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理化学研究所

「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

【コロナvsスパコン】理研、新スパコン「富岳」でコロナ治療薬探し 「京」の後継機

1: ごまカンパチ ★ 2020/04/07(火) 22:38:00.28 ID:EatVUf+j9

https://www.asahi.com/articles/ASN475R1NN47PLBJ005.html
 理化学研究所(神戸市)は7日、高い計算能力があるスーパーコンピューター「富岳(ふがく)」を使ったシミュレーションで、新型コロナウイルスの
治療薬候補探しを行うと発表した。
富岳は計算速度で一時、世界一になったスパコン「京(けい)」の後継機で2021年度の本格運用に向けて開発、整備中だが、対策に活用する。

理研によれば、今回の研究の対象は治療薬や、流行時の人の行動について調べることだ。
新型コロナウイルスが持つたんぱく質について、分子レベルの動きをシミュレーションし、薬物が作用する対象となるたんぱく質に効果がある治療薬の候補を探す。
複数の薬物のたんぱく質への作用も同時に調べられるという。

現在、すでにある別の病気の治療薬について、新型コロナウイルスへの効果を確認する臨床試験が進められているが、症例数が少なく、
試験されている薬剤も数種類にとどまっている。富岳のシミュレーションでは、一気に多数の治療薬候補を探し出すことが期待される。

また、新しい薬の開発に役立て…

※無料部分ここまで



引用元: http://ai.2ch.sc/test/read.cgi/newsplus/1586266680/続きを読む

110歳のスーパー長寿「血液中に珍しいキラーT細胞が多い」秘密があった!理研・慶応大

1: しじみ ◆fbtBqopam767 しじみ ★ 2020/01/01(水) 08:12:45.55 ID:ShPTT3vf9

日本をはじめ、先進国の多くで急速に少子高齢化が進むなか、年齢を重ねても、健康で自立した生活を過ごせるかどうかが課題になっている。こうしたなか、理化学研究所と慶応大学医学部の共同グループは、110歳に達したスーパーご長寿の血液には、ヒトの血液にはあまり存在しないはずの免疫細胞を多く含んでいる事実をつきとめた!

■スーパーセンチナリアンとは…

 一般的に、老化に伴って免疫力が低下すると、がんや感染症などのリスクが飛躍的に高まるが、110歳に到達した「スーパーセンチナリアン」と呼ばれる人たちは、これらの致命的な病気を避けて長生きしていることから、高齢になっても免疫システムが良好な状態を保っているとかんがえられる。

 理研・生命医科学研究センターと慶応大百寿総合研究センターの共同グループは、110歳のお年寄り7人と、50〜80歳の5人の血液を採取して、免疫細胞を抽出し、ひとつひとつの細胞のDNA配列を解析した。
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■血液中に珍しいキラーT細胞が多い

 全部で6万個近い細胞を調べた結果、スーパーセンチナリアンでは、50〜80歳と比べて、免疫細胞の構成が大きく異なり、「キラーT細胞」の割合が多いことが判明した。

 キラーT細胞は、ほかの免疫細胞を助ける「CD4ヘルパーT細胞」と、がん細胞などを殺す「CD8キラーT細胞」の2種類に分類されるが、110歳の血液中には、通常の「CD8キラーT細胞」だけでなく、ヒトの血液にはあまり存在しないはずの「CD4キラーT細胞」も含まれていることがわかった。
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■クローン増殖するキラーT細胞

そこで20代から70代の血液データと比較したところ、こういった特徴を持つキラーT細胞は非常に珍しいことが確認された。


 次に、110歳の7人のうち2人を選んで、キラーT細胞のメカニズムを解析すると、多くのCD4キラーT細胞が同一構造であることが判明した。これは、CD4キラー細胞が特定の物質(抗原)に対してクローン増殖した可能性を示しているが、何に対して反応したのかについては、解明できていないという。

 研究グループは「CD4キラーT細胞は、通常少量しか存在しないため、免疫システムでどんな役割を果たしているかはわからない」としたうえで、マウスの実験では、メラノーマ(ほくろのがん)を排除したという結果が報告されていることから、今後、その役割が明らかになることが期待されている。

 なおこの研究成果は米科学誌『Proceedings of the National Academy of Sciences(PNAS)』に掲載された。
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ハザードラボ
https://www.hazardlab.jp/know/topics/detail/3/2/32553.html



引用元: http://ai.2ch.sc/test/read.cgi/newsplus/1577833965/続きを読む

後継「富岳」へ、スパコン「京」引退 多様な分野で成果

1: 朝一から閉店までφ ★ 2019/08/31(土) 21:42:52.83 ID:CAP_USER

2019/8/30 21:40神戸新聞NEXT

 神戸・ポートアイランドのスーパーコンピューター「京」の電源が30日、落とされた。一時は計算速度世界一を誇った“日の丸スパコン”は、2012年の本格稼働から7年間に延べ約1万人が利用し、さまざまな分野で成果を上げた。9月に解体が始まり、京の最大100倍の性能を目指す後継機「富岳」(21年稼働予定)が同じ場所に設置される。(霍見真一郎)

 京は、全国のライバル都市を抑えて神戸への誘致に成功。09年に旧民主党による事業仕分けで計画が凍結しかかったり、東日本大震災で部品工場が被災したりしたが、厳しい局面を乗り越えて11年にシステムの一部稼働にこぎ着けた。

 同年11月には世界で初めて毎秒1京回(京は兆の1万倍)の計算速度を達成し、世界ランキング1位を2期連続で獲得。現在は世界20位、国内3位だが、ビッグデータの処理能力を示す別の世界ランキングでは、15年から今年6月まで9期連続で1位となるなど、スパコン界では長く突出した存在感を放っていた。

 京の利用者支援をしている高度情報科学技術研究機構神戸センターによると、運用を終了した今月16日までに、延べ1万1095人が利用。大学などの研究者だけでなく、企業関係者も2869人(25・9%)含まれる。京を使った研究の論文も1240本発表され、医療や防災、ものづくりなど多様な分野で世界水準の研究成果が生まれた。

 この日、京がある理化学研究所計算科学研究センターで開かれた式典には、開発担当者や理研の研究者ら約180人が参加した。代表者4人が順に電源を切るスイッチをひねり、最後は理研の松本紘理事長。照明が段階的に消える演出もあり、京の動く音が止まると参加者から拍手が起きた。松岡聡センター長は「京とはお別れだが、さまざまな科学的成果は永遠に残る。京、ありがとうございました」とあいさつした。

 理研によると、後継機「富岳」の完成までは、全国のほかのスパコンネットワークで機能を代替する。

https://www.kobe-np.co.jp/news/sougou/201908/0012655449.shtml



引用元:http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1567255372/
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「2位じゃダメ」のスパコン京、見納め 6年超す長寿で今日運用停止

1: 一般国民 ★ 2019/08/08(木) 05:07:40.68 ID:CAP_USER

「2位じゃダメ」のスパコン京、見納め 6年超す長寿で
https://www.asahi.com/articles/ASM826QL9M82PLBJ00F.html
2019/8/5 11時16分
朝日新聞デジタル,田中誠士

【科学(学問)ニュース+、無条件公開記事のみ】

(写真)16日の運用終了を前に、見学者でにぎわうスーパーコンピューター「京」。研究者の情熱を示す赤色のパネルには書道家・武田双雲さんが書いた「京」の文字が記されている=神戸市中央区の理化学研究所計算科学研究センター
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(写真)16日の運用終了を前に、見学者でにぎわうスーパーコンピューター「京」=神戸市中央区の理化学研究所計算科学研究センター
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(写真)スーパーコンピューター「京」の見学者に渡されるエコバッグ。「ありがとう 京」の文字がプリントされている=神戸市中央区の理化学研究所計算科学研究センター
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 2011年に計算速度世界一になった理化学研究所のスーパーコンピューター「京(けい)」(神戸市)の運用が、16日に終了する。民主党政権の事業仕分けの大波に翻弄(ほんろう)されながらも世界一となり、数々の研究に用いられた。その最後の姿を見ようと、夏休みになって昨年の1・5倍以上の見学申し込みがあり、多くの中高生が訪れている。

 世界最速を目指した京の開発には1120億円が投じられた。開発中だった09年には、事業仕分けで蓮舫参院議員が「世界一になる理由はなにがあるんでしょうか。2位じゃダメなんでしょうか」と担当者を詰問し、話題になった。

 本格運用前の11年には世界1位を獲得。年に2回発表されるビッグデータの解析性能を競う世界ランキングでは15年から9回連続で1位となった。地球温暖化による台風の規模拡大の試算やゲリラ豪雨の予測システムなど、数々の研究に用いられた。車や薬の開発にも活用された。

 だが、運用が8年に及び故障率が上がってきた。理化学研究所計算科学研究センターの庄司文由(ふみよし)・運用技術部門長は「この規模のスパコンが6年を超えて運用されている例は、世界的に見てほとんどない」と話す。

 理研によると、12年の運用開…

残り:272文字/全文:775文字

朝日新聞デジタル
https://www.asahi.com/



引用元:http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1565208460/
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切断しても元どおりになるゴムの新素材を理研などが開発

1: しじみ ★ 2019/02/08(金) 00:03:01.83 ID:CAP_USER

■動画
新しいポリマーの空気中での切断と自己修復 https://youtu.be/sm4K_fm-GHA



傷つけたり、切断したりしても元に戻るゴムの新素材を、理化学研究所などのグループが開発しました。さまざまな環境下で使えるということで、自動車のタイヤや保護材、人工臓器からロケットまで幅広い分野で活用が期待できるということです。

このゴムの新素材は、理化学研究所の侯召民グループディレクターなどのグループが開発しました。

完全に切断しても切断面を軽く合わせるだけで数分後には元どおりにつながり、傷もほぼ消えるということです。
このゴム素材で袋をつくると、穴があいても自然に塞がると言うことです。

元に戻る仕組みは、「分子間相互作用」という分子と分子が互いに引き合う物理現象を利用しています。

グループでは、特殊な触媒を使ってねらいどおりに引き合う作用をみせる分子の合成に成功、切断面の分子と分子を近づけると再びつながる素材を実現しました。

これまでにも、こうした機能をもったゴム素材はありましたが、光や熱など外からエネルギーを加えるといった条件が求められ、普及の壁になっていました。

今回の素材は、外からエネルギーを加える必要がないほか、水中や宇宙空間などさまざまな環境でも使えることが特徴の1つということです。

開発にあたった侯グループディレクターは「高温、低温でも機能するほか、水中や真空でも使えるなど、いろいろな環境下で自己修復できる材料を開発できた。タイヤのほか、自動車や建物の保護材、塗料、ロケットのシール材、人工臓器など幅広い分野での活用が期待できる」と話しています。

損傷があっても元に戻る素材は「自己修復材料」などと呼ばれ、ゴムのほかにも、ガラスやコンクリート、金属などさまざまな素材で開発が進んでいてます。

■関連リンク
新しい機能性ポリマーの開発に成功 | 理化学研究所
http://www.riken.jp/pr/press/2019/20190207_2

NHKニュース
https://www3.nhk.or.jp/news/html/20190207/k10011807511000.html



引用元:http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1549551781/続きを読む

「レム睡眠」二つの必須遺伝子を特定 理化学研究所など

1: 孤高の旅人 ★ 2018/08/29(水) 03:39:17.21 ID:CAP_USER9

理化学研究所など 「レム睡眠」二つの必須遺伝子を特定
毎日新聞2018年8月29日 00時00分(最終更新 8月29日 00時00分)
https://mainichi.jp/articles/20180829/k00/00m/040/192000c

 体は寝ていて脳は起きている状態の「レム睡眠」を引き起こすのに必須の二つの遺伝子を特定したと、理化学研究所などの国際共同研究チームが28日付の米科学誌セル・リポーツで発表した。この遺伝子を二つとも壊したマウスでは、レム睡眠がなくなったという。レム睡眠なしの個体はこれまでに作製されたことがなく、今後、睡眠の仕組みの解明に役立ちそうだ。

 哺乳類や鳥類は眠っている間、深い眠りのノンレム睡眠と浅い眠りのレム睡眠を繰り返している。人のレム睡眠は睡眠全体の2割ほどで、夢を見やすく、記憶の定着にも重要とされるが、詳細な仕組みは不明だった。
 上田泰己(ひろき)・理研チームリーダー(薬理学)らは、レム睡眠を制御すると考えられている神経伝達物質「アセチルコリン」に着目。この物質を脳細胞で受け取るための遺伝子のうち15個を一つ一つ壊し、マウスの睡眠を調べたところ、「Chrm1」遺伝子を壊したマウスは両方の睡眠が減り、「Chrm3」遺伝子を壊したマウスはノンレム睡眠のみが大きく減ったうえ、レム睡眠も1回の持続時間が短くなった。さらに両遺伝子を同時に壊すと、普通は1日あたり約70分あるレム睡眠が検出できなった。
 レム睡眠ゼロのマウスは体の発育がやや遅いが活動的で、予備的な実験では強い記憶障害もみられるという。上田さんは「レム睡眠がゼロになったのは予想外の結果で驚いている。今後、レム睡眠の意義や分子レベルでの解明につなげたい」と話す。【須田桃子】

関連
「夢見ないマウス」遺伝子操作で作製 レム睡眠ほぼゼロ
https://www.asahi.com/articles/ASL8S5W0ZL8SULBJ00H.html


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(理系英語論文の構文を学ぶなら、同じ分野のきちんとした英語論文の文章を参考にするのが一番良いとは思いますが、日本語思考と英語記述との橋渡しになりました。)



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