6次元の揺らぎがもたらす準結晶の奇妙な物性 | 東京大学
東京大学 日本原子力研究開発機構 発表のポイント 6次元結晶の3次元空間の断面とみなせる「準結晶」の比熱が異常に大きくなる現象を、実験と機械学習シミュレーションで追求し、高次元での原子のゆらぎが原因であると突き止めた。 準結晶のシミュレーションには膨大な計算が必要で、これまでは簡単なモデルでしか行われてこなかったが、今回、高精度かつ長時間の機械学習シミュレーションを行い、実験と比較することが可能になった。 この結果は、複雑な物質において実験と比較可能な機械学習シミュレーション手法を確立できた事を意味しており、準結晶を用いた新たな熱電材料など様々な材料にこの手法を適用することで、材料開発が加速すると期待される。 高次元の揺らぎが3次元空間に影響を与える様子の概念図 Credit: UTokyo ITC/Shinichiro Kinoshita 概要 東京大学情報基盤センターの永井佑紀准教授、
奇跡的イベントが発生中。2種の微生物が融合するという10億年に1度の進化が起きている : カラパイア
新たな研究によると、現在”10億年に1度の進化”が起きていることが判明したそうだ。 10億年に1度の進化とはある種の微生物の細胞が別の種の微生物の細胞に取り込まれる「一次共生」と呼ばれるものだ。これが起きたのは40億年あまりの生命の歴史においてたった2回だけで、1回目ではミトコンドリアが、2回目では植物が誕生した。 一次共生は生命の誕生に深くかかわる極めて重要なイベントで、そして今回、新たに10億年に1度の進化が確認されたのだ。それでは詳しく見ていこう。
【ソロモンの頭巾】長辻象平 ハーバー・ボッシュ法 窒素と化学が人類の運命変えた
世界の総人口が８０億人になった。本来の地球生態系で養える２倍の増加だ。それを可能にしたのは第一次世界大戦前夜のドイツで生まれた「ハーバー・ボッシュ法」という空中窒素の活用技術の発明だ。 ２個の窒素原子が結びついた窒素分子は大気の８割を占めている。窒素はＤＮＡやタンパク質の構成素材で、動植物にとって重要な元素だが、無生物界（大気）から生物界への補給ルートが極めて細かった。 マメ科植物と暮らす根粒細菌などだけが窒素分子を２つの原子にほぐし、植物が使えるアンモニアの素材にすることで、生物界に供給していたのだ。 マメ科植物が枯れると窒素肥料となり、他の植物が育ち、草食動物が食べ、肉食動物がそれを食べるという窒素循環を利用して人類も生存してきたわけだ。 迫る飢餓の足音産業革命後、世界人口は急増し、１９００年頃には約２０億人になっていた。 だが欧米諸国は喜ばず、逆に飢餓の予感におびえていた。社会の進歩
「意思決定の仕組み」がついに判明（ハーバード大学） - ナゾロジー
意思決定とは、どんな現象なのでしょうか？ 米国のハーバード大学で行われた研究によって、意思決定が行われる際に、脳内の神経ネットワークが使用する「基礎的なルール」が判明しました。 研究では特にT字路での二者択一の状況という、最も単純化された意思決定が調べられており、根幹となる仕組みに迫っています。 これまで意思決定の起こる仕組みについて多くの理論が提唱されてきましたが、皮質において実際に確認できたのは今回が初めてとなります。 どんなニューロンが接続され、どのように発火することが「意思決定」となるのでしょうか？ 研究内容の詳細は2024年2月21日に『Nature』にて掲載されました。
不思議な気象現象、“雷雪”の謎に迫る
アメリカ、ミネソタ州の農場の上空でとどろきを上げる雷雲（写真左）。雷雲は、地表近くの暖かく湿った空気が上昇して、大気の状態が不安定になった場合に発生する。 アメリカでは、晩冬から早春にかけてこのような条件がそろうことがある。吹雪の中で雷鳴と雷光が発生する珍しい気象現象で、「雷雪」と呼ばれている。 雷雪の研究者は、雪中撮影装置（写真右）を用いて雷雪の形成メカニズムを調査している。 Photograph by Richard Olsenius/NGS (left) and courtesy Patrick Market (right) 3月1日～2日、アメリカ東部地方は広範囲にわたって晩冬の雪嵐に襲われた。猛烈な吹雪となり、激しい雷鳴がとどろいた。住民は寒さと音で大変だっただろう。おや？そういえば雷が鳴るのは夏ではなかったか？ 雪雲に伴う雷は珍しい気象現象であまり知られていないが、「雷雪（th
「光合成」水分子から酸素分子が作り出されるプロセス観測成功 | NHK
植物などが行う「光合成」で、水の分子から酸素の分子が作り出されるときのプロセスの一部を特殊なX線を使って捉えることに成功したと岡山大学などの研究グループが発表しました。光合成の反応の詳しいメカニズムの解明につながり、クリーンなエネルギー源として注目が集まる「人工光合成」の研究への応用が期待されるとしています。 これは岡山大学の沈建仁教授らの研究グループが国際的な科学雑誌「ネイチャー」に発表しました。 光合成で水から酸素が作り出される反応が起きる際にはマンガンなどの原子が「ゆがんだイス」のような形に結合した物質が触媒となって水を取り込むことが知られていますが、今回、研究グループは特殊なX線を使ってこの触媒に水の分子が取り込まれる様子を1億分の2秒から1000分の5秒までという極めて短時間で観測しました。 その結果、光を当ててから100万分の1秒後に触媒の構造が変化し始め、徐々に水の分子を取り
「私の赤とあなたの赤は違う色？」誰もが一度は考える疑問に色覚細胞の研究が意外な発見 - ナゾロジー
私が見ている赤は、他人にも同じような赤として認識されているのか？ 私が赤と認識しているものは、別の人にとっては青である可能性はあるのか？ これらは誰もが人生で一度は考える疑問だと言われており、古代から哲学者たちの頭を悩ませてきました。 個々の人が持つ主観的な感覚体験のことを「クオリア」と呼びますが、自分のクオリアと他人のクオリアが同じであるかどうかを証明することは困難だからです。 しかし米国のジョンズ・ホプキンス大学（JHU）で行われた研究により、私たちの網膜に存在する色覚細胞がどのような仕組みで生成されるか、またどんな比率で存在するかが確かめられ、この長年の哲学的疑問の答えとなり得る結果が得られました。 研究者たちは「正常な色覚を持つ人たちの間でも、同じリンゴに対して色が少し違って見える可能性がある」と述べています。 今回はまず実験の背景を解説しつつ、次ページ以降でクオリアに関連する発見
「脳がないのに学習」する動物の神秘、解明へ | Forbes JAPAN 公式サイト（フォーブス ジャパン）
研究者たちは、棘皮動物の一種であるクモヒトデが、特徴として古典的条件付けと呼ばれる学習形態を示すことを発見した。一点集中型である脳を持つ動物とは異なり、クモヒトデは中枢神経系を持たず、分散的な神経索を持っている。研究者によると、それぞれの神経索は独立して機能することができ、階層的な構造ではなく、むしろ委員会のようなシステムを形成しているという。 「処理を行う中心的存在がないのです」とジュリア・ノターは言う。彼女はデューク大学のソンケ・ジョンセン教授の研究室で、生物学博士号の一環としてこの新しい研究の先頭に立った人物である。 古典的条件付けは、ロシアの生理学者イワン・パブロフによって発見された学習プロセスであり、無条件刺激に中立刺激を関連付け、条件付けされた反応を生じさせるものである。長年にわたり、古典的条件付けは行動心理学を理解する上で重要な役割を果たし、刺激と反応の間の関連付けが経験を通
ネコは世界をどのように捉えているのか、人間の感覚とどう違う？
ネコが感じ取る世界は、私たちが暮らす世界とはかなり違っている。ネコには人間と同じ五感（視覚、聴覚、嗅覚、味覚、触覚）が備わっているが、薄明かりの世界で生きやすいように、そのいくつかはより特殊化し、より精密になっている。（PHOTOGRAPH BY SAMUEL WHITTON, ALAMY STOCK PHOTO） ネコにとっての世界は、私たちが暮らす世界とはかなり違う。ネコは人間と同じ五感（視覚、聴覚、嗅覚、味覚、触覚）を備えているが、感覚器官から入ってくる情報の理解や処理のしかたは人間とは大きく異なる。 ネコの気持ちを理解するためには、まず私たちはネコが世界をどのように捉えているかを理解する必要がある。あなたのネコが経験している世界を知ることで、ネコとの関係をより良くすることができるかもしれない。（参考記事：「ネコの表情は276種類あると判明、なぜそんなに多いのか？」） 視覚 ネコも人
『アトミックマム』（原題"Atomic Mom") - ハワイ島ヒロ・シネマライフ
映画『アトミックマム』のポスター。写真クレジット：Smartgirl Productions アメリカのドキュメンタリー映画を観ていると、名前や肩書きを出して、内部告発をする人たちがしばしば出てくる。すでに関連した企業や組織を離れている人もいるが、まだ在籍中で堂々発言という人だって少なくない。たとえば、ブッシュがイラク侵攻を決めるきっかけとなった大量破壊兵器の存在の有無について、現役のCIA職員数人が「その事実はなかった」とブッシュ政権下で発言していた。事実を弁明したいという意味もあったと思うが、それ以上に自分たちの調査報告をねじ曲げた政権に対する不信感や怒りが感じられる。 自分たちの調査結果を政権がどう使おうと自分には関係ない、という態度ではなく、自分の仕事に誇りを持つからこそ悪用が許せない、という実にまっとうな態度だ。こういう人たちを見ていると、アメリカ人の気風にちょっと感心する。忠誠
毎日250キロのゴミをリサイクルする「プラスチックを食べる細菌」の未来 | 環境に猛スピードで適応する微生物たち
小田たちの発見は出発点にすぎない。人間自身が作り出したこの地球規模の環境災害を少しでも軽減したいなら、この細菌はもっと迅速かつ効率的に働く必要がある。 イデオネラ・サカイエンシスに関する最初の実験で、彼ら研究チームはこの細菌と一緒に長さ2センチ、重さ0.05グラムのプラスチックフィルムを試験管に入れ、室温で放置した。すると、細菌は約7週間でこの小さなプラスチックを分解した。 極めて印象的な結果ではあったが、プラスチック廃棄物に有意義な影響を与えるには、そのスピードはあまりにも遅すぎた。 幸い、この40年間で科学者たちは酵素の設計や操作に驚くほど習熟した。プラスチックの分解に関していえば、「イデオネラ酵素は進化のごく初期段階にあります」と、ポーツマス大学の分子生物物理学教授、アンディ・ピックフォードは述べる。 「イデオネラ酵素を進化へと導くことが、科学者たちの目標なのです」 微生物たちの驚く
科学とSFの相互発展の歴史を、小説、映画、ドラマなど多方面から描き出す──『サイエンス・フィクション大全 映画、文学、芸術で描かれたSFの世界』 - 基本読書
サイエンス・フィクション大全 映画、文学、芸術で描かれたSFの世界 グラフィック社AmazonSF、サイエンス・フィクションとはサイエンスとついているように基本的には科学をテーマ・取り扱ったフィクションのことを指す（科学を扱わなくてもSFに分類されるが、今回は細かいことはどうでもいい）が、科学を扱う以上その内容は現実の科学の発展に影響を受ける。たとえば、火星や月が明確に観測される以前は人々の空走の中ではそこに生命が満ちているフィクションがよく描かれていたが、鮮明な画像、観測結果が出回るにつれて火星や月に生物がいる物語は描かれなくなっていった。 一方で、SFは影響を受けるばかりではなく、現実の科学にも影響を与えてきた。多くのロボット学者は昔はアトム、今はドラえもんに影響を受けてその道を志し、琥珀の中の蚊が吸った血から恐竜の復元が試みられた物語『ジュラシック・パーク』の大ヒット後は、多くの学者
新鉱物「桐生石」と「群馬石」を発見 ネット上の地質図への“違和感”がきっかけに
新鉱物発見のきっかけは、インターネット上で地質図を確認できるサイト「地質図ナビ」を見ていた際に覚えた“違和感”だった。「桐生市山中の地形をみたとき、チームの1人が『周りがマンガンだらけの中にタングステンがポツンとあること』に気付き、そこに違和感を覚えた」（研究チーム） 桐生市よりも北にある群馬県の足尾山地には、マンガン鉱山が複数存在しているが、桐生市山中にはマンガンではなくタングステンを目的に開発された鉱山がかつて存在していた。地形図の違和感から、桐生市山中に特異な地質作用が記録されていると考えて調査を実施したところ、2つの石英脈（石英で形成した鉱脈）からそれぞれ新鉱物を発見した。 この研究成果は、科学雑誌「Journal of Mineralogical and Petrological Sciences」に10月12日付けで掲載された。 関連記事 新鉱物「北海道石」、石油生成の謎を解く
「反物質」に働く重力は「反重力」ではないと確認 直接測定の実験は世界初
普通の物質に対して一部の性質が反転している「反物質」の性質は、理論的な関心が高い一方で測定は難しく、実験的に証明されていない性質がいくつかあります。その1つが反物質に働く重力の向きです。大多数の物理学者は普通の物質と同じく、反物質にも同じ方向に重力が働くと考えていますが、重力とは反対方向の「反重力」が働いてる可能性を否定する実験的な証拠は、これまで存在しませんでした。 反物質の1つである「反水素」の研究を行う「ALPHA」実験の国際研究チームは、反物質に働く重力の向きと強さを実験装置「ALPHA-g」で測定した結果、反水素に働く重力の向きと強さは普通の物質と一致し、反物質に反重力が働いている可能性は事実上除外できることが明らかになったとする研究成果を発表しました。この結果は、現代物理学の枠組みでは「反重力は存在しない」と言い換えることもできます。 【▲ 図1: 今回のALPHA-gによる実
近親交配を長期間続けると逆に種の繁栄に転じる「遺伝子の浄化」が起きる⁈ - ナゾロジー
血縁者同士で子供をなす「近親交配」は、ほとんどの社会でタブー視されています。 しかし一部の人々、特に王族たちはかつて、自らの高貴な血筋を守るために近親婚を積極的に行っていました。 その代償は大きく、一族の遺伝的多様性が乏しくなって、体が脆弱であったり、病気にかかりやすくなったのです。 このように近親交配は人・動物を問わず、”種の存続”にとって不利に働くものと考えられています。 ところがノルウェー科学技術大学（NTNU）の研究により、近親交配を高度に進めることで逆に種を繁栄させたトナカイがノルウェーの孤島に存在することが判明しました。 遺伝的多様性は乏しくなるはずなのに、彼らはどうして繁栄できたのでしょう？ 研究の詳細は、2023年9月1日付で科学雑誌『iScience』に掲載されています。 These reindeer survived, isolated, for 7,000 years
2023年『第33回イグノーベル賞』10賞全部解説！ - Lab BRAINS
みなさんこんにちは！ サイエンスライターな妖精の彩恵りりだよ！ 今回は、今年もあの問題の賞がやってきた！2023年9月14日 (日本時間15日) に公開された『第33回イグノーベル賞』について、10賞全部をたっぷり解説するよ！ そもそもイグノーベル賞って何？ さて本題に入る前に、そもそも「イグノーベル賞」を知らないか、どういう主旨で贈られるのかを知らない人は多いんじゃないかな？もし知っている人がいたら、この部分は読み飛ばしてもらって構わないからね！ 世界的な権威と知名度のある学問的な賞と言えばノーベル賞だけど、イグノーベル賞はそのパロディとして、1991年に『風変わりな研究の年報』誌のマーク・エイブラハムズ編集長によって創設された賞だよ。 イグノーベル賞は例年、本家ノーベル賞の1ヶ月くらい前に先んじて発表されるものだよ。受賞の対象となるものは「人々を笑わせ、考えさせた業績」で、1年に10賞
錯視，幻視ー脳のなかの幽霊たち
2020年9月10日公開 担当：畠山 公大先生 所属：脳神経内科学分野 はじめに 私たちが見ている世界は，私たちの目に映った世界そのものではない．私たちが見ていると感じるのは，視覚情報をもとに，脳が都合よく解釈し，作り出した虚構の世界だ1． この虚構性を実感できる具体例として，生理的錯視が挙げられる．図１は生理的錯視の一例である，Kanizsaの三角形と呼ばれる図形である2．真ん中に白い三角形が浮き出て見えるだろう．しかし，実際には三角形は存在しない．あるのは，切れ込みの入った３つの円と，一辺の欠けた３つの小さい三角形である．しかし，そう分かっていても白い三角形が見えてしまうのは，我々が体験している視覚世界が，脳の作り出した虚構であることの証左に他ならない．すなわち，偶然３つの円に入った切れ込みが，それぞれ他の円の切れ込みと一直線に並ぶよりも，３つの円の上に白い三角形が載っていると解釈した
「利己的遺伝子」のスター科学者、ドーキンスが到達した「日本人みたいな宗教観」（学術文庫＆選書メチエ編集部）
「利己的遺伝子」のスター科学者、ドーキンスが到達した「日本人みたいな宗教観」 原理主義化する「新無神論」 聖書の記述をそのまま信じ、学校教育から進化論を排除しようとする創造論者と、科学で理論武装し、神の存在を否定する無神論者。両者の長い戦いは、21世紀になって新たな局面を迎えている。「四騎士（フォーホースメン）」と呼ばれる無神論者たちの登場で戦線が拡大し、聖女マザー・テレサやキング牧師、さらにその支持者までが、厳しい批判にさらされている。批判の矛先は創造論者やカルトだけではなく、「穏健な信仰者」にも向けられているのだ。 宗教を滅ぼす「4人の騎士」 無神論者にとって、創造論者との戦いは手間のかかる消耗戦だ。話は通じないし、いくら倒してもゾンビのように現れる。このキリがない波状攻撃を止めるには、発生源を断つしかない。キリスト教が消滅すれば、創造論者もいなくなる――。 こう考えた無神論者たちがい
常温常圧超伝導体「LK-99」の再現に中国の研究機関が成功と報告！夢の物質がついに実現か？ | TEXAL
先日、韓国の研究者らが発表した、夢の常温常圧超伝導体の再現に成功したとの報告は、過去に類似の報告が数多くもたらされてはきたものの、再現性がなく、実際に超伝導状態が確認出来なかったことから、少しの期待と多くの懐疑のまなざしと共に迎えられた。だが、もしかしたら我々は、歴史の瞬間に立ち会っている可能性もある。 「LK-99」と名付けられたこの化合物は、研究者らによると常温・常圧の状態で超伝導の特性を示す「常温常圧超伝導体」であるとして、先週プレプリントサーバーarXivに発表された。科学会ではこの報告の正当性を確かめるために、研究が進められているが、2つの研究機関から予備的な試験の結果として、実際に発見者らが主張したような超伝導特性を示す特徴が認められたとの報告がもたらされているのだ。 超伝導体とは、平たく言えば電気を損失なく伝導させることができる化合物の事を指す。従来の超伝導体は、氷点下を遙か
永久凍土から4.6万年前の線虫が復活 未知の病原体出現の懸念高まる | Forbes JAPAN 公式サイト（フォーブス ジャパン）
シベリアの永久凍土で約4万6000年間にわたり休眠状態にあった線虫を蘇生させることに成功したとする論文が27日、科学誌PLOSジェネティクスに発表された。気候変動により地球の永久凍土が解け、病原菌などの危険な生物が出現する懸念をあおる研究結果だ。 地下40メートルの永久凍土から見つかったこの線虫は、クリプトビオシスと呼ばれる休眠状態に入ることで厳しい環境を生き延びていた。同じ場所にあった植物の名残を放射性炭素年代測定にかけたところ、4万5839～4万7769年前の更新世後期のものであることがわかった。 線虫がクリプトビオシスで生存していた期間としては、これまで確認された中で最長。線虫は新種で、Panagrolaimus kolymaensisと名づけられた。 永久凍土の中での4万6000年にわたる休眠から復活した線虫（A. Shatilovich, V. R. Gade, et al. 2
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