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物理学

フランスさん、人工太陽炉を作ってしまう

1: 風吹けば名無し 2020/07/29(水) 10:36:16.21 ID:Ad5R47f80

 フランス南部に建設中の国際熱核融合実験炉「ITER(イーター)」の主要部分となる核融合炉の組み立て開始式典が28日、現地で開かれた。

 核融合炉は太陽が輝く原理と同じ反応を起こすため「地上の太陽」と例えられる。燃料1グラムで石油8トンと同等のエネルギーが得られるとされる。ITERではドーナツ形の強い磁場を作り、その中で燃料となる重水素と三重水素を約1・5億度の高温・高密度に保って核融合反応を起こす。



引用元: http://tomcat.2ch.sc/test/read.cgi/livejupiter/1595986576/続きを読む

太陽系の「第9惑星(プラネット・ナイン)は原始ブラックホール」説を確かめる計画、ハーバードの研究者が提案

1: しじみ ★ 2020/07/16(木) 05:50:08.35 ID:A9wng6vb9

ハーバード大学の研究者らが、太陽系の外縁を周回しているかもしれないと考えられている「第9惑星(惑星X)」が「原始ブラックホール」か否かを確認するための計画を提案しました。研究者らは、チリに建設予定の可視光赤外線望遠鏡ヴェラ・C・ルービン天文台(Vera C. Rubin Observatory: VRO)を使って全天を観測することで、謎の天体を発見するとしています。

原始ブラックホールとは、超新星爆発の結果として形成される通常のブラックホールとは異なり、ビッグバンと同時に形成されたソフトボール大ながら地球の5~15倍もの質量があるとされる超高密度な仮説上の天体。目視できないうえ大質量であることから、暗黒物質(ダークマター)の候補物質とも言われています。

第9惑星が原始ブラックホールだとする仮説は、宇宙を漂っていた原始ブラックホールが太陽の重力に捕まって、他の惑星の大きく外側を公転するようになったのではないかとするもの。

もし第9惑星が原始ブラックホールだとすれば、たとえば彗星のような小天体がそこに接近しすぎたとすると、彗星は強烈な重力で引き寄せられ、星間ガスとの反応で過熱し溶解します。ついには潮汐が破壊され、彗星は粉々になってブラックホールに降着します。そして、研究者はこのときに放出される降着フレアと呼ばれる放射線や可視光を観測できれば、第9惑星(原始ブラックホール)を発見できると考えました。

もちろん言葉で説明するのは簡単ですが、現状ではそれを実行するのは困難です。しかしVROが完成すれば、フレアの発生を逃さず検出できることが期待されます。

もとは大型シノプティック・サーベイ望遠鏡 (Large Synoptic Survey Telescope: LSST)と呼ばれていたVROは超広域観測が可能で、3晩で設置場所から見える全天域を観測できる性能を誇ります。頻度の高い比較的小さな変化を検出する能力が高いため、週に2回の全天観測で降着フレアの検出も可能だと研究者は述べています。

研究者らは、VROが完成し稼働する2023年から観測を開始すれば、1年以内に原始ブラックホールが確認されるか、または第9惑星がブラックホールである可能性が除外されると主張しました。

第9惑星が本当に惑星なのかブラックホールなのか、またそんなものが本当に存在するのかは、誰もが気になるところ。早ければ2023年にはその答えが出るかもしれません。


関連ニュース
未発見の「第9惑星」その正体は小さなブラックホールだとする説が登場
https://sorae.info/030201/20190930-planet-x.html

https://japanese.engadget.com/planet-9-blackhole-harvard-225005140.html



引用元: http://ai.2ch.sc/test/read.cgi/newsplus/1594846208/続きを読む

お湯の熱エネルギーを約一年間保存できるセラミックが開発される

1: しじみ ★ 2020/07/16(木) 06:45:36.06 ID:A9wng6vb9

→熱水の熱エネルギーを長期間蓄えられるセラミックが発見された
→このセラミックは常温に戻っても、圧力を加えるだけでいつでも自由に熱を取り出せる
→この素材を使えば、発電所や工場の排熱を蓄え、トラックで輸送して再利用することも可能になる

火力発電所や原子力発電所は、燃料を燃やしてお湯を沸かし、蒸気の力でタービンを回して発電しています。
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熱エネルギーを効率良く扱うということは難しく、こうした発電所では発生した熱エネルギーのおよそ70%が排熱として失われています。

排熱は主に水で冷却されます。大量の熱水(100℃以下のお湯)は、併設された温泉や温水プールなどの施設で利用されている場合もありますが、ほとんどはただ海に捨てられるだけで有効に活用されていません。

これはあまりにもったいない状況です。

もし、この捨てられるだけの排熱を逃さずにうまく再利用することができるとしたら、それはエネルギー利用の効率改善に繋がるだけでなく、熱水が放出される河川周辺の悪影響も防ぐことができます。

しかし、実際熱を保存するというのは容易なことではありません。熱々のコーヒーでもすぐ冷めてしまうように、熱エネルギーは放っておけば刻一刻と失われ常温になってしまいます。

東京大学やパナソニックなどの研究者からなる共同研究グループは、そんな保存の難しい熱エネルギーを永続的に保存できる長期蓄熱セラミックを発見したと報告しています。

現在無意味に捨てられているだけの熱エネルギーが、いつでも再利用できるとなると、それは画期的な発見です。

■夢のような蓄熱素材

今回発見された新物質は、「スカンジウム置換型ラムダ5酸化3チタン(λ-ScxTi3-xO5)」と呼ばれるものです。これは、今回の研究グループメンバーの1人である大越慎一教授らが2010年に発見した新種の結晶構造の一部を、スカンジウムに入れ替えることで合成された新しい物質です。
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これは非常に安定した物質で、1年経過しても変化することがありませんでした。

しかし、圧力を掛けると瞬時に相転移を起こしたのです。

相転移は、基本的には氷が水になったり、水が水蒸気になったりという状態の変化をいいますが、今回の相転移は構造相転移というものです。

これは固体物質の結晶構造だけが変化する相転移です。

研究では新物質の元の状態をλ(ラムダ)相、圧力で相転移した状態をβ(ベータ)相と呼んでいます。

このβ相は、加熱していくと67℃付近で吸熱のピークを迎えて再びλ相へ戻ります。

これはどちらも固体ではありますが、β相の方がλ相よりエネルギー状態が低いので、水などに置き換えるならばβ相は氷で、λ相は水のような状態とイメージすることができます。

しかし、λ相は極低温まで温度を下げても、温度変化でβ相へ戻ることがありませんでした。

これはβ相とλ相の間に、エネルギー障壁があるためです。

本来氷(β相)になるはずの水(λ相)が、温度を下げても相転移しないとなると、これは相転移によって本来放出される熱エネルギーが保持されている状態になります。

これが開放される条件は最初の圧力を掛けたときだけです。

圧力を掛けるとλ相は熱エネルギーを放出して、エネルギー状態の低い相であるβ相へ移行します。このβ相は加熱されると再びλ相に戻りますが、λ相は温度変化でβ相に戻りません。

これを繰り返すことで、この新物質は熱エネルギーを圧力が加わるまで延々と保存し続けることができるのです。
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続きはソースで

https://nazology.net/archives/64642



引用元: http://ai.2ch.sc/test/read.cgi/newsplus/1594849536/続きを読む

「事象の地平面」なんてなかった? ブラックホールに新理論、理研が発表

1: しじみ ★ 2020/07/16(木) 05:23:40.99 ID:A9wng6vb9

ブラックホールには一度入ったが最後、光さえも脱出できないほど強い重力がかかる領域の境界「事象の地平面」があるといわれている。しかし、理化学研究所はこのほど「ブラックホールは事象の地平面を持たない高密度な物体である」とする、これまでの通説とは異なる研究結果を発表した。

この理論を発表したのは、同研究所の横倉祐貴上級研究員らの共同研究チーム。従来のブラックホール理論が一般相対性理論に基づくのに対し、研究チームは一般相対性理論と量子力学に基づいて理論を組み立てた。

 従来の理論では、光も脱出できない内側の領域をブラックホール、その境界を事象の地平面といい、ブラックホールの質量によって決まる事象の地平面の半径を「シュワルツシルト半径」と呼ぶ。また、従来の理論に量子効果を加えたときに考えられる熱的な放射「ホーキング放射」によって、ブラックホールは最終的には蒸発してしまうと考えられている。

 しかしこれまでは、物質がブラックホールに落ちた後、その物質が持っていた「情報」がどうなるのかをうまく説明できていなかった。ブラックホール理論研究の第一人者だった物理学者故スティーブン・ホーキング氏は「情報は永遠に失われる」という立場を当初取っていたが、晩年には「量子理論ではエネルギーと情報はブラックホールから脱出できる」(情報は保存される)と意見を変えた。しかし、依然として情報がどこに行き、どのように戻ってくるかは分かっていない。
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 今回、横倉上級研究員らは蒸発の効果を取り入れ、物質が重力でつぶれていく過程を理論的に解析した。

 研究チームの理論では、重力でつぶれていく球状物質をたくさんの層の集まりと見なす。各層は粒子からなり、ある層の粒子を中心へ引き寄せる重力はその層より内側にある物質のエネルギーによって決まる。そのエネルギーから計算できるシュワルツシルト半径は、ホーキング放射によってエネルギーが減っていくため時間とともに小さくなる。
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 このとき、落下してきた粒子がシュワルツシルト半径の近くまでやってくると、落下と蒸発の効果が釣り合うために、蒸発が先に生じている分だけシュワルツシルト半径の内側に届かないという。

 この現象が球状物質のあらゆる所で起きるため、物質全体が収縮し、中身の詰まった高密度な物体ができる。特に一番外側の層はシュワルツシルト半径の外側にあるため、ブラックホールは「通常の星のように表面を持ち、事象の地平面を持たない高密度な物体」だと研究チームは指摘する。また、この理論解析の解には「特異点」(エネルギー密度や時空の曲がりが無限大となるブラックホールの中心)も現れなかったという。

 研究を主導した横倉上級研究員は取材に対し「本研究では解析を簡単にするため球状のブラックホールで考えたが、実際のブラックホールは回転している場合が多く、つぶれたまんじゅうのような姿になっている。しかし、自分の他の研究で得られた結果から、回転している場合にも事象の地平面はないのだと考えている」と話す。

 ただ、表面とシュワルツシルト半径の差は小さいため、外から見るとこれまで考えられてきたブラックホールと同じように見えるとしている。

 ブラックホールに落ちていった情報については「今回の研究では、ブラックホールにリンゴが落下したとしても、リンゴはブラックホールの内部構造の一部となるので、リンゴの情報の居場所が分かる。情報が内部で取りうるパターンを調べると、熱力学から導かれる結果にも一致する」(同)と説明する。ブラックホール内での情報保存の在り方が分かれば、遠い未来には大容量の情報ストレージとしてブラックホールを活用できるかもしれないという。

 「物質の情報(波動関数)の経時変化(時間発展)を詳しく調べることで、蒸発後に情報がどのように戻ってくるのかを解明できる可能性がある」として、ブラックホール内部での情報の移動について調べたいと話した。

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https://www.itmedia.co.jp/news/articles/2007/14/news046.html



引用元: http://ai.2ch.sc/test/read.cgi/newsplus/1594844620/続きを読む

【アメリカ】電子レンジで書物の「ウイルス消毒」、米図書館が警告

1: 爆笑ゴリラ ★ 2020/07/05(日) 15:42:22.08 ID:lUDw9jdG9 BE:315789202-2BP(0)

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7/5(日) 15:35
CNN.co.jp

電子レンジで書物の「ウイルス消毒」、米図書館が警告
図書館に返却された本が電子レンジで「消毒」されたような痕跡があり、図書館がこうした行為を行わないよう呼び掛けている
(CNN) 米ミシガン州グランドラピッズの図書館は利用客に対し書物を電子レンジに入れて消毒を試みるような行為は控えるようこのほど求めた。

「ケント地区図書館」で最近、電子レンジに入れて燃えたような形跡があった本の返却があったことを受けた措置。同図書館の幹部はCNNの取材に、今回の被害は新型コロナウイルスと関係があるとの考えを示した。

幹部は、書物を電子レンジに入れることの危険性を訴えたフェイスブックへの投稿で、同図書館だけでなく全米の図書館が保管する全ての本には管理などに必要な情報が盛り込んだ金属製のRFIDタグが付着され、電子レンジの中で燃える恐れがあると警告した。

書物からのウイルス駆除については米博物館・図書館サービス振興機構(IMLS)が今年、米疾病対策センター(CDC)の疫学専門家を招き、オンライン講習会を開いたことがある。

講習会の要約によると、この専門家は席上、「仮に書物にウイルスがいたとしても、非常に少なく極めて速く消滅するだろう」との見解を示していた。

また、ケント地区図書館の幹部は図書館自体も対応策を講じていることを主張。「CDCの指針に応じ利用し合う書物などを適切に消毒し、返却された後の72時間は保管し続け貸し出さないでいる」と説明した。

https://amd.c.yimg.jp/im_siggoAviWFgsIHz2IqZlnSb9tQ---x900-y506-q90-exp3h-pril/amd/20200705-35156293-cnn-000-1-view.jpg

https://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20200705-35156293-cnn-int



引用元: http://ai.2ch.sc/test/read.cgi/newsplus/1593931342/続きを読む

核融合科学研究所で新導入のスパコン「雷神」が7月1日から運用開始

1: さかい ★ 2020/07/01(水) 00:53:47.06 ID:uAnGeScs9 BE:656475691-2BP(1000)

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6/30(火) 12:12
https://news.yahoo.co.jp/articles/aaf8c060e51855fec4e501fc3afdb4e963e4f67d

 核融合科学研究所(岐阜県土岐市)は30日、新しく導入したスーパーコンピューター「プラズマシミュレータ雷神」の運用を7月1日から始めると発表した。雷神は1秒間に1京500兆回の計算ができ、核融合に必要なプラズマという現象のシミュレーションに使われる。

 同研究所の石黒静児教授は「全国の研究者と協力し、超高温プラズマの振る舞いを解明して核融合の早期実現につなげたい」と意気込みを語った。

 新型コロナウイルスの感染拡大で、製造や設置作業が遅れたため、運用開始が当初予定していた6月からずれ込んだ。雷神の愛称は、一般公募の中から秋田県の男性の案が採用された。

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引用元: http://ai.2ch.sc/test/read.cgi/newsplus/1593532427/続きを読む

太陽圏は球形ではなく彗星のような形か、ボイジャーの探査結果から

1: しじみ ★ 2020/06/16(火) 12:27:32.80 ID:CAP_USER

1977年に打ち上げられたNASAの無人探査機「ボイジャー1号」と「同2号」は、どちらも「太陽圏(Heliosphere:ヘリオスフィア)」を離脱して星間空間に到達したとみられています。この太陽圏の形が3年前に発表された研究において指摘されたような球形ではなく、以前から考えられてきたように彗星のような形をしていたとする研究成果が発表されています。
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■NASAの観測衛星IBEXによる11年分以上の観測データから分析

太陽圏は太陽風と星間物質が混ざり合う境界面である「ヘリオポーズ(Heliopause)」から内側の領域を指す言葉です。太陽風が星間物質と衝突して速度が落ち始める部分は「終端衝撃波面(Termination Shock、末端衝撃波面とも)」、ヘリオポーズと終端衝撃波面に挟まれた厚みのある部分は「ヘリオシース(Heliosheath)」と呼ばれています。太陽および地球をはじめとした太陽系の惑星は、太陽風が支える終端衝撃波面に包まれた泡のような空間に位置しています。
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太陽圏(Heliosphere)の模式図。青が終端衝撃波面(Termination Shock)、水色の縁がヘリオポーズ(Heliopause)、その間にある領域がヘリオシース(Heliosheath)。ヘリオテイル(Heliotail)はこの画像では左に向かって伸びているとみられる(Credit: NASA/JPL-Caltech)

David McComas氏(プリンストン大学)らの研究グループは、McComas氏が主任研究員を務めるNASAの太陽圏観測衛星「IBEX(Interstellar Boundary Explorer)」による観測データを分析した結果、太陽圏は彗星のような尾(Heliotail:ヘリオテイル)が長く伸びた構造であることが示されたとしています。

2008年10月に打ち上げられたIBEXは、太陽風と星間物質が衝突することで生じるエネルギー中性原子(ENA)の分布を調べることで、太陽圏の境界を描き出すことを目的の一つとしています。IBEXの運用期間は当初2年間とされていましたが、実際にはその予定を大きく越えて、第24太陽活動周期のほぼ全体をカバーするに至っています。

研究グループによると、2014年に観測された太陽風の圧力上昇にともなって生じたとみられる高エネルギーの中性原子が2016年からIBEXで検出されるようになったものの、その分布には偏りがあり、星間物質の流れの風上方向からは多く検出されたいっぽうで、風下方向からは検出されなかったといいます。

研究グループは、高エネルギー中性原子の分布に偏りが生じた理由として、太陽圏が星間物質の流れの風下側に向かって長く伸びていることで生じた時差の可能性に言及。太陽圏境界の風上側は太陽風の変化による影響がすぐに現れたものの、風下側は太陽から離れているため、太陽風の変化が及んだりエネルギー中性原子が飛来したりするまでに時間がかかるのではないかと考えています。

なお、太陽圏の形については、土星探査機「カッシーニ」、ボイジャー、IBEXによる観測データをもとに、球形に近い形状をしているのではないかとする研究成果が2017年に発表されています。もしも太陽圏が球形であればエネルギー中性原子の分布もあまり偏らないはずですが、その後のIBEXによる観測データは分布が偏っていることを示しており、以前から想定されてきた彗星のような形を示唆する結果となっています。
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https://sorae.info/astronomy/20200615-heliosphere.html


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