に近い宇宙空間で発生する地球の磁場の「つなぎ替え」によって、極地地域の上空に集まる。つなぎ替えとは、磁気エネルギーが、運動エネルギーや熱エネルギー、粒子加速に変換されるプロセスだ。

 

京都大学と九州大学のチームは、このつなぎ替えによって、地球の磁気圏のプラズマが回転し、極地地域の上空で急激な電流がつくり出されることを突き止めた。

 

これによって電流が過剰になり、低高度にあるプラズマが、反時計回り(北半球の場合)に回転して余分な電気が放電される。これが、磁気のサブストームと関係する、オーロラのサージと呼ばれる明るい閃光になるのだという。

研究のリーダーを務めた京都大学生存圏研究所准教授・海老原祐輔は次のように話している。「これまでの学説では、磁力線のつなぎ替えや電流の分岐といった個別の仕組みを説明しようとしたものの、この現象全体を説明しようとすると矛盾が生じていました。われわれが最初から必要としていたのは、より大きな全体像に目を向けることだったのです」

こういう記事です。

ようは、磁場の「つなぎ替え」つまりリコネクションによってオーロラ爆発が起こると言うのです。

磁気リコネクションは、太陽系のなかで最も大きな爆発現象である太陽フレアの原因でもあります。

磁気リコネクションで数時間から数日の間に蓄積された磁場エネルギーが開放されることが、太陽フレアを引き起こしているのです。

地球の磁場はドーナツに似たトーラス状なので大気を発光させることができないけれど、太陽の磁場はループ状磁場が表面一杯に広がっているので蛍光灯と同じ原理の発光をしています。

オーロラは太陽からのプラズマと地球の磁場との間の相互作用の結果、つまり、オーロラの中では太陽表面と似た状態が生まれているわけです。

そこに起きるオーロラ爆発が太陽フレアと似た現象であるのは、決して偶然ではないのです。

恒星になるか、惑星になるか、大きさでは決まらないことは近年の天体観測によって明らかになってきました。

言い換えれば、恒星になるか、惑星になるか、決め手は磁場の形なのです。

太陽がガス天体とされる理由が、また一つ事実上消えてしまったと言えるでしょう。

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