サイエンスニュースまとめは、 生まれたばかりのブログです。 応援して下さいね☆ お友達にもここを教えてあげて下さいね。

※取り上げて欲しいニュースやテーマを募集しています!コメント欄に書き込んで下さいね!!!

量子力学

量子重力には対称性はない ― 大栗機構長らが証明

1: 一般国民 ★ 2019/06/21(金) 07:16:10.91 ID:CAP_USER

量子重力には対称性はない ― 大栗機構長らが証明
https://www.ipmu.jp/ja/20190619-symmetry
2019年6月19日
東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構(Kavli IPMU)

 画像:図1. 「量子重力理論は対称性を持たない」ことを背理法で証明する図。
    もし対称性があるとすると、それは図の灰色で塗られた部分にしか作用せず、中心の黒い点のまわりの状態には変化を起こさない。
    円周を細かく分けていくと、灰色の部分をいくらでも小さくできるので、対称性には、どこにも作用しないことになる。
    これは矛盾である。(Credit:Harlow and Ooguri)
 no title


 1. 発表概要
 東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構(Kavli IPMU) の大栗博司 (おおぐりひろし) 機構長は、マサチューセッツ工科大学物理学教室の Daniel Harlow 助教と共同で、重力と量子力学を統一する理論では、素粒子論の重要な原理であった対称性がすべて破れてしまうことを、ホログラフィー原理を用いて証明しました。この証明にあたっては、量子コンピューターで失われた情報を回復する鍵とされる「量子誤り訂正符号」とホログラフィー原理との間に近年発見された関係性を用いるという新たな手法が用いられました。本研究成果は、素粒子の究極の統一理論の構築に大きく貢献するものであるとともに、近年注目される量子コンピューターの発展にも寄与すると期待され、アメリカ物理学会の発行するフィジカル・レビュー・レター誌 (Physical Review Letters) に2019年5月17日付で掲載され、成果の重要性から注目論文(Editors’ Suggestion)に選ばれました。


 2. 発表内容
 宇宙が始まった当初、「電磁気力」「強い力」「弱い力」「重力」の4つの力が全て統一されていたと考えられています。ミクロの世界を記述する量子力学を基礎とした理論を用いて、「電磁気力」「強い力」「弱い力」の3つの力については統一的に説明できますが、重力を含めた4つの力も含め統一的に説明する理論については未だ研究途上の重要な課題であり、様々な面から研究がなされています。

 例えば、物理学にとって重要な「対称性」の概念について、量子力学で成り立っている「対称性」が重力を組み合わせてしまうことで成り立たなくなることが、以前より指摘されていました。しかしながら、この指摘について厳密な証明はされておらず、推測の域を出ていませんでした。

 今回、Kavli IPMU の大栗博司 (おおぐりひろし) 機構長は、マサチューセッツ工科大学物理学教室の Daniel Harlow 助教と共同で、重力と量子力学を統一する理論では、対称性がすべて破れてしまうことを、ホログラフィー原理を用いて証明しました。ホログラフィー原理とは、量子力学の記述するミクロな世界での重力の振る舞いを、重力を含まない量子力学の問題として説明することを可能とする理論です。中でも、1997年にプリンストン高等研究所のファン・マルダセナ (Juan Maldacena) 氏が発表した AdS/CFT 対応はホログラフィー原理を数学的に厳密に定義した代表的なものとして知られています。

 大栗機構長らは、今回の証明にあたって、この AdS/CFT 対応と「量子誤り訂正符号」との間に近年発見された関係性を用いるという新たな手法を用いました。「量子誤り訂正符号」とは、量子コンピューターで失われた情報を回復する鍵とされるものです。加えて、今回の証明により、陽子崩壊の示唆やモノポールの存在が予測されました。しかしながら、陽子崩壊の崩壊時間を定義するまでには至っていません。対称性に関しても、どのように破られるかを定量的に示すには至っていないことから、研究グループは今後更に研究を進めていく予定です。

 本研究に関して大栗機構長は「対称性は自然の基本的な概念であると一般的に考えられてきました。そして、多くの物理学者は、自然界には美しい一連の法則性が存在しなければならないと考えており、美しさを定量化する1つの方法は対称性であると考えています。しかし、今回私達は、量子力学と重力が統一されている最も基本的なレベルの自然の法則では、対称性が保たれないことを明らかにしました。つまり、物理学者達が抱いてきた対称性に対する信念が間違っていることを示したのです」と述べています。

 本研究成果は、アメリカ物理学会の発行するフィジカル・レビュー・レター誌 (Physical Review Letters) に2019年5月17日付で公開され、成果の重要性から注目論文 (Editors’ Suggestion) に選ばれました。

関連情報
Kavli IPMU
https://twitter.com/KavliIPMU/status/1141211169991974914
https://twitter.com/5chan_nel (5ch newer account)



引用元:http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1561068970/続きを読む

「古代インドで幹細胞研究」「アインシュタインの理論は間違っている」 インドの権威ある学会でトンデモ説続出

1: しじみ ★ 2019/01/08(火) 04:16:23.18 ID:rVGpJO0l

【1月7日 AFP】
「幹細胞の研究を初めて行ったのは古代インド人だ」「アルバート・アインシュタイン(Albert Einstein)の理論は間違っている」──。インドでこのほど開かれた大規模な科学者会議で、著名な科学者たちからそんな常識外れの発言が飛び出し、非難や嘲笑の的になっている。主催した学術団体は6日、発言に「深い憂慮」を表明し、珍説を披露した科学者から距離を置く姿勢を示した。

 発言があったのは、インドの権威ある年次学術会議「インド科学会議(ISC)」。国内の研究者や科学者だけでなくノーベル賞(Nobel Prize)受賞者らも招かれることで知られるが、近年はヒンズー教の伝承や信仰に基づく説が取り上げられるケースも増えていた。

 今年の会議では、南部アンドラプラデシュ(Andhra Pradesh)州にあるアンドラ大学(Andhra University)の副学長で無機化学の教授でもあるG・ナゲシュワル・ラオ(Nageshwar Rao)氏が、研究者や生徒らの前で古代インドの叙事詩「マハーバーラタ(Mahabharata)」の物語を引用して、インドでは数千年前に幹細胞の研究が行われていた証拠だと主張した。

「わが国には、1人の母親から100人のクル人の子孫が生まれた例がある。これは幹細胞と体外受精の技術のなせるわざだ」(同氏)

 ラオ氏はさらに、古代インドの別の叙事詩に登場する魔王は20機以上の空飛ぶ乗り物を持っていて、今のスリランカに当たる場所に網目のような滑走路も所有していたと発言。さらにヒンズー教の神ビシュヌ(Vishnu)は「ビシュヌ・チャクラと呼ばれる誘導ミサイルを持っており、動く標的を追尾していた」との見解も示した。

 一方、南部タミルナド(Tamil Nadu)州にある大学の科学者は、壇上でアイザック・ニュートン(Isaac Newton)とアインシュタインの発見に疑問を呈し、聴衆を驚かせた。

■形成外科も古代インドに!?

 会議を主催するインド科学会議協会(Indian Scientific Congress Association)はAFPに、由緒ある学会が今回の問題で本来の目的から脱線させられることになったのは「遺憾」だと表明。発言者の見解にはくみしないとし、「責任ある立場の人たちがこのような発言をしたことに深い憂慮を覚える」と述べた。

 インドの教育事業団体ブレークスルー科学協会(Breakthrough Science Society)も6日、学術サミットでこのような発言があったのは「驚きだし、恐ろしくもある」とコメントした。

 もっとも、インドで著名な人物が科学的な事実を否定したり、自国の優れた技術力を示す揺るぎない証拠として「プラーナ(Purana)」や「ベーダ(Veda)」といった古代インドの文献の記述を挙げたりする話は珍しくない。

 昨年には、高等教育担当のサトヤパル・シン(Satyapal Singh)国務相がチャールズ・ダーウィン(Charles Darwin)の進化論は間違っていると主張し、全国の学校のカリキュラムも変更する考えを示した。

 ナレンドラ・モディ(Narendra Modi)首相も2015年、ヒンズー教の聖典を挙げて、古代インドに形成外科が存在していた証拠だと述べたことがある。(c)AFP

no title


http://www.afpbb.com/articles/-/3205280



引用元:http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1546888583/続きを読む

量子力学「操作」に限界 電通大発見、計算機に応用も

1: しじみ ★ 2018/09/24(月) 12:16:22.03 ID:CAP_USER

 電気通信大学の田島裕康特別研究員らは量子力学の性質を使う非常に小さな対象を操作する際の精度に限界があることを突き止めた。操作の精度を一定以上に高めようとすると、操作を行う装置のエネルギーのばらつきが大きくなることを導いた。次世代の高速計算機と期待される量子コンピューターなどで使う量子デバイスの設計に応用できるという。

 従来のコンピューターが0か1のビットを基本単位として計算するのに対し、量子コンピューターは0でも1でもある「重ね合わせ」の状態が存在する量子力学の性質を利用している。これを実現するには、レーザー発振器で光を打ち込んで超電導回路を操作したり、磁力を使って、量子力学で使われる磁石の性質(スピン)を変化させたりすることが必要だ。

 田島特別研究員らはレーザー発振器などの量子力学で使う装置の操作の誤差を一定以下に小さくしようとすると、装置のエネルギーのゆらぎが大きくなり、大きなエネルギーが必要になることを数式で示した。

 量子力学の原理をコンピューターに応用することで、計算速度を高められることは分かっているが、重ね合わせの状態を保つのが難しい点が、高い計算能力を持つ量子コンピューターが開発できていない要因の1つとされている。今回の成果は量子デバイスの効率的な設計などに生かせる可能性がある。

日本経済新聞
https://www.nikkei.com/article/DGXMZO35610010R20C18A9X90000/



引用元:http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1537758982/
続きを読む

科学に詳しい奴、俺が提唱する「人間が使うと道具は長持ちする」説を解明してくれ

1: 以下、5ちゃんねるからVIPがお送りします 2018/08/01(水) 13:15:30.162 ID:ArEHTYh70

自転車も頻繁に乗ると空気が抜けにくいとされるが理由は不明
何十年も経つ民家が廊下の拭き掃除と埃取りくらいしかしてなくて長持ちする一方、住人がいなくなった家は何故か一年そこらで雨漏りやひび割れが起きてあっという間に廃墟になる
その他道具も人間が使ってると何でも長持ちする
大切にしまってる物は数年後開けると壊れてる物ばかり

量子力学的観測作用により、人間がそれを道具だと認識する事がモノの破損確率を下げてる可能性があると俺は考える



引用元:http://viper.2ch.sc/test/read.cgi/news4vip/1533096930続きを読む

グラフェンがブラックホールの低次元ホログラムとなることを理論的に解明

1: 野良ハムスター ★ 2018/07/29(日) 10:37:14.96 ID:CAP_USER

(要約 by 野良ハムスター)
・カナダ、イスラエル、英国、米国の物理学者チームは、不規則な形状のグラフェンの破片(フレーク)がブラックホールの量子ホログラムになることを理論的に示した。
・Sachdev-Ye-Kitaev(SYK)モデルによると、(1+1)次元時空におけるブラックホールの時空構造は、より低次元な(0+1)次元時空におけるグラフェンフレークの時空構造の間には、一種のホログラフィックな双対性が成り立つ。
・SYKモデルによって記述されるホログラフィックな双対性からは、非ゼロの残余エントロピーや量子カオス伝搬といったブラックホールの特徴的な性質が示されるため、物理学者の関心を集めている。
・ホログラフィックな双対性から量子力学と重力の関係に関する根本的な疑問に答えを出せるかもしれない。
・グラフェンフレークがブラックホールになるためには、境界部が極めて不規則であり、かつ内部が清浄な状態であることによって、電子の波動関数がランダムな空間構造をとるという条件が要求される。

Physicists have theoretically shown that, by applying a magnetic field to a small, irregularly shaped graphene flake, the flake becomes a quantum hologram of a black hole. This means that the graphene flake recreates the spatial structure and characteristic properties of a black hole, but in a much smaller, lower-dimensional system.

The physicists, Anffany Chen and coauthors from institutions in Canada, Israel, the UK, and the US, have published a paper on the graphene quantum hologram in a recent issue of Physical Review Letters.

"We show that a rather ubiquitous and well-studied material -- graphene -- can behave in novel and exciting ways under certain conditions," coauthor Marcel Franz, a physics professor at the University of British Columbia, told Phys.org. "Specifically, the electrons in a nanoscale-sized flake of graphene with an irregular boundary and in an applied magnetic field could realize the so-called Sachdev-Ye-Kitaev (SYK) model."

As the physicists explain, the SYK model illustrates a type of "holographic duality," in which a higher-dimensional system (here, a black hole in (1+1)-dimensional spacetime) can be represented by a lower-dimensional system (in this case, the electrons in graphene, which occupy a (0+1)-dimensional spacetime).

The type of holographic duality illustrated by the SYK model is particularly interesting because it exhibits some of the signature properties of black holes, such as non-zero residual entropy and quantum chaos propagation. It may also help answer fundamental questions about the connection between quantum mechanics and gravity.

"The SYK model is of great interest to physicists today because it is believed to contain a holographic description of a quantum black hole," Franz said. "Some of the most enigmatic mysteries in modern physics lie at the interface between Einstein's general relativity (a theory describing spacetime, gravity and black holes) and quantum mechanics (a theory describing microscopic phenomena, electrons, atoms, etc). A better understanding of the SYK model could therefore shed light on these fundamental questions."

Unlike other systems that have been proposed to demonstrate the SYK model, the new quantum phase of graphene does not require any advanced fabrication techniques and should be realizable using existing technology. The main requirements are that the graphene flake have a highly irregular boundary and a clean interior so that the electron wave functions have a random spatial structure, which provides the necessary conditions for realizing the hologram of a black hole.

"We are currently working on understanding the transport properties of the graphene flake in the SYK regime," Franz said. "More generally, we are hoping that our theoretical results will motivate experimentalists to study graphene flakes of the type required to produce the SYK physics, and we are ready to provide theoretical support to any such efforts."

https://phys.org/news/2018-07-holographic-image-black-hole-graphene.html



引用元:http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1532828234/続きを読む

京大「見られていると絶縁体が安定化する 」 ←???

1: 風吹けば名無し 2018/01/04(木) 19:26:36.20 ID:VXL+IgduM

見られていると絶縁体が安定化する -観測による量子多体状態の制御技術を確立-

富田隆文 理学研究科博士課程学生、高橋義朗 同教授、段下一平 基礎物理学研究所助教らの研究グループは、
レーザー光を組み合わせて作る光格子に極低温の原子気体(レーザー冷却、蒸発冷却などを施し、
真空容器中の気体を絶対温度でナノケルビンの温度にまで液化・固化させることなく冷却させたもの)を導入し、
周囲の環境との相互作用によるエネルギーや粒子の出入り(以下、散逸)が量子相転移(圧力や磁場などを変化させた際に量子力学的なゆらぎにより
物質の状態が異なる状態へと変わること)に与える影響を観測することに、世界で初めて成功しました。

 本研究成果は、2017年12月23日午前4時に米国の科学誌「Science Advances」に掲載されました。

http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2017/171223_2.html


IMG_3936
続きを読む
最新記事
_
記事検索
相互RSS
連絡先
おすすめ理系学問入門書
大学学部生レベルの物理化学の名著。学んだアトキンスが何版かでマウントを取り合う人たちもいます。


基礎から丁寧に説明している量子力学。


遺伝子とは?種とは?を探究した名著。


数学とこの世界の生命との不思議な関係性を解き明かしています。

その他おすすめ書籍
これを読んで英語論文を書きました…
(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。)



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!