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    1531374032966.jpg-(60376 B)
    60376 B 18/07/12(木)14:40:32 No.191   [返信]
    「マヨラナ粒子」 80年以上前に予言された幻の粒子の存在を世界で初めて実証…京大グループ

    80年以上前に存在が予言された幻の「マヨラナ粒子」が実際に存在することを世界で初めて実証したと、京都大などのグループが12日付の英科学誌ネイチャーに発表した。電気を通さない固体の中で、電子があたかもマヨラナ粒子のようにふるまう現象を観測したという。将来的には量子コンピューターなどへの応用が期待される。

    マヨラナ粒子は、粒子とも反粒子とも区別のつかない「幻の粒子」と言われ、1937年にイタリアの物理学者、エットーレ・マヨラナが理論的に存在を予言した。電気を帯びず極めて質量の小さな素粒子「ニュートリノ」がその本命と考えられているが、証明には至っていない。一方、特殊な条件下の超電導体などでは、電子がマヨラナ粒子のようにふるまう可能性が指摘され、その決定的証拠をつかもうと各国で研究が本格化している。
    18/07/12(木)14:41:01 No.192  
    笠原裕一・京大准教授(物性物理学)らは、東京工業大のチームが合成した磁性絶縁体「塩化ルテニウム」を用い、その内部を伝わる熱の流れが磁場によってどの程度曲がりやすくなるかを、磁場を変化させながら測定した。

    その結果、ある範囲の磁場では、磁場や温度を変えても、曲がりやすさの値が普遍的な値の2分の1で一定になった。熱を運ぶ粒子が電子の半分の自由度を持っていることを意味し、そのような性質があるマヨラナ粒子が現れたと考えないと説明が付かないという。

    マヨラナ粒子は外部からの影響に対して強く、粒子が持つ情報を安定的に保てるため、量子コンピューターの素子としての応用に期待がかかる。笠原准教授は「これが普遍的な現象なのか、他の物質でも確かめたい。量子コンピューターの実現につながるか今は全く分からないが、その基盤を発見したと言えるのではないか」と話す。
    18/07/12(木)14:42:57 No.193  
    ノーベル賞級の成果

    木村昭夫・広島大教授(物性物理学)の話 世界で発見レースが繰り広げられる中、大半の研究がターゲットにしていた超電導体とは別の物質、別の方法を用いてマヨラナ粒子の存在を直接的に示したインパクトは大きい。液体ヘリウムで冷却可能な温度(5ケルビン)で観測できたことも、今後の実験や応用に期待を広げる。ノーベル賞に値する重要な成果だ。

    【ことば】粒子と反粒子

    電子に対する陽電子、陽子に対する反陽子のように、物質を構成する粒子には質量は同じだが電荷が正負逆の反粒子がある。両者は出合うと消滅する。宇宙誕生時は粒子と反粒子が同数できたはずだが、今の宇宙は粒子ばかり。もし宇宙で最も数が多いニュートリノが粒子と反粒子の区別がつかないマヨラナ粒子だとすると、粒子と反粒子の数が非対称になった謎に説明が付くと期待されている。


    1530423633549.jpg-(42510 B)
    42510 B 18/07/01(日)14:40:33 No.187   [返信]
    行方不明だったバリオン(宇宙の通常物質の1/3)を銀河間空間で発見

    今日の宇宙論では、宇宙に存在する全物質・エネルギーのうち約70% は「ダークエネルギー」と呼ばれる正体不明のエネルギーであり、約25% は「ダークマター」と呼ばれる正体不明の物質であるとされ、通常の物質の比率はわずか5% 程度に過ぎないと考えられている。

    ダークエネルギーやダークマターは文字通り謎に包まれた存在だが、陽子や中性子などのバリオン粒子で構成されている通常物質についても、いまだ解明されていない謎が残っており、「行方不明のバリオン問題」などと呼ばれてきた。これは、観測データから推定される通常物質の存在量が、ビッグバン理論に基づいて宇宙誕生時に生成されたはずのバリオン粒子の数と大きく食い違うという問題である。
    18/07/01(日)14:41:25 No.188  
    これまでの観測データから、銀河や銀河団などを構成している通常物質は宇宙誕生時に作られたバリオン粒子のうち10% 程度であり、60% 近い数のバリオン粒子は銀河間の広大な宇宙空間に拡散するガス状物質として存在していることがわかっていた。しかし、残りの30% 程度の通常物質については、どこにどのような状態で存在しているのかがはっきりしていなかった。

    欧州、米国、メキシコ、アルゼンチンなどの天文学者による国際研究チームは今回、この行方不明の通常物質の所在を突き止めることができたと発表した。それによると、全宇宙の通常物資の約30% を占める行方不明のバリオンは、宇宙空間に広がった網目状のネットワーク構造中の「フィラメント部分」に存在していると考えられるという。

    このネットワークは「宇宙の大規模構造」とも呼ばれ、希薄なガスでできたフィラメント状の網目によって、たくさんの銀河や銀河団などが互いに結びついている巨大な構造である。フィラメント部分に含まれているガスの温度は数千度から数百万度までと幅があり、このうち比較的温度の高い100万度くらいのガスは「中高温銀河間物質」 (WHIM:warm-hot intergalactic medium)と呼ばれている。
    18/07/01(日)14:42:06 No.189  
    コロラド大学ボルダー校のMichael Shull氏らのグループは、2012年、このWHIMに行方不明のバリオンが存在しているという仮説を発表していた。今回の研究では、欧州宇宙機関(ESA)が運用するX線観測衛星「XMM-Newton」などの観測データを用いて、この仮説を検証した。

    具体的には、地球から40億光年先にあるクエーサー(準恒星状天体)「1ES 1553」が放つ強力な電磁波(X線から電波領域の波長)を2015年から2017年にかけて合計18日間観測し、行方不明のバリオンの存在証拠をその観測データの中に見つけることを試みた。

    クエーサー1ES 1553は遠方の銀河中心にあるブラックホールであり、周囲の物質を活発に飲み込みながら強力な電磁波を放射していると考えられている。その電磁波のスペクトルを分析することによって、電磁波が地球に到達するまでに通過してきたWHIMに関する情報を知ることができる。
    18/07/01(日)14:43:50 No.190  
    今回の場合、観測衛星XMM-Newtonとクエーサー1ES 1553を結んだ視線方向の2箇所にある高温の銀河間ガス中に酸素が存在している証拠を、X線の吸収線スペクトルの分析から得ることができたとする。そして、酸素を含むWHIM中の物質が宇宙の全方向に存在しているとすると、そこから推定されるバリオン粒子の数は、これまで行方不明とされていたバリオン粒子数に一致すると研究チームは結論している。

    今後の研究課題としては、XMM-NewtonおよびNASAのチャンドラX線観測衛星を使ってさらに多数のクエーサーについても観測を行い、WHIMに関するデータの精度を上げていく必要があるとしている。また、WHIMの分布や特性を完全に調べるためには、2028年にESAが打ち上げ予定の宇宙観測衛星Athena(Advanced Telescope for High-Energy Astrophysics)のような、より高精度の観測手段が必要になるとしている。

    40億光年先のクエーサーから届く強力なX線のスペクトル分析から、途中に存在している中高温銀河間物質(WHIM)に含まれている酸素を検出した。その存在量は「行方不明のバリオン」の量に一致した


    1530323545041.gif-(33773 B)
    33773 B 18/06/30(土)10:52:25 No.186   [返信]
    地球の最低気温を更新、-94℃、南極の高地
    「ほとんど別の惑星」と科学者、衛星からの観測データを解析


    気温マイナス94℃という超低温が記録されたのは、長く暗い極地の冬で、南極大陸を覆う氷床の真ん中あたりだ。標高3800メートルを超える。6月25日付けの学術誌「Geophysical Research Letters」に発表された論文によると、いまの地球表面で到達しうる最も低い気温に近いと観測チームは考えている。
    http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/16/b/062900198/


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