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地上の原子時計で相対性理論を確認 高層階の人は、低層階の人に比べて僅かに老化が早い？ 2010/09/28 物理学
階段を高い位置まで登ると、階段下の人に比べてわずかに老化が早まるという。一体どういうことだろうか。最近アメリカの研究チームにより、アインシュタインの相対性理論が主張する時間の歪みの効果が、初めて地上で確認された。冒頭に述べたことは、この実験結果から導き出された事実である。アインシュタインの特殊相対性理論によると、各物体の時間の進み方は一定ではなく、その速度に応じて変化する。具体的には、観測者から遠...
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新しい絶縁体 「トポロジカル絶縁体」 を発見？観測？ 中国新聞が滅茶苦茶 2010/09/24 物理学
広島大大学院理学研究科の木村昭夫准教授たちの研究チームが、超低消費電力の次世代型スーパーコンピューターなどの材料として期待されている新しい「トポロジカル絶縁体」を世界で初めて発見した。堺市で24日に開かれる日本物理学会で発表する。電流をまったく通さない従来の絶縁体と異なり、トポロジカル絶縁体の表面では、電子が超高速移動してエネルギー損失なしで電流が生じる特徴を持つ。2007年に米国で理論が発表され、いく...
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光を吸収する 反レーザー（antilaser）？ 2010/08/08 物理学
スーパーマーケットのバーコード・スキャナーから音楽CDまで、あらゆるものを生み出してきたレーザーが発明されて50年、それとは反対の技術「反レーザー」のアイディアが、このほど提唱された。7月26日付(米国時間)で『Physical Review Letters』誌のオンライン版に掲載された研究論文で、そのような装置の理論的記述が試みられている。従来のレーザーは、光を増幅してコヒーレントなパルスを発生させるが、これに対して反レーザー...
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「ぶれ球」と呼ばれる無回転のシュートの原理とは？ 科学の視点から解析 2010/07/20 物理学
サッカー・ワールドカップ南アフリカ大会で話題となり、日本代表の本田圭佑選手が得意とする「ぶれ球」と呼ばれる無回転のシュートの原理について、山形大地域教育文化学部の瀬尾和哉准教授（流体力学、スポーツ工学）が科学の視点から解析し、6日発表した。放たれたボールが進む方向の裏側に生じる空気の渦が、不規則な揺れを生み出す要因だという。瀬尾准教授は南ア大会の公式球「ジャブラニ」などを使って実験。回転しない状態...
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陽子は通説より４％も小さいと示す実験結果？ 2010/07/15 物理学
原子の構成要素である陽子は通説よりも小さいとする実験結果が発表された。今後、物理法則の根本がひっくり返ってしまうかもしれない。すべての原子は原子核とその周囲にある電子で構成される。原子核は中性子と陽子から成り、両者はクオークと呼ぶ粒子でできている。長年、陽子の半径は0.8768フェムトメートルとされてきた。1フェムトメートルは1000兆分の1メートルを表す。陽子の半径は、60年の歴史を持つ量子電磁力学（QED）理...
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ヒッグス粒子は5種類あるとの新証拠？ ミノフスキー粒子、コジマ粒子、GN（ｒｙ 2010/06/22 物理学
物理学の標準模型では説明できない“刺激的”な研究結果が発表された。“神の粒子”が5種類存在する可能性が加速器実験で示されたという。ヒッグス粒子と呼ばれる理論上の粒子は、宇宙のすべてに質量を与えると考えられているため、“神の粒子”という名も持っている。欧州原子核研究機構（CERN）が運営する大型ハドロン衝突型加速器（LHC）での実験も、ヒッグス粒子の発見を目指している。LHCは2010年3 月、半分の出力で粒子衝突実験を...
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気泡が弾けると、より小さい「娘気泡」が環状に発生する 2010/06/20 物理学
気泡がはじけるとき、すっかり消滅するのではなく、より小さい「娘気泡」が環状に発生するとの実験結果が、9日の英科学誌ネイチャー（Nature）に発表された。この現象は、気泡を形成する物体が水のように比重の軽いものでも、重油のように重いものでも当てはまったという。研究者らは、成分を問わず気泡そのものに普遍的に該当する理論ではないかとして、医療、気象、ガラス製造などのさまざまな分野に応用できる可能性を指摘して...
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江崎玲於奈氏開発の「エサキダイオード」 半世紀過ぎても健在であることを自ら検証 2010/05/02 物理学
ノーベル物理学賞を受賞した江崎玲於奈博士が発明した「エサキダイオード」の性能が、製造後50年たってもほとんど低下していないことが確認された。江崎氏が自ら検証作業を手がけ、4日付の英科学誌ネイチャーに成果を発表した。 エサキダイオードは量子トンネル効果という特殊な現象を利用して働く素子。江崎氏が東京通信工業（現ソニー）勤務時代の1957年に発明、ラジオの部品にも一時使われた。 トランジスタなど通常の半導...
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自由空間の電子に、新しい性質 「軌道角運動量」 を発見？ 2010/04/05 物理学
軌道角運動量は、スピン角運動量などとともに最も基本的な物理量の1つです。これまでに、光あるいは、原子や結晶中の束縛された電子が、軌道角運動量を持つことはよく知られています。しかし、原子や結晶から飛び出した、真空中（自由空間）を動く電子が、軌道角運動量を持つとは考えられていませんでした。 研究グループは、鉛筆の芯（黒鉛）を砕いて、その厚みがらせん状をしている構造を作製し、そこに電子を通過させ、電子...
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世界最大の粒子加速器、7兆電子ボルトの衝突に成功 2010/04/02 物理学
欧州合同原子核研究機構（European Organisation for Nuclear Research、CERN）は30日、世界最大の粒子加速器「大型ハドロン衝突型加速器（Large Hadron Collider、LHC）」で、過去最大のエネルギー量で陽子同士を衝突させ、宇宙を生んだ「ビッグバン」直後に近い状況をつくることに成功したと発表した。 CERNの広報担当者は「7TeV（7兆電子ボルト）での衝突に成功した。来たるべき物理学、新時代の始まりだ」と語った。光速に...
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お湯が水より速く凍る 「ムペンバ効果」の再現に成功？ スレッドは大荒れに 2010/03/29 物理学
直感に反してはいるが、高温のお湯が低温の水よりも短時間で凍る場合がある。最新の実験によって、「ムペンバ効果」と呼ばれるこの特殊な事例が、ある限定された条件下では確かに存在することが裏付けられた。 ムペンバ効果という名前の由来となったのは、タンザニアのErasto B. Mpemba氏だ。同氏は中学生のときに授業でアイスクリームを作っていて、熱いアイスクリーム・ミックスが冷たいものより速く凍ることに気付いた。中略...
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東北大金属材料研究所などの研究チームは、電流を通さない絶縁体を使って電気信号を伝達することに成功した。電子そのものが移動する電流ではなく、電子の自転（スピン）が次々に伝わる性質を利用する方法で、パソコンや携帯電話などに使われる集積回路サイズなら約8割の省エネが可能という。論文は11日付の英科学誌ネイチャーに掲載された。 通常の集積回路などは、金属や半導体に電流を流すことで電気信号を伝達する。しかし...
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2次元空間に「最も重い電子」を実現？ 2010/02/23 物理学
松田祐司 理学研究科教授（物理学・宇宙物理学専攻）、芝内孝禎 同准教授、寺嶋孝仁 低温物質科学研究センター教授の研究グループは、真空中の電子の1000倍にも達する大きな見かけ上の質量を持つ「重い電子」の金属状態を、人工的に2次元空間につくり出すことに世界で初めて成功しました。本研究成果は、米国科学雑誌「Science」誌に2010年2月 19日に掲載されました。 本研究成果は独自の技術を用いて希土類元素の化合物を交互...
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米・重イオン衝突型加速器「RHIC」で、4兆度の超高温状態を実現－原子は熔け「完全液体」となり、宇宙創成時のクォークスープを生み出す高温に－◇ポイント◇* 金の原子核同士を限りなく光速に近い速度で衝突させ、発生する光で温度測定* 陽子や中性子を融かしてクォーク・グルーオンからなるプラズマを生成* 実験室で実現してきた温度の最高記録を達成、宇宙創成の謎解きに貢献 独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長）と大学...
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ヒッグス粒子とダークマター、正体は同じ？阪大教授が新理論 2010/01/20 物理学
ノーベル賞を受賞した南部陽一郎博士の理論からその存在が予測されたヒッグス粒子が、宇宙を満たす謎の暗黒物質（ダークマター）と同じものであるという新理論を、大阪大の細谷裕教授がまとめた。 “二つの粒子”は、物理学の最重要テーマで、世界中で発見を競っている。暗黒物質は安定していて壊れないが、ヒッグスは現在の「標準理論」ではすぐに壊れるとされており、新理論はこれまでの定説を覆す。証明されれば宇宙は私たちの...
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窒素分子や、一酸化炭素分子の化学結合を切断できる「金属ハフニウム系錯体」 2010/01/07 物理学
Nature Chemistry（電子版）には、窒素分子や一酸化炭素分子に存在する既知の最強の化学結合を切断できる化合物が報告されている。切断と同時に違う原子との結合が形成されるため、有用な化合物を合成することができる。多くの重要化学物質を合成する際、このような豊富で単純な気体を利用できれば、化石燃料への依存を減らすことができるかもしれない。 P Chirikらが作り出した金属ハフニウム系錯体は、一酸化炭素を使うことに...
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ついに陽子同士が衝突 11月23日14時22分、CERNの大型ハドロン衝突型加速器で 2009/11/30 物理学
セルンの大型ハドロン衝突型加速器 で11月23日14時22分、初めて陽子同士の衝突が起こった。宇宙の謎を解明しようと昨年建設が終了した「大型ハドロン衝突型加速器 ( Large Hadron Collider / LHC ) 」だが、稼働開始直後の事故で停止した。その後今年11月20日に稼働を再開し、11月23日朝に時計方向と反時計方向の両方から、同時に陽子ビームを入射。軌道を修正しながら衝突が起こるよう調整していた最中に、偶然に衝突が起こった。...
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東北大、超電導移転温度を40倍(原文ママ)に上昇させることに成功？ 2009/11/24 物理学
東北大学金属材料研究所の岩佐義宏教授らのグループは、材料に電圧を加えて超電導化する手法で、超電導移転温度を従来よりも約40倍引き上げることに成功した。常温で液体の塩（イオン液体）を電解質に用いた電界効果トランジスタを試作し、材料中の伝導キャリアの濃度を上昇させることができた。 電圧を加えて超電導状態を引き起こす手法は、新たな超電導材料を探索する技術として注目されている。成果は現地22日付の英科学誌ネ...
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人工的ブラックホールの作成に成功？ メタマテリアルを使った「卓上ブラックホール」 2009/10/16 物理学
中国人の2人の科学者が、人工的なブラックホールの作成に成功した。しかし幸いなことに、あなたがいまこの記事を読んでいるということは、地球はブラックホールの渦に吸い込まれていないと言っていいだろう。というのも、光がそこから出られないブラックホールというものが成立するには、理論的には、アインシュタインが仮定したような「大質量で高濃縮の重力場」は必要ないからだ。必要なことは光――もっと正確に言えば、電磁放射―...
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ノーベル物理学賞、光ファイバーとCCD研究の3氏に… 何故、日本人は外された？ 2009/10/07 物理学
ストックホルム──スウェーデン王立科学アカデミーは6日、今年のノーベル物理学賞を、光ファイバーと電荷結合素子（CCD）センサーの研究で、チャールズ・Ｋ・カオ、ウィラード・S・ボイル、ジョージ・Ｅ・スミスの3氏に授与すると発表した。 授賞理由は、カオ氏が「光ファイバーにおける光伝送の画期的な業績」、ボイル氏とスミス氏が「イメージング半導体回路、電荷結合素子（CCD）センサーの発明」。いずれも、現代のネットワ...
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冷凍光線？レーザーを使った急速冷却法 瞬時に摂氏66度冷却 2009/09/05 物理学
レーザーを使って冷却するという着想は、30年前から物理学者から提起されていたが、現在までの実験は、ごく低圧の気体でしか実現していなかった。しかしこのたびドイツの研究チームが、高圧気体にレーザーを照射することによって、数秒間で摂氏66度も下げるという劇的な温度低下を引き起こせることを示した。 高密度の気体におけるレーザー冷却は、新たな冷却方式として利用できる可能性があり、絶対零度に近い温度を得ることも...
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「超対称性粒子」 と呼ばれる 未知の素粒子 が存在する可能性？ 2009/09/02 物理学
高エネルギー加速器研究機構は21日、大型加速器を使った国際共同実験で、素粒子物理の基礎である標準理論に当てはまらない新しい現象を発見したと発表した。「超対称性粒子」と呼ばれる未知の素粒子が存在する可能性を示し、新しい物理学の理論のヒントになるという。 加速器実験施設のBファクトリーで大量に作った粒子「B中間子」が別の様々な粒子に変化する「崩壊」という現象を調べ、その中でごくまれにしか起きないパターン...
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大型水チェレンコフ宇宙素粒子観測施設 「スーパーカミオカンデ」 5万トン超純粋プール 2009/08/29 物理学
「超新星爆発」で発生したニュートリノを世界で初めて捕らえて検出し、宇宙物理学に先駆的貢献をしたとして、小柴昌俊博士はノーベル賞を受賞した。研究をさらに発展させるため、初期の観測施設から5万トンの超純水を蓄えた大型水チェレンコフ宇宙素粒子観測施設に引き継がれた。その大型観測施設こそ「スーパーカミオカンデ」だ。 岐阜県飛騨市神岡町の茂住鉱山で、池の山頂上から1000メートルの地下にあるスーパーカミオカン...
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均一と考えられていた水に 「不均一」 な微細構造を発見 2009/08/26 物理学
均一と考えられていた液体の水に不均一な微細構造を発見－透明な水に隠された謎を日米の放射光の観察で解明－ 平成21年8月11日 独立行政法人 理化学研究所 SLAC国立加速器研究所 ストックホルム大学◇ポイント◇・不均一性は水の中の2種類の微細構造混在が原因・氷とよく似た不均一な微細構造の大きさは約1nm程度・微細構造は温度で変化、生物の中の水、化学反応の水などさまざまな水を解く鍵に 独立行政法人理化学研究所（野依...
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地面に落ちるのではなく、雲から上へ向かう雷「巨大ジェット」を撮影 2009/08/25 物理学
アメリカで「巨大ジェット（gigantic jet）」と呼ばれる珍しい発光現象が撮影された。研究者によると、雲から上向きに放たれるこの電光は地面に落ちる最大級の雷と同程度のパワーがあるという。“上下逆さま”の珍しい電光は以前にも、発光地点より90キロ上の大気圏最上層に届く様子が観測されていた。だが、ほんの数回しか機会がなかったため、電光の強さや放電現象については解明されていなかった。 2008年7月21日、ノースカロ...
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レーザー光照射で有機絶縁体を金属に変化させる新手法を開発 2009/08/10 物理学
JST目的基礎研究事業の一環として、東北大学 大学院理学研究科の岩井 伸一郎 教授らは、光によって有機絶縁体を金属や超伝導物質へ瞬時に変化させる新しい仕組みを発見しました。 従来、絶縁体を電気伝導性のある金属に変える方法として、原子置換による伝導キャリアの注入法が知られていました。一方、この伝導キャリアの注入を原子置換ではなく光照射によって行うことで、絶縁体を金属へ瞬時に変えることもできます。しかし...
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住友電気工業が「緑色」半導体レーザーの開発に成功 光の3原色が全て揃う 2009/07/31 物理学
住友電気工業 (5802) は16日、窒化ガリウム系半導体を用いた純緑色半導体レーザーの開発に世界で初めて成功したことを発表した。 半導体レーザーは赤と青の開発に成功していたが、緑を直接発行可能な半導体レーザーは存在せず、緑の半導体レーザーは赤外レーザ光を波長変換結晶で波長変換することにより緑色として発生させていた。 今回、住友電気工業が純緑色半導体レーザーの開発に成功したことを受けて、半導体レーザーは赤...
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放射線被ばく被害防ぐ薬を開発？ この薬を確保した国は核戦争で優位 2009/07/24 物理学
イスラエル紙イディオト・アハロノトは17日、放射線被ばくの人体被害を防ぐ薬を米企業が開発し、安全性試験などが順調に進めば１、２年後に米食品医薬品局（FDA）の承認を得られる見通しだと報じた。 サルへの試験では被ばくの24時間前から72時間後の間に注射すれば効果が見られたという。同紙によると、この薬を確保した国は核戦争で優位に立てるほか、がん患者らに投与することでより強力な放射線治療ができると想定されてい...
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流体と固体の境にある「流れる砂」 ハイスピード映像 2009/06/30 物理学
砂粒子が落ちるときに、しずくのような集合体が分散的に形成されるという現象を分析した研究論文が、『Nature』誌の6月25日号に発表された。その内容は、砂のしずくに関する従来の説明を覆すものだ。これまでは、しずくは、砂粒子が衝突することでくっつきあって形成されると考えられてきたが、今回の論文では、しずくは、砂粒子を互いに引きつけあっている微弱な原子間力の持つ不安定性[表面張力が関係する「プラトー・レイリーの...
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レーザー核融合「衝撃点火」 実証に成功 2009/06/24 物理学
大阪大学の村上匡且（まさかつ）准教授、疇地（あぜち）宏レーザーエネルギー学研究センター長らと浜松ホトニクス、ロシア、米国などの国際共同研究グループは16日、レーザー核融合の新たな点火方式である「衝撃点火」の実験で、中性子を100倍増幅させることに成功したと発表した。未来のエネルギー源といわれるレーザー核融合による発電を、衝撃点火で実現する道を開いた。19日付の米物理学誌フィジカル・レビュー・レターズに...
