量子力学から熱力学第二法則を導出することに成功 | 東京大学工学部
プレスリリース 研究 2017 2017.09.06 量子力学から熱力学第二法則を導出することに成功 〜「時間の矢」の起源の解明へ大きな一歩〜 東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻の伊與田英輝助教、金子和哉大学院生、沙川貴大准教授は、マクロ（巨視的）な世界の基本法則で、不可逆な変化に関する熱力学第二法則を、ミクロな世界の基本法則である量子力学から、理論的に導出することに成功しました。これは、極微の世界を支配する「量子力学」と、私達の日常を支配する「熱力学」という、二つの大きく隔たった体系を直接に結び付けるものです。本研究では、量子多体系の理論に基づき、単一の波動関数（注４）で表される量子力学系において、熱力学第二法則を理論的に導きました。従来の研究とは異なり、カノニカル分布などの統計力学の概念を使うことなく、多体系の量子力学に基づいて第二法則を導出したことが、本研究の大きな特徴です。さら
量子力学と古典物理学の橋渡し
量子力学の世界では、古典物理の世界を構成する中性子、電子、光子といった微粒子について、一つ一つの粒子か、少数の粒子が研究されています。というのも、超微小な世界では、粒子が全く異なる振る舞いをするためです。ですが、研究されている粒子の数を増やしていけば、最終的にもはや自動的に量子として振舞うことをしない数の粒子となり、私たちの日々の世界と同じような古典物理学のものとなります。では、量子力学の世界と古典物理学の世界の境界線というのはどこにあるのでしょう。この度、沖縄科学技術大学院大学（OIST）の研究チームは、この問題への解答を探る過程で、量子力学の現象と考えられていたものが古典物理学で説明できることを示しました。本研究結果はPhysical Review Lettersに報告されました。 OISTの量子ダイナミクスユニットのリーダーで、論文著者のデニス・コンスタンチノフ准教授は次のように説明
ニュートリノ振動ってなあに？
画像はhttp://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2015/ より 「ニュートリノ振動」 って何なのよ！ ニュートリノが振動するって何？ 振動と質量に何の関係が？？ どうやってそんなことがわかるの？ それがあったら何か役に立つの？ と謎は尽きぬのですが... まずニュートリノの歴史 ニュートリノの存在が最初に示唆されたのは1899年のラザフォードの実験。彼は「β崩壊」と呼ばれる現象を観測していた。 1913年、このβ崩壊を詳しく調べたチャドウィックは、出てくる電子のエネルギーが「連続スペクトル」であることに気づく。 しかし、これはおかしい！？「なぜ？」は▼を見よ。 なぜ終状態が「電子＋陽子」だとおかしい？ のような終状態を考えると、始状態は静止した中性子だから、$m_e v = m_n V$という「運動量保存則」が成立す
量子もつれが時空を形成する仕組みを解明～重力を含む究極の統一理論への新しい視点～ | Kavli IPMU-カブリ数物連携宇宙研究機構
大栗 博司 Kavli IPMU 主任研究員 １．発表者 大栗 博司（おおぐり ひろし） 東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構 主任研究員 ２．発表のポイント 重力の基礎となる時空が、さらに根本的な理論の「量子もつれ」から生まれる仕組みを具体的な計算を用いて解明した。 物理学者と数学者の連携により得られた成果であり、一般相対性理論と量子力学の理論を統一する究極の統一理論の構築に大きく貢献することが期待される。 成果の重要性等が評価され、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）の注目論文（Editors’ Suggestion）に選ばれた。 ３．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）の大栗博司主任研究員とカリフォルニア工科大学数学者のマチルダ・マルコリ教授と大学院生らの
【朗報】運命は自分で決められることが科学的に判明！アインシュタイン提唱理論、100年来の論争決着か！量子の非局所性の厳密検証に成功！｜情報速報ドットコム
東京大の古沢明教授らが、「光子の非局所性」と呼ばれる物理現象が存在することを実験で初めて証明しました。「光子の非局所性」はアインシュタインが提唱した物で、２つの離れた光子間で情報が光速を超えて瞬時に伝わる現象の事を言います。 今回の東京大の実験で証明されたことで、自分がある現象を確認すると、別の自分が知らない未知の現象も変化することを示したと言えるでしょう。分り易く言えば、あなたや私の選択や行動次第で、他の人や世界の行動なども変化する可能性があるということです。 量子力学では人間が観測した物質の動きが変化する事が前から分かっており、人間が物を見るだけでも影響をあたえることが判明していました。 これが証明されたことで解読が不可能な量子暗号通信や超高速の量子コンピューターの開発が進むことになるでしょう。これは粒子規模の話なので、実際に私達のサイズにどの程度まで適応出来るかは不明ですが、科学的に
ウィーン大学、量子もつれ効果で猫を撮影
量子もつれ効果を利用して撮影された猫(の輪郭にエッチングしたシリコンパネル)の映像：(Copyright: Patricia Enigl, IQOQI) ウィーン大学の研究グループは8月27日、量子もつれ効果を利用して被写体に一度も当たっていない光子を使い、猫の像を映し出すことに成功した。 実験を行ったのはウィーン大学量子科学研究センターのツァイリンガー(Zeilinger)氏が指導するグループ。量子もつれ効果(エンタングルメント)によって作られた粒子対はたとえどんなに離れていても相互に影響を及ぼす相関状態となり、量子暗号通信などの基本となっている。 実験は、レーザー光を分割するビームスプリッター(ハーフミラー)と波長を変換する非線形結晶を組み合わせたもので、被写体からの光(実際にはビームの間に入れた切り抜きのシルエット)が撮像素子には届いていないにもかかわらず、量子もつれ効果による作用で
【SFの世界到来】オランダのチームが100％の精度で量子テレポーテーションに成功!! - IRORIO（イロリオ）
テレポーテーションとは、ある地点から別の地点へと一瞬にして移動することをいうが、そんな夢のような実験に100％の精度で成功したとオランダ・デルフト工科大学が発表！ 「量子もつれ」という現象を利用して、1つの粒子が3ｍ離れた地点にある別の粒子へ光速を超える速さで情報伝達したのを確認した。 「量子もつれ」＋「観測」＝「量子テレポーテーション」 量子テレポーテーションとは、2つの粒子間にある「情報の伝達」の事を指し、実際に「物質」がA地点からB地点に移動するわけではない。 とある2つの粒子（A,B）があるとしよう。「量子もつれ」の関係にあるこの2つの粒子は運命を共有する双子のような存在で、それらの性質は合わせてひとつ（±0）。粒子Aと粒子Bのスピン状態は右回り（＋）にも左回り（−）にもなり得るが（重なり合った状態）、そのどちらがどちらかはわからない。 しかし、仮に誰かがその2つの粒子の1つを「観
「量子コンパス」はGPSを置き換えるか—プロトタイプが3〜5年で登場？ (1/2)
「量子コンパス」（Quantum Compass）という技術をご存じだろうか？ 位置情報システムとしては人工衛星を使った「GPS」（Global Positioning System）がメジャーな存在であり、現在スマートフォンなどで利用されているA-GPSは、この衛星システムに地上の携帯アンテナやWi-Fi情報を加えて位置特定速度や精度を向上させたものだ。 一方で量子コンパスは、こうした固定のアンテナや衛星等に頼らず、地磁気等の情報のみを取得してデバイス単体で位置を特定できるメリットがある。 GPS以外の位置情報特定システムが求められる背景 最近では位置情報システムというと、ごく自然に「GPS」というキーワードが出てくるが、GPS自体はアメリカ合衆国が運用するシステムであり、これを多くの機器がそのまま利用しているに過ぎない。 地表における詳細な位置を特定するというのは航空機や船舶の運航、情
「量子力学ってどうも騙されているようで納得できない」人のための量子力学入門連ツイ
『日経サイエンス』の記者兼編集者、古田彩さんによる「量子力学ってどうも騙されているようで納得できない」人のための、日経サイエンス７月号「特集:量子の地平線」の前説連ツイ。まだ続くようなので、暫定まとめです。
量子力学の"常識"に挑む 見なかった過去も推測 日経サイエンス - 日本経済新聞
「私が見ていなくても、月はそこにあるはずだ」――。アインシュタインはかつてこう語り、量子力学への不満を示した。20世紀に登場した量子力学では、物体の「位置」は実際に測定されるまで値がない。つまり見ていない時点の月がどこにあったかは決まらないのだ。この量子力学における長年の"常識"を問い直す動きが出てきた。振り返れない量子力学ひとたび物体が「そこにある」という測定結果が得られたら、過去にどこ
学校で一言も喋らない「山下くん」が主人公の絵本が考えさせられる - U-NOTE[ユーノート] - 仕事を楽しく、毎日をかっこ良く。 -
株式会社岩崎書店から、絵本「こんな子きらいかな？」シリーズの第2弾となる「やましたくんはしゃべらない」が発売中です。クラスにいる少し変わった子が主人公「こんな子きらいかな？」シリーズでは、絵本ではあまりメインになることのない、クラスで浮いてしまいそうな少し変わっている子が主人公。その子たちがどのような行動をし、周囲はどう感じているか描がれています。第2弾の「やましたくんはしゃべらない」は、幼稚園入園から小学校卒業までの9年間、人前では一言も喋らなかったという作者・山下賢二氏のエピソードがもとになっています。クラスにいる少し変わった男の子、山下くん。小学校に入学した時から今まで一言も喋ったことがなく、山下くんの声を聞いた友達は誰ひとりいないそうです。
![学校で一言も喋らない「山下くん」が主人公の絵本が考えさせられる - U-NOTE[ユーノート] - 仕事を楽しく、毎日をかっこ良く。 -](https://cdn-ak-scissors.b.st-hatena.com/image/square/19b2d924e35d8ec0104dc062987242a98ba7780d/height=288;version=1;width=512/https%3A%2F%2Firorio.jp%2Fwp-content%2Fimages%2Fuploads%2F2018%2F11%2Fa11b4bb3ba448d1fa402ac3dc62cc91f-16.jpg)
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3月28日 農業は地球の環境悪化の緩和に重要な役割を果たす フランス農学・獣医学・林学研究院 アグリニウム会長 マリオン・ギュー 氏 3月8日 近未来SF漫画で描かれるテクノロジーの未来 漫画家 山田胡瓜さん 12月28日 「世界中の望遠鏡が協力して中性子星合体を観測 ―重力波と光の同時観測『マルチメッセンジャー天文学』の幕開けは、何を意味するのか?」 理化学研究所仁科加速器研究センター 玉川 徹 氏 4月13日 《JST共催》『ひかり×ひと』－『情報ひろばサイエンスカフェ』で大学院生と中高生らが語り合う 「科学と社会」推進部 4月10日 「持続可能な食の未来へ」をテーマに「ノーベル・プライズ・ダイアログ東京2018」開催 世界中からの食の専門家が集結 「科学と社会」推進部 4月2日 《JST主催》「トップサイエンスによる社会変革への挑戦」―JSTの第2回ACCELシンポジウム開催 サイエ
[PDF] N極・S極だけをもつ磁石・磁気モノポールの発見｜首都大学東京
平 成 ２ ４ 年 ２ 月 ２ ７ 日 公立大学法人首都大学東京 首都大学東京大学院理工学研究科 准教授 多々良源と日本学術振興会特別研究員 竹内祥人は、 N 極または S 極だけをもつ磁石（磁気モノポール）を、普通の磁石と白金を組み合わせた簡単な構 造で作ることができることを理論的に示しました。 モノポールを磁石と白金の接合という簡単な構造で作ることができれば、 情報機器中で N 極だけ をもつ磁石を作ることが可能になり、資源の埋蔵に問題のあるレアアース金属を利用せずに高密度 デバイスを作成できる可能性があります。またモノポールを操作し流れを作れば、磁場と電場を対 等に操作することができるようになり、これまでの動作原理を超えた新しい情報伝達や情報記録が 可能になると期待されます。 自然界の磁石はすべて N 極と S 極からできており、それらを分離して N 極または S 極だけからな るモ
光子の逆説
波か、粒子か？ その運命は，時をさかのぼって決まるのか──。 量子力学の世界は遠く離れた粒子がテレパシーで連絡し合ったり，未来に起こる出来事が遡って過去に影響しているかのように見える奇妙な現象にあふれている。それは宇宙の始まりや巨大加速器の中といった遠い世界の出来事ではなく，ごく普通の実験室で，机の上に組み立てた装置で見ることができる。 理科の授業で，2つのスリットを通った光が干渉縞を作る実験をした人もいるだろう。あの実験が、基礎研究の進展と実験技術の向上によって、様々に進化した。そうしたダブルスリット実験の進化型によれば、光子はいったん測定されても、その測定の記憶が消されれば、いつでも干渉縞を回復する。その様子はまるで、未来の測定が過去に影響するように見える。 光子の運命はいつ決まるのか。そして因果律は破れるのか。ダブルスリット実験の新たなヴァリエーションが、現代物理学の深淵を照らし出す
地域ニュース | 中国新聞デジタル
被服支廠の経緯を映像に 皆実高放送部がドキュメンタリー、保存か解体か「知るきっかけに」 (7/31) 広島市南区の皆実高放送部が、学校近くにある最大級の被爆建物「旧陸軍被服支廠（ししょう）」をテーマに...
Masahiro Hottaさん（@QEnergyTeleport）による量子力学の観測問題の提起 または絶対零度でのクマムシによるブラインドサッカー
@QEnergyTeleport 量子力学の観測問題：デコヒーレンスという現象が観測問題の解決を与えるという主張する研究者もいる。（Zurekが代表格か。）個人的見解だが、これはmisleading。 2012-01-22 18:15:18 @QEnergyTeleport ある純粋状態を測定すると、様々な測定結果がある確率で発現する。その測定後状態もいろいろとなる。この結果として系は混合状態となる。逆に外部環境系と注目系を相互作用させて、注目系が初期純粋状態から混合状態に移行させる現象があれば、それを観測行為と同じとみなすという主張が世間にはある。 2012-01-22 18:20:55 @QEnergyTeleport どんな混合状態も、適当な外部アンシラ系（環境系の役目を担う）と注目系の合成系に拡大させると、かならず純粋状態になる。例えば有限温度の熱浴系の状態も、少なくともアンシラ系
テクノロジー : 日経電子版
次世代通信規格「5G（第5世代）」を使う大きなメリットは、4Gよりも高精細で遅延の少ない映像を配信できる点だ。この特徴を生かし、建設機械や医療機器を遠隔操作しようとする取り組みが広…続き 5Gがやってくる つながる機器は100万台 ［有料会員限定］ ５Ｇでロボット遠隔操作や遠隔医療、ドコモが公開
物理学の常識に挑む数学者 小澤正直
「ハイゼンベルクの不確定性原理は，破ることができる」。数学者，小澤正直は，80年間に亘って信じられてきた現代物理学の基本中の基本を静かに，だがきっぱりと否定する。 1927年にウェルナー・ハイゼンベルクが提唱した不確定性原理は，新たな世界観を打ち立てた。観測という行為は，見られる側の状態を決定的に変えてしまう。だから物体の状態を完全に知るのは不可能で，見る前の状態は本質的に不確定だとの見方だ。ハイゼンベルクはこの新たな世界観を美しい式で表した。「物体の位置の測定誤差と測定で生じる運動量の乱れの積が，常に一定の値以上になる」という式である。物理の教科書の最初に載っているこの式の意味は「位置の測定誤差をゼロにしようとすると，運動量の乱れが最大になる。だから誤差ゼロの測定はできない」ということだと，学生たちは教わる。 だが小澤は，ハイゼンベルクの式には重大な見落としがあるという。観測される側の物
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物理学「量子もつれ効果」でシュレーディンガーの猫の撮影に成功（オーストリア研究） : カラパイア
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