野尻先生によるTwitterでの解説をまとめてみました。単位云々の話が省かれているのは、ひとえに数学オンチである私の理解不足のせいです(・・;) 追記:ノーベル物理学賞受賞記念(?)で、リニューアル公開します。
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「小澤の不等式」。数学者の小澤正直・名古屋大学教授が2003年に提唱した,ハイゼンベルクの不確定性原理を修正する式です。小澤教授は30年近くにわたって「ハイゼンベルクの不確定性原理を破る測定は可能」と主張し続けてきましたが,このたびついに,ウィーン工科大学の長谷川祐司准教授のグループによる実験で実証されました。15日(英国時間)付のNature Physics電子版に掲載されます。 小澤の式とはどんなものでしょうか? まず,物理の教科書をおさらいすると,1927年にハイゼンベルクが提唱した不確定性原理の式は,こんな形をしています。 εqηp ≧ h/4π (hはプランク定数,最後の文字は円周率のパイ) εqは測定する物体の位置の誤差,ηpは位置を測定したことによって物体の運動量に生じる乱れです。もし位置が誤差ゼロで測定できたら運動量の乱れは無限大になり,測定してもめちゃくちゃな値がランダ
物質を構成する素粒子に質量を与えたとされる未知の粒子「ヒッグス粒子」を見つけた可能性が高まり、ジュネーブ郊外にある欧州合同原子核研究機関(CERN)は13日、緊急の記者会見を開く。 「神の粒子」とも呼ばれるヒッグス粒子は、現代物理学の基礎である標準理論を説明する粒子の一つで、世界の物理学者が40年以上探索を続けてきた。存在が確認されれば世紀の大発見となる。 発表するのは、日本の研究者も数多く参加するCERNの「ATLAS」実験チームと、欧米中心の「CMS」実験チーム。いずれもCERNの「大型ハドロン衝突型加速器(LHC)」という実験装置を使って、陽子と陽子を高速で衝突させ、そこから出てくる粒子をそれぞれ分析した。 その結果、今年10月末までの両方の実験データの中に、ヒッグス粒子の存在を示すとみられるデータがあることが分かった。8月までのデータでは、存在する確率が95%以下しかなく、データの
宇宙をのぞきこんだとき、最も深い世界はどう見えるだろうか。 Hubble Ultra Deep Field ちょうど2011年のノーベル物理学賞が『宇宙の加速膨張』になったので、現在観測される宇宙の全体像について簡単に触れてみよう。例えば次のような誤解を聞くが、実際はどうなのだろう。 誤解の例 同じ大きさの物体は遠くにあるほど小さく見える。 100億光年はなれた銀河は、100億年前に100億光年離れた場所にあった。 宇宙は光速で膨張している。 宇宙が2倍になると原子の大きさも2倍になる。 A. 超遠方宇宙の概要 宇宙といえど無限の奈落ではない。夜空を見上げた視線は観測可能な宇宙の果てにつきあたる。超遠方の天体は宇宙の果てに近いほど次の性質を示す。 若い 赤い 時の流れが遅い 大きく見える 暗い A1. 遠い宇宙は若い 遠い宇宙は太古の宇宙だ。遠い宇宙から地球に光が届くのには時間がかかる。遠
まず,多数の光子が絡む場合,その群速度には(見かけの)超光速成分が現れることがあります. あんまり正確な表現ではありませんが,いくつかの振動数の異なる正弦波(速度はc)が重なってピークを作っていると,時間の経過とともに(振動数が違うために)重なりにより出来ているピークの位置がずれます.ピークの位置(=みかけの粒子の位置)は急速に移動しても良いわけです.単に干渉縞が急速にずれているだけですので.こういった意味での"超光速光"は存在しており,実験的にも観察されています. ある特殊な媒質に光を入射すると,前述の"見かけの超光速光"を作ることが出来ます.これは,光が入射して媒質と相互作用し,その結果出てくる変調波と元の光とが重なり合って,見かけのピークを作り,これが超光速で動いていくようなものです.これが前述の「実験的に観察されている」というものです. さて,光子の集団運動として,見かけの超光速っ
子供の頃、「隣の町にブランコで一回転したやつがおる」という噂を聞いた。 本当かどうかは謎のまま。 近くの公園にあるような普通のブランコで一回転出来るのか検証した。 いろんな姿勢で重心の半径を変えると 角加速、角速がどうなるか調べた。 YouTube版⇒ http://www.youtube.com/watch?v=3K-vcUOnaZA
マクスウェルの悪魔(マクスウェルのあくま、Maxwell's demon)とは、1867年ごろ、スコットランドの物理学者ジェームズ・クラーク・マクスウェルが提唱した思考実験、ないしその実験で想定される架空の、働く存在である。マクスウェルの魔、マクスウェルの魔物、マクスウェルのデーモンなどともいう。 分子の動きを観察できる架空の悪魔を想定することによって、熱力学第二法則で禁じられたエントロピーの減少が可能であるとした。 熱力学の根幹に突き付けられたこの難問は1980年代に入ってようやく一応の解決を見た。 マクスウェルが考えた仮想的な実験内容とは以下のようである(Theory of Heat、1872年)。 マクスウェルの悪魔。分子を観察できる悪魔は仕事をすることなしに温度差を作り出せるようにみえる。 均一な温度の気体で満たされた容器を用意する。 このとき温度は均一でも個々の分子の速度は決して
Dr David Evans: "From conception to design and building this, it's taken about 20 years." The Large Hadron Collider has successfully created a "mini-Big Bang" by smashing together lead ions instead of protons. The scientists working at the enormous machine achieved the unique conditions on 7 November. The experiment created temperatures a million times hotter than at the centre of the Sun. The LHC
前の記事 米国選挙でTwitterとFacebookの影響を分析 「リアルタイムのホログラム動画表示」に成功 次の記事 光学迷彩の素材:可塑的な可視光メタマテリアル 2010年11月 5日 サイエンス・テクノロジー コメント: トラックバック (0) フィードサイエンス・テクノロジー Noah Shachtman 特殊な構造を持つ『メタマテリアル』と呼ばれる人工物質で物体を覆うと、物体の周囲の光を曲げ、その物体を見えなくすることができる。[メタマテリアルは、負の屈折率を持つ素材] 通常の物質では、媒質となる物体に入射した光は反対側に屈折する(赤色の線)が、負の屈折率を持つ物質(Left-handed metamaterial)では入射と同じ側に屈折が起こる(緑色の線)。画像はWikipedia ただし、今までは、メタマテリアルが曲げることのできるのは、赤外光やテラヘルツ波など、そもそも人間
最近ぼちぼち話題になっているタイムパラドクス回避に関する論文 "The quantum mechanics of time travel through post-selected teleportation" S. Lloyd et al., arXiv:1007.2615v2 ちょろちょろ見ていると誤解している人やらよくわかっていない人もいるようなのでちょっと記述. そもそもこの論文で上げられている手法は,いきなり出てきた画期的な手法,などではありません. (そのあたりの事はIntroductionにもしっかり書かれていますが) 簡単に,論文の背景を含めて解説します. 一般相対論が完成すると,それを用いて様々な時空を計算するという仕事が始まりました.アインシュタイン方程式は,質量分布を代入してそれを解けば空間の曲率が求まるというものですが,実際には解くことが非常に困難なため,適当に対称
アインシュタインが存在を予言した謎の波動「重力波」をとらえる大規模計画が日本で動き出す。空間のわずかなゆがみを地底の望遠鏡でキャッチし、原始宇宙の神秘に迫る。物理学の歴史に残る大発見を目指して激しい国際競争が始まる。(長内洋介)神岡の地下に専用望遠鏡建設へ アインシュタインの一般相対性理論によると、重力は「時空のひずみ」を生む。トランポリンに重いボールを乗せると、重さで布が曲がるように、星の周りでは重力で空間がゆがみ、時間の進み方も遅くなる。 星が回転運動をすると、空間のゆがみは「さざ波」のように周囲へ広がる。これが重力波だ。1916年の一般相対性理論で存在が予言されたが、直接の証拠はまだ見つかっていない。 重力波は、重い中性子星やブラックホールが激しく動いたときに強く出る。約137億年前の宇宙誕生時にも、巨大なエネルギーに伴う重力波が放出されており、その名残をとらえれば、現在の天文学では
昨日話題のナショナルジオグラフックの記事( http://www.nationalgeographic.co.jp/news/news_article.php?file_id=20100708001&expand ) について。 陽子のまわりに電子をまわすかわりにミューオンという電子と似た素粒子を回してみる。量子力学によって、ミューオンがとれる軌道は離散的な値で決まっていて、実験はその軌道で決まるエネルギーレベル間をミューオンが動いたときにでる光をはかった。で、この結果で「電磁気学を使った計算結果と違っていて、電子が回っているときとミューオンが回っているときで、陽子の大きさが違っている。これはすごい発見で電磁気学のほころびがみつかったかもしれない」、とこう読めるように、このナショナルジオグラフィックの記事には書いてある。 でも、Nature news http://bit.ly/aOnbG
キッズサイエンティストへようこそ! このサイトでは、高エネルギー加速器研究機構で進められている最先端の研究について、楽しく分かりやすく解説しています。自然の謎にせまる研究について勉強してみよう!
インフレーション理論では、宇宙は誕生直後の10-36秒後から10-34秒後までの間に、エネルギーの高い真空(偽の真空)から低い真空(現在の真空)に相転移し、この過程で負の圧力を持つ偽の真空のエネルギー密度によって引き起こされた指数関数的な膨張(インフレーション)の時期を経たとする。 この膨張の時間発展は正の宇宙定数を持つド・ジッター宇宙と同様のものである。この急激な膨張の直接の結果として、現在我々から観測可能な宇宙全体は因果関係で結び付いた (causally-connected) 小さな領域から始まったこととなる。この微小な領域の中に存在した量子ゆらぎが宇宙サイズにまで引き伸ばされ、現在の宇宙に存在する構造が成長する種となった。このインフレーションに関与する粒子は一般にインフラトンと呼ばれる。 インフレーションによって、1970年代に指摘されていたビッグバン宇宙論のいくつかの問題点が解決
このコ−ナ−は「やさしい物理教室」となっているけど、ちっともやさしくないかも知れないと思う。でも、この研究機構でやっている研究は、何んて幅広いかってことはわかるかも知れない。 みんなからの質問や意見があると、もっと良くなるので、頑張って、見て行こう。 基礎自然科学は、その研究対象の大きさ(サイズ)によって、大きく分類することができます。広大な宇宙から、生物、分子、原子、原子核、そして最小基本粒子であるクォークやレプトンまで幅広きにわたり、階層構造をなしています。 最近、粒子加速器を使って調べられる極微の世界の研究が、巨大な宇宙初期のビッグバンの研究と密接に関連することがわかってきました。ミクロとマクロの世界が結合し、自然科学の階層構造はリングのような構造を成しています。 この輪のように、加速器という研究手段をもちいて、様々な研究分野はお互いに有機的に絡み合って進展してきまし
「量子力学」や「相対性理論」は、テレビで最先端の科学のように語られることがあるけれど、もう古典中の古典に分類される。なんというか大正ロマンの香り。普段私たちが見聞きする物理理論の多くは、100年以上前に確立している。 「信じられるかい?相対論的量子力学が出来たのって、1920年代なんだぜ。」って誰かが言ってたが、既に20世紀初頭でこれだけのことは語られていた。 1900年代黒体輻射式、特殊相対性理論、光量子仮説 1910年代一般相対性理論、ブラックホール、余剰次元理論 1920年代膨張宇宙論、シュレーディンガー方程式、量子電磁気学、ディラック方程式 5次元萌えでおなじみのカルツァクライン理論が出来たのも1920年代のことだし、皆既日食で時空の歪みを示した有名な写真も1910年代の話になる。ディラック方程式が生まれてから今年で80年、流行りの「ひも理論」ですら40歳になる。 戦後の理論は世間
2097年、史上初のワープ実験が行われた。reheating problemの解決策として2065年頃に確立したActive Galactic機構を応用することで、2つのDブレーン間にフレーバー共鳴を発生させ、空間を極限まで折りたたみ・・・(略)・・・なお、この実験は深刻な事態が発生した場合に備え、宇宙で行われることとなった。 たまに、SFなどである設定だが、まったく未知の物理現象を実験する際に、「地球にもしものことがあったら困るから宇宙でやる」というものがある。 我々は人間からみた距離スケールで生活しており、なんとなく他の天体や宇宙空間は地球とは隔絶されたメチャクチャ遠いところにある存在としてイメージし、「宇宙でやれ」は何かあった場合のリスクをかなり削減できる有益な手法と考えがちだ。 数日あるいは数時間という時間スケールで進行する破局、そして高々地球が壊滅する程度の被害スケール、そして感
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