重力

極限の時空はどんな半径を持つか。

光も素粒子も重力も、波であるとわかっています。

そして、時空こそ光や素粒子や重力の波を伝える存在であるとも、多くの研究者は気が付いています。

時空は、これ以上の分割が出来ない最小単位を持っているはずなのです。

その大きさを求める様々な式は提出されたとしても、それらは人々を混乱に導くだけでした。

どれが正しいのか、それとも、全て間違っているのか、判定する決め手がないからです。

そこで、提案します。

アインシュタインの時空や重力の式に宇宙定数を戻しても、ブラックホールは出来ます。

但し、特異点が出来ない代わりに、これ以上潰せない極限の半径に囲まれた時空の存在が導き出せるのではないでしょうか。

誰か、計算してみてください。

その究極な時空粒子を銀河鉄道999で鉄郎をナビゲートした謎の女性に因んで、メーテル粒子とでも呼んでおきましょうか。

挑戦してみてください。

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宇宙定数で時空から特異点は消えやがて事象の地平線は決壊する。

アインシュタインははじめ、ブラックホールが自分の重力理論から導き出せるとの指摘に戸惑っています。

アインシュタインは当初の理論では瞬時に時空が崩壊するので慌てて宇宙定数を導入したが、宇宙定数の正体が今一つつかめないでいました。

膨張宇宙論が出た時、これだと飛びつきます。

膨張宇宙を前提とすれば宇宙は潰れない、そう判断したアインシュタインは宇宙定数を外してしまいます。

ブラックホールとは、アインシュタインにとって避けられたはずの時空の潰れた事態です。

アインシュタインは宇宙定数や膨張宇宙によって時空が潰れる事態が回避できたので、事象の地平線ができる状態にまで思いが至らなかったのでしょう。

まして、特異点が出てくるのは想定してませんでした。

アインシュタインの重力理論から宇宙定数を外してしまえば、特異点が出来てしまう事が思っていなかったのです。

膨張宇宙が特異点を防ぐと言う思い込みは、間違えだったのです。

だとすればアインシュタインの重力理論に宇宙定数を戻せば、どうなるでしょう。

時空の無限収縮はどこかで止まり、特異点は生じないとなるでしょう。

事象の地平線の内側は、いつかは限界に達するはずです。

そして、事象の地平線はやがて決壊して内部は一気にあふれるでしょう。

この事象の地平線の崩壊は、ホワイトホールとして観測されるのかもしれません。

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ブラックホールとホワイトホールの関係を考えてみた。

国際的な電波望遠鏡の連携によって、ブラックホールの存在を直接的に証明するデータが得られました。

ブラックホールや宇宙の初めには、特異点があるとみられています。

特異点では物質は無限小の大きさであると、みられています。

重力によって物質は、どこまでも無限に縮まると言うのです。

重力は引力しかないとみられていて、ニュートンは万有引力の存在を明らかにしました。

ニュートンの時代、まだ原子は仮説の段階でした。

しかし現在では、陽子や中性子はクオークから出来ているとされているのです。

万有引力と言う以上、クオークにも例えどんなに小さくても引力はあるはずです。

アインシュタインは自らの理論では瞬時に宇宙は潰れてしまうと気が付き、宇宙定数を導入しました。

宇宙定数とは、引力と大きさが同じで向きが反対に働く力です。

引力は万有引力であるなら、そしてクオークのような大きさであってもその大きさに見合う引力はあるはずではないでしょうか。

そして陽子や中性子が瞬時に潰れてしまわないように、その内部でも宇宙定数は働いているはずです。

物質が一定程度まで潰れても、宇宙定数の働きによってこれ以上は潰れてしまわないようにならないでしょうか。

特異点の出現が避けられるなら、物理法則の破綻は起こりません。

この推論が正しいなら、ブラックホールにも宇宙の初めにも特異点はないとなります。

光さえも出てこられない事象の地平線は存在してもその事象の地平線の中に特異点が無いとなれば、どうなるでしょう。

ブラックホールの中心が有限な大きさの物資であるなら、ブラックホールの中でコアになっている物資は事象の地平線の中で成長し、やがて事象の地平線を超えて再び現れるでしょう。

ブラックホールと対になるホワイトホールの存在する可能性があると指摘する声も、あるようです。

ホワイトホールとは、事象の地平線の中で成長した中心の物資が再び一般的な事象の世界に現れる現象を指しているのかもしれません。

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宇宙定数の正体とは何でしょうか。

アインシュタインの宇宙定数は、膨張宇宙論の人達から再評価されつつあります。

宇宙定数は、アインシュタイン自身が勇み足だったと捨て去ろうとしたものでした。

アインシュタインにとって宇宙定数は、プランクにとってプランク定数が苦し紛れの産物であったように、苦肉の策であったからです。

自分の理論では一瞬にして宇宙が潰れてしまうと気が付いたアインシュタインは、辻褄を合わすために宇宙定数を導入したのです。

だから膨張宇宙が提案されるや否や、アインシュタインはそれに飛びついてしまったのです。

時は物理学理論にとって激動の時代、新しい発見の前に無力をさらけ出した既存の理論に代わる新しい理論が求められていました。

アインシュタインの相対性理論や、プランク定数の発見に始まる量子力学の誕生、人々は新しい動きについていくのがやっとだったのです。

そこへ引力と大きさが同じで向きが反対な宇宙定数の提唱、宇宙定数とはつまり重力には斥力もあると言っているに等しい破天荒な提唱だったのです。

これまで誰も、重力に斥力があるなどと観測したことはありません。

アインシュタインの重力理論にニュートン力学を応用すれば、引力と宇宙定数の関係は作用反作用の法則で説明が付くと突っ込みもできたはずです。

しかし既存の理論は新しい現象の前に連戦連敗、とてもニュートン力学でアインシュタインの相対性理論に突っ込みをいれる猛者が出てこれる状況ではありません。

まして常識外れの斥力を誰が擁護するでしょう。

だがここに不思議な事があります。

重力波の式は電磁波の式と、同じ形式だと言うのです。

電磁波では、電気の波と磁気の波が交互に発生しながら伝播していきます。

重力波はどうなのでしょう。

一般相対性理論では、重力は質量によって生じる時空の歪みです。

質量はどのようにして、時空を歪めるのでしょうか。

量子力学では、あらゆる素粒子に波動があるとされます。

そして素粒子の振動は、絶対零度でも止まることはないのです。

ならば、素粒子は常に時空を振動させているはずです。

量子力学ではありとあらゆる質量に、固有の振動があるとされます。

と言う事は質量の振動によって時空は常に振動し、極めて微小な重力波が絶えず発生し伝播しているのではないでしょうか。

重力波は質量の振動によって生じるわけだが、その動きは質量による時空に対する斥力のオンとオフであるはずです。

宇宙定数の正体とは振動が引き起こす質量による斥力のオンによって生じる波であり、引力の正体とは振動が引き起こす質量による斥力のオフによって引き出される時空の復元力によって生じる波である、と見たらどうでしょうか。

重力波とは、斥力の波と引力の波の交互の発生によって伝播している波なのではないでしょうか。

重力と加速度は区別がつかないなら、重力波の斥力成分と膨張の加速度は区別がつかないはずです。

遠方に行くほど光の赤方偏移が大きくなる現象は、重力波を構成する斥力のベクトル合成がやらかした悪ふざけの結果かもしれません。

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やはり重力波は引力と斥力から出来ている?!

私達は何気なく床や地面に立っているが、素粒子の目から見たら驚くべき事が起きていると言います。

素粒子レベルで見れば、地面も床も私達の体も、隙間だらけのスカスカなのだそうです。

怖いですよね。

どうして、私達の体は地面や床に落ちていかないのでしょう。

詳しい話は省くが、要するに素粒子の間で働いている作用のおかげだそうです。

最新科学は、原子は電子と原子核から出来ていると明らかにしました。

ところが電子が原子核の周りをまわると、電磁波を放ってあっという間に原子核に落ちていくそうです。

怖いですよね。

そこで、電子は決まった軌道で原子核の周りを回っているとして一件落着しました。

実際には、電子の軌道は原子核の周りを取り巻く雲や霧のようになっているそうです。

アインシュタインは、重力を取り込んだ一般相対性理論を作りました。

それで宇宙を動かしてみたら、引力が働いてあっという間に宇宙は潰れてしまいました。

怖いですよね。

そこで、アインシュタインは苦し紛れに宇宙定数を導入しました。

すると宇宙は膨張しているらしいと言う情報がやってきて、アインシュタインは宇宙定数を投げ捨ててしまうのです。

ところがいま、物理学者達は量子力学と相対性理論の統一で悩んでいます。

素粒子レベルではスカスカな私達の体が、素粒子レベルではスカスカな地面や床に立てるのは素粒子の間で働いている作用のおかげです。

電子が安心して原子核の周りにいられるのは、決まった軌道のおかげです。

だったら、宇宙が引力であっという間に潰れないのは宇宙定数のおかげと言っちゃまずいのですか。

電磁波と重力波は、よく似た式で書けるそうです。

電磁波は電場と磁場、だったら、重力波は引力と斥力でいいじゃないですか。

電気はプラスとマイナス、磁気はNとS、スピンは上向きと下向き、物質は粒子と反粒子、それならば重力波は引力と斥力でいいじゃないですか。

電磁波は電場が動くと磁場が、磁場が動くと電場が、生まれます。

なら、重力波も似たようなメカニズムがあるはずです。

素直に見れば、物質が空間を押していると考えるのが自然なはず。

重力波は斥力が動けば引力が、引力が動けば斥力が、生まれると見ればどうでしょうか。

そうすると、案外すんなりと量子力学と相対性理論は結び付けられるのではないでしょうか。

どんな式になるか、やってみてくださいな。

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ヒッグス粒子達の仕事は素粒子達の体重測定か。

科学者達は、ヒッグス粒子は素粒子達に質量を与えていると言います。

私は創世記2章19節を、思い出すのですけどね。
そして主なる神は野のすべての獣と、空のすべての鳥とを土で造り、人のところへ連れてきて、彼がそれにどんな名をつけるかを見られた。人がすべて生き物に与える名は、その名となるのであった。

素粒子達はヒッグス粒子のところに来ると、生き物達がアダムに名前を与えられたように、質量を与えられると言うのですよ。

でも考えてみて欲しいのです。

水素には陽子と電子一つづつのものもあれば中性子の数によって二重水素や三重水素があるし、陽子と中性子も僅かだけど質量の差があるのです。

ヒッグス粒子はいちいちルールブック片手に規則正しく質量を決めるなんて、面倒くさい真似しているのでしょうか。

素粒子達を体重計に乗せて、目盛りを読んでいるだけとしたらどうなのでしょうか。

実はヒッグス粒子は、ヒッグス場として仕事をしているのです。

ヒッグス粒子とは、量子化されたヒッグス場の事なのです。

ヒッグス場に敷き詰められたヒッグス粒子に飛び込んできた素粒子達の止めやすさを、ヒッグス粒子は測っているのです。

加速度と重力は、区別がつかないのです。

加速度とは、運動を減速したり加速したり、運動の方向を変えたり、する時に働く力と思えば良いのです。

だから動かしやすさや止めやすさを調べれば、質量を測れるのです。

ヒッグス粒子達が使っている体重計は、ヒッグス粒子自身なのです。

ヒッグス粒子達は体を張って素粒子達を受け止めて、止めやすさで質量を調べているのです。

でもこれって、重力場や重力粒子のやっている仕事とどう違うのでしょうか。

もし、重力場や重力粒子が別にあるとしたらどうなるのでしょうか。

これだから、疑う事はやめられないのです。

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電磁波と重力波を比べてみた。

電磁波と重力波は、奇妙なほど似た式が登場するといいます。

電磁波は、電気の波と磁気の波の組み合わせでできています。

電磁波では、電気のエネルギーと磁気のエネルギーがまるで振り子のように行ったり来たりしながら、波が進んでいくのです。

重力波は、その電磁波と極めて似た式となるといいます。

だとするならば、重力波も電磁波と似た構造であるはずです。

アインシュタインは重力が引力だけでは宇宙はあっという間に潰れてしまうという事で、宇宙定数をしました。

宇宙定数とは、引力と大きさが同じで方向が反対な存在です。

ニュートンは引力は何処にでもあるという事で、万有引力と呼びます。

つまり、巨大な銀河や銀河団、恒星や惑星と言ったものから、小さな基本粒子に至るまで、引力はあるのです。

ならば、宇宙定数も、巨大な銀河や銀河団、恒星や惑星と言ったものから、小さな基本粒子に至るまであるはずです。

小さな基本粒子では重力は余りにも小さいので、ほとんど考慮されません。

でも、重力が小さな基本粒子では無視して良いほど小さくてもないと言ってはいけないのです。

何故ならば、宇宙定数を膨張宇宙に置き換えるという事は、基本粒子のある時空も膨張していなければおかしいのです。

宇宙開闢から今日まで、基本粒子の世界の大きさは同じだが、時空は膨張しているというのでしょうか。

時空が膨張しているというなら、なんで天体の大きさは影響を免れるというのでしょうか。

矛盾しています。

遠くを見ることは過去を見ることと言いながら、遠くの宇宙ほど早く遠ざかっていくという事は膨張が加速しているという事と主張する、矛盾しています。

挙句の果てに、膨張宇宙と宇宙定数を結び付け始めました。

アインシュタインの使ったのとは別の意味を込めて、です。

宇宙論でもしも、エーテルにかつてと別の意味を込めて復活させようと言ったら、誰がまともに取り合うでしょう。

ご都合主義もいい加減にして欲しいものです。

宇宙定数を言うなら、アインシュタインの原点に立ち返るべきでしょ。

重力には引力と斥力があるから、重力波と電磁波は似た式になるのです。

電磁波で電気の波と磁気の波が直交しているというなら、重力波で引力の波と斥力の波が直交しているから、似た式になると認めるだけでいいのです。

簡単でしょ。

違いますか。

膨張宇宙は、斥力が見せていた幻影に過ぎないのです。

それを認めたくないから、重力に斥力があると言えないなら、これって科学ですか。

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零点振動と宇宙定数と宇宙論

重力は、物質が空間を歪めた結果現れてくる力です。

 

でも、考えてみてください。

 

物質はどうやって空間を、歪めたのでしょう。

 

シートの上に物を置けば、シートはへこみます。

 

物が地球の重力に、引かれたからです。

 

じゃあ、無重力状態の中で物質はどうやって、空間を歪めたのでしょう。

 

実は、全ての基本的な粒子には零点振動があるのです。

 

空間の中に、絶えず振動している物質があるので、空間は歪むのです。

 

アインシュタインは、重力が引力だけと考えると世界は一瞬で崩壊してしまうので、大きさは引力と同じで方向が反対な力として宇宙定数を導入しました。

 

宇宙は膨張しているように見えるというので、アインシュタインは原因不明な宇宙定数を捨てて宇宙膨張に乗り換えてしまいました。

 

だが今、膨張宇宙論では再び宇宙定数を評価する方向に向かっています。

 

だが、考えてみてください。

 

かつて投げ捨てたエーテルを、解釈を変えて復活させようとしたならどうでしょうか。

 

いちいち注釈をつけないと議論は混乱するから、昔の解釈のままで復活させないとならないのではないでしょうか。

 

宇宙定数を再評価するというなら、アインシュタインが使ったのとは別の意味ですと言ってもいいのでしょうか。

 

いくら仲間内で納得したつもりでも、経緯を知らない人がいきなり聞いたらアインシュタインの使った意味で宇宙定数を取り入れていると思われる可能性が大きいはずです。

 

アインシュタインは定常宇宙を前提として、引力と大きさが同じで方向が反対な宇宙定数を導入したのです。

 

つまり、宇宙定数を導入することは膨張宇宙論が定常宇宙論の前に膝を屈したに等しいと思われるリスクを冒しているのです。

 

何故なら、重力が零点振動に由来すると解釈するならば、宇宙定数こそ、実は重力を空間から引き出していた張本人と見ざるを得なくなるのです。

 

零点振動で空間が押される時には宇宙定数が作用し、空間が押し返す時には引力が発生するのです。

 

私達が見ている重力とは、宇宙定数と引力が相殺しあった後の力を実際には見ている事になるのです。

 

宇宙定数は空間内に発散していくのに対して、引力は物質の重心に向かって収束していきます。

 

遠くを見るほど光が加速しているように見えるのは、宇宙定数のいたずらによるのです。

 

引力は物質の重心に収束しているのに、宇宙定数はひたすら発散しているので、遠くを見れば見るほど、宇宙定数は加速しているように見えるはずです。

 

加速しているように見える宇宙定数によって、見かけ上歪められた空間を通して光を見れば、光もまた、加速しているように見えるのではないでしょうか。

 

つまり、膨張宇宙とは、宇宙定数が空間に仕掛けたトリックに科学者達がまんまと引っかかって騙された錯覚に過ぎないのです。

 

これこそが、膨張宇宙論における宇宙定数復活の種明かしでありました。

 

おそらく、零点振動は、仮想光子や、物質波にも深く関わっているのでしょう。

 

ならば、零点振動は何が引き起こしたのでしょうか。

 

6つのクオークや、6つのレプトン荷電レプトンである電子・ミュー粒子・タウ粒子、およびニュートリノである電子ニュートリノ、ミューニュートリノ、タウニュートリノをどう解釈するかが、解明のカギを握っているのかも知れません。

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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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