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物理の検索結果201 - 240 件 / 246件

  • 量子もつれを使えば、時間旅行のシミュレーションができるかも?

    量子もつれを使えば、時間旅行のシミュレーションができるかも?2023.11.07 23:0019,578 Isaac Schultz - Gizmodo US [原文] ( 岩田リョウコ ) ちょっと難しい話ですが、思考実験ではなんでもありなのかも!? 量子の世界は、私たちが普段活動している世界とは全然違うルールで動いていて、素晴らしいことから奇妙なことまで、いろんなことが「普通」として存在しています。 これまで物理学者たちは、量子のもつれを利用して閉じた時間的閉曲線のシミュレーションを説明してきています。要するに時間旅行ですね。 強調しておきたいことは、量子粒子は過去に戻ることではありません。最近の研究はもっぱらアインシュタインが普及させた用語の「思考実験」であって、実際の実験の代わりに行なわれる概念的な研究がされています。 これは光速で移動する粒子など、物理学を物理学の限界で実験する際

      量子もつれを使えば、時間旅行のシミュレーションができるかも?
    • 光子を正確に検出して「暗闇でもノイズ皆無な写真」「ピコ秒クラスの超スロー映像」「脳のリアルタイムスキャン」などの撮影を可能にする40万画素のフォトンカウンティングセンサーが開発される

      センサー内の画素に入ってくる光子を正確に数えることで「超低照度での撮影」や「ピコ秒クラスのスローモーション撮影」などを実現できる「フォトンカウンティング」と呼ばれる技術の開発が進んでいます。新たにアメリカ国立標準技術研究所(NIST)の研究チームが超電導ナノワイヤを用いた40万画素のフォトンカウンティングセンサーの開発に成功したことを発表しました。 A superconducting-nanowire single-photon camera with 400,000 pixels https://doi.org/10.48550/arXiv.2306.09473 At Last, Single-Photon Cameras Could Peer Into Your Brain - IEEE Spectrum https://spectrum.ieee.org/single-photon-

        光子を正確に検出して「暗闇でもノイズ皆無な写真」「ピコ秒クラスの超スロー映像」「脳のリアルタイムスキャン」などの撮影を可能にする40万画素のフォトンカウンティングセンサーが開発される
      • 世界で初めて「量子もつれ波」を観測することに成功 | TEXAL

        フィンランドのアールト大学とユヴァスキュラ大学の研究者の共同研究により、世界で初めて、量子もつれ状態の電子の間にできる準粒子“トリプロン”の振る舞いを追跡することに成功した。トリプロンは、従来の磁性材料では形成されず、研究するのが非常に難しい。研究者らはこの実験のために、フタロシアニンコバルト分子を用いて従来の磁性材料とは異なる珍しい磁気特性を持つ人工量子物質を作成し用いることで、実空間測定を使って初めてトリプロンを検出することができたとのことだ。 準粒子は本物の粒子ではない。特定の相互作用の中で形成されるが、その相互作用が続く限り、粒子のように振る舞う。この場合の相互作用とは、2つの電子のもつれである。このペアは一重項状態でも三重項状態でももつれ合うことができ、トリプロンは後者の相互作用に由来する。 トリプロンを得るために、研究チームはフタロシアニンコバルトという小さな有機分子を使った。

          世界で初めて「量子もつれ波」を観測することに成功 | TEXAL
        • 『ゼルダの伝説 ティアーズ オブ ザ キングダム』ロケット推進力高める“新たな物理法則”が見つかったとの報告。まだまだ進歩するハイラル物理学 - AUTOMATON

          『ゼルダの伝説 ティアーズ オブ ザ キングダム』にて、ユーザーがロケットの推進力についてある発見をした。それは、進行方向に対して垂直に設置するのではなく、角度をつけて設置するとなぜか推進力が上昇する、という現象である。 『ゼルダの伝説 ティアーズ オブ ザ キングダム』は、Nintendo Switch向けに発売中のアクションアドベンチャーゲームだ。本作では、リンクの右手に宿る「ウルトラハンド」の能力によって、多数のものがビルドできるようになっている。国内外問わず、SNSやコミュニティサイトで日夜制作物が共有されており、海外掲示板Redditでは特に「r/HyruleEngineering」などで盛んに披露されている(関連記事1、関連記事2)。魔物討伐用から、単に挙動が面白い装置など、その種類はさまざまだ。また、ゲームの仕様や奇妙な挙動を利用したハイラルならではの“物理法則”も見出されて

            『ゼルダの伝説 ティアーズ オブ ザ キングダム』ロケット推進力高める“新たな物理法則”が見つかったとの報告。まだまだ進歩するハイラル物理学 - AUTOMATON
          • 「JT-60SA」が初プラズマに成功 核融合実験

            次世代のエネルギー源として期待される核融合の実験施設「JT-60SA」(茨城県那珂市)が23日、初めてプラズマの生成に成功した。量子科学技術研究開発機構(量研)が24日、発表した。 JT-60SAは日欧が共同で建設したもので、核融合反応を起こすのに必要な高温のプラズマ(固体・液体・気体に次ぐ物質の第4の状態)を発生させる実験装置。トカマク型というプラズマを磁場で閉じ込める方式の装置では現時点で世界最大だ。 2020年3月に完成して試験運転を開始したが、電気系統の不具合で21年3月に停止。補修を経て、今年5月に運転を再開し、プラズマの生成を目指していた。 今回の成功について、量研・那珂研究所トカマクシステム技術開発部長の東島智氏は、「各構成機器が連動して、システムとし機能することが実証でき、装置の基本性能が確かめられた」と話した。今後は1カ月ほどをかけて、プラズマの維持や性能向上に関する実験

              「JT-60SA」が初プラズマに成功 核融合実験
            • 量子的な存在「超流動体」に触れたらどう感じるかが判明! - ナゾロジー

              量子世界を触ってみました。 英国のランカスター大学(LU)で行われた研究によって、量子世界の不思議な性質を持つ超流動体に触れた場合、どんな感じになるかが明らかになりました。 超流動体は目に見えるサイズになった量子的存在であり、水などの通常の流体とは違って粘度や摩擦がゼロという驚くべき性質を持ちます。 また超流動体をコップにためておくと、まるで重力に逆らうように、壁をよじ登って外に漏れだす奇妙な性質も知られています。 既存の研究でも超流動体の性質を解き明かすため多くの研究が行われてきましたが「人間の指が触れたらどんな感じか?」といった人間臭い疑問に関してはスルーされてきました。 今回の研究では、あえてこの疑問に答えるために高精度のセンサーが開発され、超流動体の内部に挿入されました。 粘度も摩擦もなく量子世界に片足を突っ込んだ存在、超流動体の感触とはいったいどんなものなのでしょうか? 結論から

                量子的な存在「超流動体」に触れたらどう感じるかが判明! - ナゾロジー
              • 光ベースのコンピューターシステムが機械学習に革命をもたらす? | Ubergizmo JAPAN

                MIT主導のチームによる画期的な開発は、機械学習プログラムに革命をもたらし、ChatGPTのような現在の言語モデルよりも数桁強力になる可能性があります。チームのシステムは、従来のエレクトロニクスでは無く、光ベースの計算を使用して機能し、その結果としてエネルギー効率と計算密度が大幅に向上しました。 Nature Photonicsの出版物の中で、研究者らはこの新しいシステムの初めての実験的デモンストレーションを報告しました。彼らの理論では、電子に依存する代わりに、数百ミクロンという規模のレーザーを使用して光の動きを利用します。この画期的なアプローチにより、機械学習に使用される最先端のデジタルコンピューターと比較して、エネルギー効率が100倍以上向上し、計算密度も25倍向上するという顕著な改善がもたらされます。 このシステムの進歩の可能性は驚異的であり、チームは「将来的にはさらに数桁の改善が見

                  光ベースのコンピューターシステムが機械学習に革命をもたらす? | Ubergizmo JAPAN
                • 超伝導になる電子のカタチが見えた!

                  この研究についてひとこと新しい超伝導材料を設計する上で、電子の“カタチを見える化“する測定技術の開発は重要です。本研究では我々が開発した分光手法を駆使して超伝導体中における電子軌道のカタチを明らかにし、超伝導の鍵を握る電子が物質中の元素とどの様に結びつくのかを明らかにしました。将来的には一般的な電子軌道評価技術として定着し、物質設計に役立つことが期待されます。

                    超伝導になる電子のカタチが見えた!
                  • これまでより高い衝突エネルギーが得られる「ミュー粒子衝突型加速器」が素粒子物理学に革命をもたらすかもしれない

                    物質を構成する最小単位である素粒子を研究する素粒子物理学では、粒子を加速させて対象に当てたり互いに衝突させたりする加速器による実験が重要ですが、次世代の加速器開発にはコストや期間の面で課題が存在します。そんな中、アメリカでは素粒子のひとつである「ミュー粒子」を高速で衝突させる「muon collider(ミュー粒子衝突型加速器)」の開発が検討されているとのことで、科学誌のScienceがミュー粒子衝突型加速器の開発における課題や展望についてまとめています。 A muon collider could revolutionize particle physics—if it can be built | Science | AAAS https://www.science.org/content/article/muon-collider-could-revolutionize-partic

                      これまでより高い衝突エネルギーが得られる「ミュー粒子衝突型加速器」が素粒子物理学に革命をもたらすかもしれない
                    • “4次元”を必要とする「ディラック電子」の観察に愛媛大が成功

                      愛媛大学は1月24日、これまで観測が容易ではなかった、物質中において質量ゼロとして振る舞う特殊な電子である「ディラック電子」系の物質において、同電子の振る舞いを観察することに成功したと発表した。 左側の上寄りにあるのが今回の特殊な電子を含む含む物質の構成分子、中央付近の対角線状に4つ並んだチェスのコマのような物体が、今回観測されたディラック電子系を3次元に落として表現した模式図。このイメージは、論文掲載誌の「Materials Advances」の紙媒体版の表紙を飾る予定(出所:愛媛プレスリリースPDF) 同成果は、愛媛大大学院 理工学研究科の岡竜平大学院生(研究当時)、同・内藤俊雄教授を中心に、東邦大学、北海道大学の研究者も参加した共同研究チームによるもの。詳細は、英国王立化学会が刊行する材料科学に関する全般を扱うオープンアクセスジャーナル「Materials Advances」(インタ

                        “4次元”を必要とする「ディラック電子」の観察に愛媛大が成功
                      • 「原爆の父」オッペンハイマーはどれほど優秀な物理学者だったのか? - ナゾロジー

                        「私は死神、世界の破壊者(I am become Death, the Destroyer of Worlds.)」 この不気味な言葉を残したロバート・オッペンハイマーは現在多くの人々から「原子爆弾を作った人」と認識されています。 しかし、なぜ「原爆の父」オッペンハイマーがマンハッタン計画のリーダーに抜擢されたのか、またどれほど優秀な物理学者だったのかは、あまり知られてはいません。 そこで今回は、オッペンハイマーの物理学者としての業績に焦点を当てたいと思います。

                          「原爆の父」オッペンハイマーはどれほど優秀な物理学者だったのか? - ナゾロジー
                        • 天の川銀河の歪みの原因は、暗黒物質の塊の仕業である可能性。研究結果が発表に | テクノエッジ TechnoEdge

                          ガジェット全般、サイエンス、宇宙、音楽、モータースポーツetc... 電気・ネットワーク技術者。実績媒体Engadget日本版, Autoblog日本版, Forbes JAPAN他 ハーバード大学とスミソニアン天体物理学センターの天体物理学者らがコンピューター解析を通じ、天の川銀河が歪み、一部で膨らんでいる原因が、暗黒物質(ダークマター)ハローの仕業である可能性があるとの研究結果をNature Astronomyに発表しました。 天文学者たちは、太陽系が渦巻き型銀河である天の川銀河の一部であることを発見したとき、この銀河は円盤状の平べったい形状だと仮定しました。しかし、位置天文学用の宇宙望遠鏡であるガイアや、他の探査機による観測から得られた銀河の星々の位置と速度データによって、この銀河の渦巻きが一端では円盤のわずかに上面方向に、そしてその反対側ではわずかに下面方向に向かって歪んでいること

                            天の川銀河の歪みの原因は、暗黒物質の塊の仕業である可能性。研究結果が発表に | テクノエッジ TechnoEdge
                          • 匂いによって人間は色の見え方が変化していた! - ナゾロジー

                            匂いで色の見え方が変わるようです。 コーヒーの香りを嗅いだとき、どのような色を思い浮かべますか? 黒や茶色が頭に浮かんでくるのではないでしょうか。 リヴァプール・ジョン・ムーア(Liverpool John Moores)大学のライアン・ワルド(Ryan Ward)氏らの研究によれば、匂いは色を連想させるだけでなく、実際に見えている色も変えてしまう力があるようです。 いままで色が嗅覚・味覚に与える影響についての研究が数多く行われてきました。 今回の結果は、色の匂いの感覚情報が双方向に影響し合っている事実を示唆するものとなっています。 研究の詳細は、学術誌「Frontiers in Psychology」にて2023年10月6日に掲載されました。

                              匂いによって人間は色の見え方が変化していた! - ナゾロジー
                            • 「電気代はタダ同然に」人類の夢・核融合発電はついに実現するか 京都大学発のスタートアップも世界トップクラスの技術力で開発中 | 2024年の論点 | 文春オンライン

                              「今度こそ」の期待がふくらむ核融合発電のスタートアップ企業 しかし近年のスタートアップの動きを見ると、今度こそとの期待が膨らむ。最も野心的な計画を打ち出しているのは米ヘリオン・エナジーだ。2028年にはなんと売電をはじめるという。米マイクロソフトは23年5月、同社と核融合発電では世界初の電力購入契約を締結した。 核融合発電は、軽い元素の原子核同士が融合し、重い原子核に変わる核融合反応を利用する。反応を起こすには気体にエネルギーを加えて原子から電子をはぎ取り、プラズマ状態にした上、むき出しの原子核同士を衝突させなければならない。ところが原子核はプラスの電荷を持っているので他の原子核と近づくと反発する。激しくのたうつプラズマをいかに制御し、効率的に原子核同士をぶつけるかが核融合発電の最大のポイントだ。

                                「電気代はタダ同然に」人類の夢・核融合発電はついに実現するか 京都大学発のスタートアップも世界トップクラスの技術力で開発中 | 2024年の論点 | 文春オンライン
                              • OISTが製作した「量子エンジン」の仕組みとは? - 動力源は素粒子の変化

                                沖縄科学技術大学院大学(OIST)は9月28日、量子力学の原理を利用した極小のエンジン「量子エンジン」を設計・製作したことを発表した。 同成果は、OIST 量子システム研究ユニットのキールティ・メノン大学院生、同 エロイサ・クエスタス博士、同 トーマス・フォガティー博士、同 トーマス・ブッシュ教授、独 カイザースラウテルン・ランダウ大学、独・シュトゥットガルト大学の研究者も参加した国際共同研究チームによるもの。詳細は、英科学誌「Nature」に掲載された。 量子力学は、原子や素粒子、分子などの極微な世界の振る舞いを扱う学問だ。そうしたミクロの世界では、マクロの世界に生きる我々の常識に反するような、奇妙な現象の数々が起きることが知られている。今回の研究では、その量子力学を利用して動力を生み出す量子エンジンの開発を試みたという。 通常の内燃機関のエンジンでは、ガソリンなどの燃料と空気が混ざった

                                  OISTが製作した「量子エンジン」の仕組みとは? - 動力源は素粒子の変化
                                • 原子が「あり得ない」対称パターンに配置された準結晶、微小隕石から新たに発見 | Forbes JAPAN 公式サイト(フォーブス ジャパン)

                                  イタリア南部で採取された天然のAl-Cu-Fe-Si準結晶を含む微小隕石(Agrosì et al. 2024/Communications Earth & Environment Licensed under CC BY 4.0 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) 準結晶は、結晶性物質の規則に反する風変わりな物質だ。結晶では、3次元的に無限に繰り返される原子の構造パターン内に原子が配置されている。1980年代に最初に発見された準結晶は、古典的な結晶学の法則では、あり得ないと長年考えられていた。他の鉱物と同様に独自の化学式を持つが、原子の構造パターンが周期的でなく(5回対称などの)「特異な」対称性の配置になっているからだ。 準結晶の形成には、地球上にほとんど存在しない超高温高圧条件が不可欠となる。以前は実験室条件下でのみ観察されていた

                                    原子が「あり得ない」対称パターンに配置された準結晶、微小隕石から新たに発見 | Forbes JAPAN 公式サイト(フォーブス ジャパン)
                                  • 【共同発表】世界初、ミュー粒子による地下ナビゲーションに成功(発表主体:国際ミュオグラフィ連携研究機構)

                                    【共同発表】世界初、ミュー粒子による地下ナビゲーションに成功(発表主体:国際ミュオグラフィ連携研究機構) ○発表のポイント: ◆GPSを使えない地下空間等におけるナビゲーション技術の開発に成功。 ◆GPSに変わる新たなグローバルナビゲーション技術の創出。 ◆将来、屋内、地下、海中等における自律移動ロボットへの活用が期待。 宇宙線ミュー粒子によるナビゲーション © 2021 Hiroyuki Tanaka/Muographix ○発表概要: 東京大学国際ミュオグラフィ連携研究機構は、同大学生産技術研究所、および日本電気株式会社、株式会社テクノランドコーポレーション、カターニア大学、ダラム大学、北京大学と共同でGPSを使えない地下空間等におけるナビゲーション技術(muPS)の開発に成功した。これまで、muPSの受信機は地上局と有線接続されていたためナビゲーションの自由度は大きく制限されていたが

                                      【共同発表】世界初、ミュー粒子による地下ナビゲーションに成功(発表主体:国際ミュオグラフィ連携研究機構)
                                    • LK-99 - Wikipedia

                                      LK-99 (from the Lee-Kim 1999 research),[2] also called PCPOSOS,[3] is a gray–black, polycrystalline compound, identified as a copper-doped lead‒oxyapatite. A team from Korea University led by Lee Sukbae (이석배) and Kim Ji-Hoon (김지훈) began studying this material as a potential superconductor starting in 1999.[4]: 1  In July 2023, they published preprints claiming that it acts as a room-temperature su

                                        LK-99 - Wikipedia
                                      • いわゆるファインマン・スプリンクラー問題に答えを出す実験結果――数十年来の物理学の謎が明らかに - fabcross for エンジニア

                                        通常のスプリンクラーでは装置の中から外へ水が流れ出るが、逆に装置の外から中へと水が流れ込むスプリンクラーはどのように機能するのかという、いわゆる「ファインマン・スプリンクラー」(あるいは「リバース(逆)スプリンクラー」とも呼ばれる)問題に対する答えが、実験によって判明した。この研究は米ニューヨーク大学を中心とした研究チームによるもので、2024年1月26日付で『Physical Review Letters』に掲載された。 ファインマン・スプリンクラー問題とは、典型的には、水のような流体がS字型の管(アーム)から排出されるときに回転するタイプのスプリンクラーについての思考実験として定義されるものだ。この問題は、流体がS字型のアームを通して吸い込まれた場合に何が起こるのかを問う。 研究チームは、実験室での精密な実験と、リバーススプリンクラーがどのように作動するかを説明する数理モデリングを組み

                                          いわゆるファインマン・スプリンクラー問題に答えを出す実験結果――数十年来の物理学の謎が明らかに - fabcross for エンジニア
                                        • エンタルピーとエントロピーの関係について

                                          承前:https://anond.hatelabo.jp/20230916001142 前回の記事の反響の中で、「エンタルピーについても解説して欲しい」というご意見を複数いただいた。 エンタルピーはエントロピーと同じく熱力学・統計力学に登場する概念で、名前の紛らわしさもあってか、初学者がしばしば「分からない」と口にする用語の一つである。 だが、実は、エンタルピーの難しさはせいぜい「名前が紛らわしい」くらいのもので、エントロピーと比べてもずっと易しい。 本記事では、「エンタルピーがエントロピーとどのように関連するのか」というところまでをまとめておきたい。前回の記事よりも数式がやや多くなってしまうが、それほど高度な数学的概念を用いることはないので安心して欲しい。 まずは、円筒形のコップのような容器に入っている物質を考えて欲しい。 容器の内側底面の面積をAとし、物質は高さLのところまで入っている

                                            エンタルピーとエントロピーの関係について
                                          • 素粒子論研究

                                            本記事は、Spontaneous Symmetry Breaking in Particle Physics: A Case of Cross Fertilization, Nobel Lecture, December 8, 2008 by Yoichiro Nambu in “Les Prix Nobel, The Nobel Prizes 2008” published by Almqvist & Wiksell International, 2009, pp.57-63 を、The Nobel Foundation と南部潤一氏から許可をもらい、米谷民明氏に翻訳していただいたものである。 公開日: 2023年8月17日

                                            • 平衡熱力学の範疇では平衡状態における状態量だけが定義されていると思います。例えば温度はその一つです。しかし現実には平衡な系は存在し得ないはずで、にもかかわらず温度計で温度を測ることができているように見えます。 ここで(いくつか)疑問なのですが、(一般の、ないし広いクラスの)非平衡系に温度の定義を拡張できるのでしょうか? また、非平衡系から測定できる「温度」は(具体的には温度計の設計に依存しますが)何を測っていると言えるのでしょうか? 例えば、連続ないし滑らかな温度場が定義できるようなわずかに非平衡な系であ

                                              平衡熱力学の範疇では平衡状態における状態量だけが定義されていると思います。例えば温度はその一つです。しかし現実には平衡な系は存在し得ないはずで、にもかかわらず温度計で温度を測ることができているように見えます。 ここで(いくつか)疑問なのですが、(一般の、ないし広いクラスの)非平衡系に温度の定義を拡張できるのでしょうか? また、非平衡系から測定できる「温度」は(具体的には温度計の設計に依存しますが)何を測っていると言えるのでしょうか? 例えば、連続ないし滑らかな温度場が定義できるようなわずかに非平衡な系であれば平衡系とみなして良いと思いますが、そうでない致命的に非平衡な系(どんな系か想像できていません)の「温度」を測ることはできるのでしょうか? そもそも「温度」というのは何かというのを考え始めると難しい問題に行き着きます。一応10年近くこの問題に関連する問題を考えてきた一研究者として、非平衡

                                                平衡熱力学の範疇では平衡状態における状態量だけが定義されていると思います。例えば温度はその一つです。しかし現実には平衡な系は存在し得ないはずで、にもかかわらず温度計で温度を測ることができているように見えます。 ここで(いくつか)疑問なのですが、(一般の、ないし広いクラスの)非平衡系に温度の定義を拡張できるのでしょうか? また、非平衡系から測定できる「温度」は(具体的には温度計の設計に依存しますが)何を測っていると言えるのでしょうか? 例えば、連続ないし滑らかな温度場が定義できるようなわずかに非平衡な系であ
                                              • 「時間結晶」ってなに? 未来のコンピューターに応用できるかも

                                                「時間結晶」ってなに? 未来のコンピューターに応用できるかも2024.02.16 22:0022,915 Isaac Schultz - Gizmodo US [原文] ( satomi ) 独ドルトムント工科大が、40分持続する時間結晶の創出に成功しました。 これは従来の結晶の寿命の1000万倍。それだけでも大躍進なのに、もっと何時間も持続する時間結晶の創出も夢じゃないと、研究班は張り切っていますよ。 時間結晶って何?「結晶」といえば、身近なところでは雪の結晶や食塩(塩化ナトリウムの結晶)が思い浮かびますよね。原子が一定の空間で、ピシッと規則正しく並んでいる状態をいいます。 これに対し「時間結晶(time crystal)」というのは、一定の時間と空間に低エネルギーで規則正しく並ぶ状態のこと。条件が変わったりの外的要因がなくても、ある時間が来ると、ふと我に返ったように解散する不思議な性質

                                                  「時間結晶」ってなに? 未来のコンピューターに応用できるかも
                                                • 物理ができないとはどういうことなのか(はじめての講義)

                                                  Online ISSN : 2432-1710 Print ISSN : 1340-993X ISSN-L : 1340-993X

                                                  • 宇宙初期の巨大ブラックホール、予想より50倍も多かった

                                                    銀河の中心の巨大ブラックホールが宇宙初期に、従来考えられていたより50倍も多くあったことが分かった、と東京大学と国立天文台の研究グループが発表した。2022年に観測を始めた「ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡」による、120億~130億光年かなたの狭い視野のデータから、予想外に10個を発見した。巨大ブラックホールが当時さまざまなタイプの銀河にあり、急成長していたこともうかがえた。巨大ブラックホール誕生の仕組みを探る上で、重要な成果となった。 発見した10個の巨大ブラックホールの疑似カラー画像。銀河から広がる多彩な光も確認できる(米航空宇宙局=NASA、欧州宇宙機関=ESA、カナダ宇宙庁、播金優一氏ほか提供) ブラックホールは極めて強い重力を持つ超高密度の天体。一般相対性理論で、周囲の時空がゆがみ、光さえ脱出できないとされる。重い恒星が一生の終わりに大爆発を起こし収縮してできる。また、多くの銀河の

                                                      宇宙初期の巨大ブラックホール、予想より50倍も多かった
                                                    • 深層ニューラルネットワークの解剖――統計力学によるアプローチ

                                                      深層ニューラルネットワーク(Deep Neural Network, DNN)を用いた機械学習は,深層学習とよばれ,画像認識,機械翻訳などで身近なものとなった.しかしその高い学習能力のメカニズムはよくわかっておらず,ブラックボックスとして使われている面が無視できない.最先端の応用では様々なノウハウが駆使されるが,単純化した状況設定から考える物理学の発想がこのブラックボックスにメスを入れるのに役立つであろう.ニューラルネットワークを用いた機械学習はスピングラスに端を発するランダム系の統計力学,情報統計力学において伝統的に重要なテーマである. Nビットの入力を,Nビットの出力に変換する「関数」を,DNNでデザインすることを考えてみよう.このNをDNNの「幅」とよぶことにする.入出力を含めて,ネットワークには多数のニューロンがある.あるニューロンの状態を変数Siで表そう.これが入力信号h=∑j

                                                      • 実験で実証された量子エネルギーテレポーテーション|Masahiro Hotta

                                                        量子エネルギーテレポーテーション(Quantum Energy Teleportation, 略してQET)がカナダのウォータールー大学と米国のストーニーブルック大学のグループによる独立な2つの実験によって実証をされてことを受けて、今年2023年はそれが世界的なニュースにもなり、大変注目を集めた年でした。米国サイモンズ財団が出版している著名な科学雑誌「Quanta Magazine」でも、この2つのQET実験を下記で紹介をしています。 https://www.quantamagazine.org/physicists-use-quantum-mechanics-to-pull-energy-out-of-nothing-20230222/ また2023年の物理学最大のブレイクスルーとして、低周波数重力波の発見とジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の観測とともに、量子エネルギーテレポーテーションの

                                                          実験で実証された量子エネルギーテレポーテーション|Masahiro Hotta
                                                        • 物理における数学の理不尽なまでの有効性あるいは非有効性|KT

                                                          物理と数学物理を学んでいると、あるいは研究していると、数学の威力に感銘を受けることが多々ある。多くのひとにとって、その最初の体験は、力学の運動方程式(微分方程式)を扱ったときであろう。たった一つの方程式を解くことで物体の落下や惑星の軌道、大学入試で出されるようなややこしい設定など、ありとあらゆる運動を記述できるのは、驚くほかない。 "The unreasonable effectiveness of mathematics in the natural sciences" という有名な言葉を残したのは数理物理学者のWignerである(Wikipedia)。自然科学とは大きく出たものだと思うが、実際には物理のはなしをしているので、そこまで深い意味はないのかもしれない。 冒頭に、「確率分布を表すのになんで円周率を使うんだ?円なんて関係ないじゃないか!からかっているのかい?」(アメリカンな雰囲気

                                                            物理における数学の理不尽なまでの有効性あるいは非有効性|KT
                                                          • ある1つの時間の矢のパラドックス ~時間反転星に地球から宇宙船が到着する時~|Masahiro Hotta

                                                            ニュートン方程式やシュレディンガー方程式などの物理学の基礎方程式には時間反転対称性があるので、人間も含めた地球の物質全部の運動を時間反転させたその方程式の解がいつも存在しています。その反転を行った場合には、まるでフィルムの巻き戻しのようにエントロピーが下がる方向へと時間は流れます。しかし人間が意識する時間の矢(時間の向き)自体はエントロピーが増加する方向に時間が流れると感じると考えられます。人間の時間の向きは、人間が記憶する情報が増加する方向になるのが自然だからです。新しいことを学んで、知識、情報が増えるのは「未来」であると自然に感じるためです。 この前提を踏まえると、次のようなパラドックスを考えることができます。ある星の物質全体の運動が地球に対して時間反転をしているとします。地球からその星へ宇宙船を飛ばして着陸させて、その地球人クルーをその星の宇宙人と会話させたり、手を握ったりさせましょ

                                                              ある1つの時間の矢のパラドックス ~時間反転星に地球から宇宙船が到着する時~|Masahiro Hotta
                                                            • 宇宙でもっとも熱い場所は10兆℃の灼熱地獄になる! - ナゾロジー

                                                              灼熱の天体として私たちに最も馴染み深いのは「太陽」です。 太陽の中心部は1600万℃に達し、太陽系では最も熱い場所ですが、この広い宇宙の中ではそこまで高い温度ではありません。 では、宇宙で最も熱い場所では一体どのくらいの温度に達するのでしょうか? 米ハーバード大学(Harvard University)の天文学者ダニエル・パルンボ(Daniel Palumbo)氏は、現在宇宙で最も熱いと考えられる場所で推定される温度は10兆℃に達すると話します。 10兆℃というと物理学的にもあまりにバカバカしい高温のように感じますが、一体そのような高温になる場所は宇宙のどこなのでしょうか?

                                                                宇宙でもっとも熱い場所は10兆℃の灼熱地獄になる! - ナゾロジー
                                                              • Naoto Shiraishi's webpage - 電磁気学(2023年度)

                                                                電磁気学の講義テキストはこちら(3/19) (章ごとにpdfを分割して保存したい方は、このサイトのようなpdf分割サービスを利用して各自使いやすいサイズにしてください) 教科書リストはこちら テキスト配布後の訂正箇所 ・例3.2で用いる対称性の説明を補足(10/18) ・(3.20)と脚注47の符号が逆になっていたので訂正(10/18) ・図13(b)の2aを2r'に訂正(10/18) ・(3.17)のQを\rhoに訂正(10/25) ・(5.3)の計算に誤りがあったので、(5.3)とその前後の説明を訂正(11/9) ・例5.1で、電流密度をINで表すべきところがjとなっていたので訂正(11/9) ・5.2節のブッシュの定理において、磁場の回転成分がないという条件を追加(11/9) ・(5.28)の最終式に誤りがあったので訂正(11/9) ・ベクトルポテンシャルに発散ゼロのゲージ条件を課し

                                                                • Evidence for Near Ambient Superconductivity in the Lu-N-H System

                                                                  The recent report of superconductivity in nitrogen-doped lutetium hydride at near-ambient pressures and temperatures has attracted great attention but also continuing controversy. Several experimental groups have reported no observation of superconductivity at these conditions in Lu-N-H samples they have prepared. To address this issue, we have carried out a series of studies of phases in the Lu-N

                                                                  • 大人の方が速く滑る?「滑り台の疑問」を卒論で実証 立教大 | Science Portal - 科学技術の最新情報サイト「サイエンスポータル」

                                                                    高校物理の知識では、斜面に違う重さの箱を置いても摩擦係数が一定のため、皆同じ加速度で滑る。立教大学理学部の村田次郎教授は「重い人(大人)ほど滑り台を速く滑っていた」という経験則との矛盾を感じ、学生の卒業論文題材に採用。研究の結果、ローラー式滑り台では重い箱ほど速く、ある時点ではそれぞれ加速がなくなり、一定速度(終端速度)で滑ることが分かった。探究的学習により、法則から外れる現象を発見できた事例と捉えている。 高校物理の教科書では、空気抵抗のない月面で羽とハンマーが、ピサの斜塔からは重い鉛玉と軽い鉛玉が同時に落ちる例とともに自由落下が紹介される。自由落下は、運動方程式F=ma(Fは力、mは質量、aは加速度。地球上ではaは重力のgとなる)に従っていると書かれている。自由落下と同じように教科書では箱が斜面を滑り落ちる現象が紹介され、質量に比例する摩擦力が登場する。教科書では、その摩擦力には止まっ

                                                                      大人の方が速く滑る?「滑り台の疑問」を卒論で実証 立教大 | Science Portal - 科学技術の最新情報サイト「サイエンスポータル」
                                                                    • 対称性のある機械学習による物理現象の解析

                                                                      物理屋のための機械学習講義 第 4 回 (2023 年 6 月 29 日)

                                                                        対称性のある機械学習による物理現象の解析
                                                                      • 「つぶれるはずなのに、原子はつぶれない」の謎…!ボーアが水素原子をモデル化したスゴイ理論の「中身」(山田 克哉)

                                                                        10月7日は、デンマークの物理学者ニールス・ボーア(Niels H. D. Bohr:1885〜1962)の誕生日です。 ボーアは、量子論の育ての親として、初期の量子論の展開を牽引し、量子力学の確立に多大な貢献をした人物です。水素原子の構造を研究し、ボーアの原子構造論を発表するなどの功績を残しました。1922年には、「原子構造と原子からの放射に関する研究についての貢献」によりノーベル物理学賞を受賞しています。 コペンハーゲン大学の教授に就任した彼の働きかけで同大学に「理論物理学研究所」が設置され、1920年に所長に就任しています。ボーアを中心とした研究者のグループは、大学や研究所の所在地から「コペンハーゲン学派」と呼ばれました。 ボーアが発表した相補性原理に基づく量子力学の解釈は、「コペンハーゲン解釈」と呼ばれるようになります。この解釈が多くの物理学者、とくにアインシュタインとの論争を生み

                                                                          「つぶれるはずなのに、原子はつぶれない」の謎…!ボーアが水素原子をモデル化したスゴイ理論の「中身」(山田 克哉)
                                                                        • 名伯楽逝く〜日経サイエンス2008年7月号より

                                                                          ジョン・A・ホイーラー(1911~2008) 量子論の創始者ボーアの直弟子で,アインシュタインの友人だった20世紀最後の物理学の巨人,ホイーラー(John Archibald Wheeler)が4月13日,96歳で死去した。ブラックホールの名付け親で,相対性理論や量子重力理論など幅広い分野で成果を上げたが,それ以上に,傑出した物理学者を数多く育てた名伯楽として知られた。ノーベル賞を受けたファインマン(Richard Feynman)や重力とブラックホールの理論で著名なカリフォルニア工科大学のソーン(Kip Thorne),量子コンピューター理論を提唱した英オックスフォード大学のドイチュ(David Deutsch)ら,独創的でしばしば型破りな研究者たちだ。 「ホイーラーは次代の物理学に何が重要かを見抜く類まれな勘を持っていた」とドイチュはいう。常に物理学を幅広く見渡し,宇宙の本質を追究する

                                                                            名伯楽逝く〜日経サイエンス2008年7月号より
                                                                          • https://www.jstage.jst.go.jp/article/butsuri/70/2/70_KJ00009844173/_pdf/-char/ja

                                                                            • 万華鏡はどうやって美しい幾何学模様を作るのか?秘密は三角形の角度! - ナゾロジー

                                                                              美しい万華鏡を作る条件とは規則正しく並ぶ美しい万華鏡から見える映像 / Credit:Dmitri Posudin,Pixabay。万華鏡は円筒の中に鏡が三角形になるように組み上げ、多彩な対称性を持つ模様を楽しむおもちゃです。 万華鏡の歴史は古く、約200年前にスコットランドの物理学者ブリュースターが発見したと言われています。 ブリュースターは光がどのように反射するのか研究をしていた人で、光の偏光角と屈折率の関係(ブリュースターの法則)や、光は(赤、緑、青)の3色か作られるという光の三原色を発見しました。 反射を繰り返した鏡像が、通常では見られない美しい映像を作り出す万華鏡は、その後世界中に広まり愛されています。 万華鏡の仕組みは円筒の中に合わせ鏡を作ることにより、映像の反射を繰り返すというものです。 一般的な万華鏡は円筒の中に長方形の鏡を三角形に組み合わせて作成します。 しかし、万華鏡の

                                                                                万華鏡はどうやって美しい幾何学模様を作るのか?秘密は三角形の角度! - ナゾロジー
                                                                              • 数学と物理におけるJuliaの活用|2023a015 | 産業数学の先進的・基礎的共同研究拠点 九州大学IMI

                                                                                開催方法:九州大学 伊都キャンパスとZoomミーティングによるハイブリッド開催 開催場所:九州大学 伊都キャンパス ウエスト1号館 D棟 4階 IMIオーディトリアム(W1-D-413) 主要言語:日本語 共催:九州大学マス・フォア・インダストリ研究所,学術変革領域研究A「「学習物理学」の創成-機械学習と物理学の融合新領域による基礎物理学の変革」 種別・種目:一般研究-研究集会(Ⅱ) 研究計画題目:数学と物理におけるJuliaの活用 研究代表者:富谷 昭夫(大阪国際工科専門職大学情報工学科・助教) 研究実施期間:2023年7月10日(月)〜2023年7月12日(水) 公開期間:2023年7月10日(月)〜2023年7月12日(水) 研究計画詳細:https://joint1.imi.kyushu-u.ac.jp/research_chooses/view/2023a015

                                                                                  数学と物理におけるJuliaの活用|2023a015 | 産業数学の先進的・基礎的共同研究拠点 九州大学IMI
                                                                                • 呪術廻戦の「黒閃2.5乗問題」について真面目に考えてみた|しろ

                                                                                  こんにちは、しろです。 みんな大好き呪術廻戦、漫画もアニメも盛り上がってますね。 というわけで、唐突に呪術廻戦の「黒閃2.5乗問題」について考えてみます。 『呪術廻戦』第6巻(第48話)より「黒閃2.5乗問題」とはいわゆるクリティカルヒットである「黒閃」ですが、上記のとおり第48話で「黒閃の威力は平均で通常の2.5乗」と解説され、ジャンプ掲載時に読者から大いに突っ込まれました。 (ツッコミの例) 「何を基準として2.5乗なの?」 「元の威力が1未満だと弱くなるやん」 「威力の単位って何?」 「なぜ威力がべき乗で増すのか?」という点について、作者の芥見先生は第6巻のおまけで「倍より乗の方がすごそうだから」と言っています。 案の定、担当編集者から「1は2乗しても1ですよね」と突っ込まれて、「1の呪力って何? 呪力は2から!」とちょっとよくわからないことを仰っています。 『呪術廻戦』第6巻 おま

                                                                                    呪術廻戦の「黒閃2.5乗問題」について真面目に考えてみた|しろ