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世界最高速カメラで「光のカオス現象」の撮影を可能に

1: すらいむ ★ 2021/01/19(火) 11:10:43.91 ID:CAP_USER

世界最高速カメラで「光のカオス現象」の撮影を可能にした研究

 台風の進路から、噴水のしぶきまで、世界は正確に予測することが難しいカオスに支配されています。

 しかし、カオス理論は実験で確認することが非常に難しく、この分野の研究は若干下火になりつつありました。

 1月13日にオンラインジャーナル『Science Advances』で発表された新しい研究は、毎秒10億フレームを記録できる超高速カメラを使ってレーザー光の光の反射を観察することで、実験によってカオスシステムが研究できる新しいツールを開発したと報告しています。

 光の反射はかなり正確に予測可能な現象に思えますが、そこにも予測不可能なカオス現象がついてまわるようです。

(以下略、続きはソースでご確認下さい)

ナゾロジー 2021/1/18(月) 17:00
https://nazology.net/archives/79879



引用元: http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1611022243/続きを読む

ブラックホールから脱出しようとした光は、まるでブーメランのように引き戻される

1: ライスシャワー ★ 2020/04/13(月) 02:12:18.59 ID:6J6cvcOI9

ブラックホールは光さえ吸い込む強力な重力源ですが、その周辺で見せる複雑な光の挙動が明らかになりました。

過去の観測データの洗い直したところ、ブラックホールから脱出しようとした光が、まるでブーメランのように引き戻されている痕跡が得られたのです。

この特殊な光の挙動によって、ブラックホールの降着円盤は自らの発光で自らを照らしているというとんでもない状態であることもわかりました。

この研究は、米国カリフォルニア工科大学の研究者Riley M. T. Connors氏を筆頭とした研究チームより発表されており、論文は3月27日付けで天文学を扱う査読付き科学雑誌『The Astrophysical Journal』に掲載されています。

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ブラックホールの周りの光

今回の研究は、2012年に運用が終了したロッシX線タイミングエクスプローラー(RXTE)衛星のアーカイブを組み合わせて行われました。

過去の観測データを、現代の技術で改めて洗い直し新しい発見をするというのは、最近の天文学ではよく報告される事例です。

観測されていたのはブラックホール連星「XTE J1550-564」です。これは太陽質量の10倍程度という恒星質量のブラックホールで、伴星の物質を吸い込んで明るく輝く降着円盤を作り出しています。

円盤の上下に吹き出すジェットも確認でき、マイクロクエーサーという呼び方もされています。

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X線観測データを確認した結果、ここではブラックホールの非常に近くから出ている光を観察できたが、それはブーメランのようにブラックホールに引き戻された痕跡があったというのです。

こうしたブラックホール周辺の光の挙動は、1970年代には予想されていたものですが、観測で確認されたのは初めてのことです。

重力に吸われる光

光は質量を持たず、直進しかしないという性質があります。なのに重力源のブラックホールに吸い込まれるというのは一見奇妙なことのように思えます。

しかし、重力とは単純に質量のあるものを吸い寄せる力ではなく、空間の歪みであることが一般相対性理論によって説明されています。

空間を2次元平面のゴムシートと考えた場合の重力源周辺の歪み
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ブラックホールのような強い重力源の周りでは、ゴムシートにボーリングの玉でも乗せたようにぐにゃりと空間が歪みます。

ここに勢いに載った光が飛び込むと、光はぐるぐるコイン募金箱に投げ込まれたコインの様に、歪んだ空間に合わせて軌道を曲げてぐるぐると周回するような挙動を取ってしまうのです。

ぐるぐるコイン募金箱。歪んだ場所では平たいコインも円を描くように転がる
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こうした原理で、光もブラックホールの周辺では歪んだ空間に捕らわれてブラックホールの中心へ引き込まれてしまうのです。

実際のブラックホールは高速で自転していると考えられ、挙動はこのぐるぐるコインよりもっと複雑です。

研究者の予想では、そこでは光が曲げられるだけではなくねじるような挙動も取っていると言います。

ブラックホールの周りでは高熱の降着円盤が発光していますが、その光はブラックホールから脱出しようとして、ブーメランのように引き戻されていることもX線観測から確認されました。

この光は引き戻された後、降着円盤の物質に反射して再度飛び出してくると言います。

つまり、ブラックホール周辺では、自分が輝いて放った光で別の部分が照らされているという奇妙な状況が起こっているのです。

この直接輝いて抜け出した光と、引き戻された後反射した光を分離すれば、ブラックホール周辺の状況をもっと詳しく知ることができると言います。

現在は確認が困難なブラックホールの自転速度なども、ここから計算できるかもしれないのです。

それにしても、自分で光って自分を照らすとは、アニメに登場する目立ちたがりキャラでもそこまではできないしょう。さすが謎多きブラックホール…といったところでしょうか。

https://nazology.net/archives/56354



引用元: http://tekito.2ch.sc/test/read.cgi/newsplus/1586711538/続きを読む

光で発毛させる夢のデバイスが完成!安心の特許取得済み。髪と肌が若返る

1: 猪木いっぱい ★ 2020/01/09(木) 05:31:19.89 ID:JauOybKc9

髪を再生する最初のオールLED医療機器。
化学物質はありません。ただ光だけです。

REVIAN Inc.(以前のPhotonMD Inc.)は、光で髪と肌を若返らせるための身体の自然なプロセスを刺激することに専念する医療技術会社で、米国特許商標庁(USPTO)が米国特許番号10,265,258を発行したことを発表します。
-体内の生体組織を再生するための光の独自の色の組み合わせの使用に関する独創的な特許。

「これは、光の治療的使用に対する画期的なアプローチです」と、共同開発者であり、レビアン社のエグゼクティブチェアマンであるNathan Stasko博士は述べています。

この発行された特許のクレームは、特定の波長のLED光を使用して、体の細胞の一酸化窒素の生成を刺激し、体の自然な一酸化窒素の蓄積を解放することを対象としています。一酸化窒素は、人体のほぼすべての臓器の適切な機能に関与しているため、生物学的機能の著しく多様な範囲を持ち、その低下は老化の多くの変性疾患に関連しています。

「一酸化窒素の生成と放出のための体内のメカニズムを刺激することにより、医薬品開発の課題なしに、体内の一酸化窒素の治療効果を実現することができます」とスタスコ博士は続けました。

「光を使用して、体が自然に治癒および再生する自然の能力を解き放つことができます」とゲリー・ネグレーは述べました。「この技術では、独自の単色LEDの組み合わせを使用して、まさにそれを行っています。」

医療用LEDシステムは、半導体材料の数十年にわたる革新により、生体組織の直接的な関与をもたらす正確で狭い帯域で光を届ける能力を今や生み出しているために可能です。レーザーの出力以上の出力レベルを備えた高効率LEDにより、耐久性、小型化、軽量化、さらに快適で使いやすいデバイスを実現できます。

REVIAN REDは、LED技術と一酸化窒素医学研究を組み合わせることで可能になった治療の進歩を採用した最初の製品です。この高度な医療機器は、脱毛を止め、新しい髪を成長させることが臨床的に証明されており、男性型脱毛症に苦しむ男性と女性に潜在的に人生を変える治療を提供します。

「当社の特許取得済みのデュアルバンドテクノロジーは、米国の男性性脱毛症に悩む推定5,000万人の男性と3,000万人の女性に新たな希望を与えることができます」と、レビアン社長ブライアンジョンソンは述べています。 2番目の波長を追加し、LEDを使用して、快適で効果的、安全、便利になるようにゼロから設計されたまったく新しい患者体験を提供すると、数百万人の患者にとって最も技術的に進んだREVIAN REDが手に入ります。

REVIAN REDについて

REVIAN REDシステムは、LEDライトを使用して男性と女性に脱毛治療を提供するモバイル「スマート」アプリによって制御される、FDA認可のワイヤレスウェアラブルキャップです。特許取得済みのデュアルバンドLEDテクノロジーは、低レベルレーザー療法(LLLT)で使用される赤色レーザーよりも頭皮を広くカバーし、皮膚への浸透を改善します。LED光の2つの波長は、頭皮の治癒を促進および促進し、体の成長と保持に関連する細胞の再生を可能にします。

使用の適応:REVIAN REDシステムは、男性型脱毛症の治療および脱毛のIIa?Vパターンのノーウッド・ハミルトン分類を持つ男性の発毛促進、およびルートヴィヒ病を持つ女性の男性型脱毛症の治療と発毛促進を目的としています。サビンスケールI-1からI-4、II-1、II-2、または脱毛の前頭パターン。両方ともフィッツパトリックスキンタイプI~IVを使用しています。

google翻訳一部割愛
https://finance.yahoo.com/news/revian-inc-announces-issuance-landmark-140000238.html
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「宇宙より古い星」の発見から始まる宇宙のミステリーとは?

1: しじみ ★ 2019/10/18(金) 04:15:17.83 ID:gSmpzdxv9

宇宙の起源については諸説ありますが、2019年現在では138億年前に発生したビッグバンにより宇宙が誕生し、その際の激しい爆発から生じた物質で星々が形作られたというのが定説となっています。しかし、地球から約200光年離れた場所にある恒星HD 140283、通称メトシェラの推定年齢はなんと140億年以上で、宇宙が138億年前に始まったという説と矛盾しています。宇宙と天文学を専門とするニュースサイトSpace.comが、「宇宙より古い星が存在する」という矛盾と宇宙の謎に挑む天文学者たちに迫りました。

How Can a Star Be Older Than the Universe? | Space
https://www.space.com/how-can-a-star-be-older-than-the-universe.html

メトシェラとは旧約聖書の創世記に登場する人物で、969歳まで生きたとの伝説が残されています。そんなメトシェラにちなんだ呼び名を持つHD 140283は、既知の天体としては最古の星で、発見当初は推定年齢160億年と見積もられました。当然、宇宙より古い星が存在するというのは矛盾しているため、多くの天文学者がHD 140283の年齢の再測定を行いました。ペンシルベニア州立大学の天文学者ハワード・ボンド氏もその1人です。

ボンド氏と共同研究者らはまず、ハッブル宇宙望遠鏡が2003年から2011年の間に観測した11セットのデータを詳細に検証し、地球とHD 140283の距離を確認しました。というのも、星の年齢は主に光のスペクトル分析により星を構成している物質の組成を調べて算出されるため、地球と対象との距離が誤っていれば分析にも影響が出るからです。

ボンド氏らはさらに、HD 140283を構成している物質の組成も見直しました。その結果、当初の予想よりもHD 140283の酸素の量が多いことが判明。これを踏まえてHD 140283の年齢を算出してみたところ、HD 140283の年齢を約15億年も短縮することに成功。ボンド氏らはHD 140283の年齢を144億6000万年と見積もりました。しかし、144億6000万年だとしても、宇宙の年齢である138億年よりも古いことには変わりありません。

その後、ボンド氏は追跡調査を重ねてHD 140283の年齢を142億7000万年まで短縮させました。それでもまだ宇宙の年齢である138億年よりも古いという結果となっていますが、酸素量の不確定さに起因する誤差が7億年から8億年程度という結果も出たことから、誤差の範囲内であれば宇宙の年齢よりわずかに若いとみなすこともできます。

このことからボンド氏は、「推測の不確定性を考慮すれば、宇宙の年齢と矛盾のないHD 140283の年齢が導き出されたといえるでしょう」と結論しました。

宇宙最古の星の謎が一応の解決をみた一方で、新たな謎も浮上しています。というのも、最新の研究により138億年という宇宙の年齢自体が誤りである可能性が浮上したためです。そもそも、138億年という宇宙の年齢は、ハッブル定数で示される宇宙の膨張率から算出されており、具体的には「1メガパーセク(約326万光年)当たり毎秒67.74kmずつ膨張している」とされています。

しかし、テキサス大学の物理学教授である小松英一郎氏らの研究チームは2019年に、「重力レンズを用いた高精度な宇宙観測の結果から、ハッブル定数は82.4だと判明した」との論文を発表。「1メガパーセク当たり毎秒82.4kmで宇宙が膨張している」とすると、宇宙の年齢は138億年より24億年も若い114億年と、大幅に短縮されることになります。

もし、宇宙の年齢が114億年だった場合、HD 140283の推定年齢である142億7000万年よりはるかに若いため、「宇宙より古い星が存在する」という問題は未解決になってしまいます。この問題について、アストン大学の物理学者ロバート・マシューズ氏は、「科学の歴史を振り返ると、2つの矛盾する説が示された場合、真実は両方のミックスであることが多いです」と話しています。

マシューズ氏はさらに、「宇宙を膨張させる原動力だとされているダークエネルギーの強さなど、まだ未解明の謎が研究結果に数十億年もの誤差を与えているのではないでしょうか」と述べて、宇宙の謎を解くにはさらなる宇宙論の進展が必要になるとの見方を示しました。
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https://gigazine.net/news/20191017-star-older-than-universe/



引用元: http://ai.2ch.sc/test/read.cgi/newsplus/1571339717/続きを読む

光学の多重反射概念を覆す光の対称性を発見 東北大

1: しじみ ★ 2018/02/26(月) 05:39:48.38 ID:CAP_USER

東北大学(東北大)は、ランダムに並べた構造の中にも隠れた対称性があり、
同じ透過確率を与えることを見出したと発表した。
これは従来の光学の多重反射の概念では説明できない結果となる。

同成果は、米国ライス大学のHaihao Liu氏(研究当時:東北大学理学部に短期留学)、
東北大学 大学院理学研究科 物理学専攻 博士課程後期のM Shoufie Ukhtary氏、
齋藤理一郎 教授によるもの。詳細は、「Journal of Physics: Condensed Matter」に掲載された。

Haihao氏らは今回、AとBの2種類の誘電体多層膜(膜厚が波長の1/4)の電磁波の透過確率を計算した。
通常、多層膜がN層ある場合には可能な多層膜の構造は2のN乗通りあることとなり、
電磁波は、異なる膜の境界面では反射(多重反射)が起こるので、
透過確率も2のN乗通りであることが考えられる。
しかし、計算結果では透過確率の値は、わずか(N/2+1)通り(Nが偶数の場合。奇数の場合は、N+1通り)しかなかった。

例えば、N=20 だと、多層膜の構造は220=100万通りあるはずだが、計算で得られる透過確率はわずか11通りしかない。
これは、多層膜の中に、同じ透過確率を与えるような、隠れた対称性があることを示している。

Haihao氏らはさらに、この対称性を見つけ、さらに構成する多層膜に対して整数パラメータを定義し、
整数パラメータを用いた透過確率の公式を導出した。

研究チームは同成果に関して、「この結果は、試行錯誤によって発見したものだが、
複雑な多重反射が、1つの整数で記述できるということを示しており、従来の光学の概念にない、
驚くべき結果だ」とコメントしている。

なお、同成果を記した論文は、
「Journal of Physics: Condensed Matter」に2017年に発表された論文の中で、
卓越した論文として選ばれる、「2017 JPCM spotlight論文」として選出された。

図:ランダムにN枚並べたAとBの2種類の誘電体多層膜への電磁波の入射、透過、反射の概念図。
iは膜のラベル、Liは膜の種類(AかB)、Iは入射する電磁波、Tは透過確率、Rは反射確率を示す。
2のN乗通りのすべての構造を計算すると、透過確率が取り得る値の種類は(N/2+1)通りしかなかった (出所:東北大学Webサイト)
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マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/article/20180223-588560/


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高いルミノシティを誇る筑波研究学園都市の加速器「SuperKEKB」 春から実験開始へ

1: 虫くん ★ 2018/02/08(木) 22:50:21.39 ID:CAP_USER

宇宙誕生の謎を紐解くSuperKEKB加速器が、この春、いよいよ実験開始


- SuperKEKB加速器とは? 現代物理学の知識を更新する -
高エネルギー加速器研究機構(KEK)が開発を進めてきた粒子加速器「SuperKEKB(スーパーケックビー)」が4月から実験を開始する予定だ。

東京霞が関の文部科学省エントランスでは、加速器の一部や測定器の模型が展示された。
さらに、関連イベントの一貫として「SuperKEKBが何をもたらすのか」
狙いと可能性を研究者自らが語るイベントが行われた。

登壇は、山内正則機構長。
加速器研究施設・赤井和憲教授(講演タイトル「未踏のルミノシティを切り開くSuperKEKB加速器」)、素粒子原子核研究所・谷口七重助教(講演タイトル「Belle?実験で期待される発見」)。

物理学というと、多くの人は高校時代で学びが止まっているのではないか。
著者もその一人で、嫌いなほうではなかったものの専門に学ぶほどではなかったので、基本的に古典力学の世界で止まっていた。
しかしながら、当然、物理学の世界の進化は日進月歩で進んでいるわけで、現代物理学の最先端、その一端にでも触れるべく、話を聞いてきた。

◎宇宙誕生の謎を解く
そもそも加速器とは何かというところからになるのだが、電子や分子などの「粒子」を加速する装置のことだ。

加速器は、加速することで高エネルギー状態を作り出す。
すると粒子の運動は活発化し、衝突が起こる。
この状態はいわゆるビッグバン(≒宇宙が誕生した状態)に近いとされている。
1930年に米のローレンスが発明し、その後1950年以降、加速器によって新しい粒子が発見されるようになる。

たとえば、衝突型加速器の場合は、
大量の陽子と電子をそれぞれリング状のビームパイプ中に蓄積し、回転により光の速さまで加速し交差点で衝突させる。衝突の様子を測定することで、新しい粒子や標準理論を超えた新しい物理法則を発見しようというもの。

それには宇宙の謎、宇宙の誕生を紐解こうという大きなテーマも含まれている。
宇宙の物質のうち、私たちが知っているのは5%程度という。
つまり、95%はわかっていない暗黒物質(ダークマター)なのだ。その謎に解明に必須なのが加速器といえる。

ちなみに、加速器はこうした物理学の研究(宇宙の謎を解くため)だけでなく、医療(加速器BNCTシステム)や工業用にも活用されている。

◎KEKB加速器からSuperKEKB加速器への改良
SuperKEKB加速器の前身となるKEKB加速器は1999年に実験開始している。
なお、このKEKB加速器のほかにも、米のフェルミ国立加速器研究所、CERNなどいくつか存在する。

つづきはwebで
http://news.livedoor.com/lite/article_detail/14257835/


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現代の世界情勢を理解するために最低限の世界史の知識は必須!