量子世界の情報伝達速度は無限大なのか？私たちが子供の頃に遊んだ糸電話では「糸を伝わる音の振動」を通じて情報伝達を行います。 作成に必要な道具である紙コップも糸も身近な道具であり、糸電話の原理も古典的な物理学の法則に従っています。 またスマートフホンでの通信も、電波という古典物理の概念を使って情報伝達が行われています。 そのため糸電話やスマートホンの情報伝達速度は、糸を伝わる振動や電波の速度によって限界値が左右されていることは、誰でも知っています。 そして糸電話やスマートホンの情報伝達速度はどう頑張っても光速を超えられないことも、常識と言えるでしょう。 しかし量子世界では粒子は波のように振る舞い、どんなに遠く離れた場所であっても確率的に粒子を検出できる可能性があります。 量子世界では一見すると、情報伝達速度に限界値などなく、無限大になると思えてしまいます。 / Credit:理化学研究所 た

みなさんの目に、ブルーベリーは何色に見えているでしょうか。 そう、名前にもある通り、ブルーベリーは「青色」に見えますよね。 ところがブルーベリーに青い色素は含まれておらず、果実を搾って得られるのはダークレッド（暗色系の赤色）の色素だけです。 では、どうして青色に見えるのでしょうか？ 英ブリストル大学（University of Bristol）が新たに調査したところ、ブルーベリーを含む実が青く見える果実の皮表面を構成するワックス層が青い光を散乱させる微細構造でできていることが明らかになりました。 つまり、ブルーベリーの青はいわゆる構造色で、皮自体に青の色素は存在せず、表面の構造により青色が生み出されていたようです。 研究の詳細は2024年2月7日付で科学雑誌『Science Advances』に掲載されています。 Scientists reveal why blueberries are

命の設計が進んでいます。 米国のニューヨーク大学の医療部門ランゴン・ヘルス（NYU Langone Health）で行われた研究によって、全ゲノムの50%以上が人工合成DNAである酵母が作成されました。 人工合成されたDNAは、コンピューター上で設計され、数千カ所の変更を加えた上で、実験室で1塩基ずつ人工的に組み立てられています。 研究者たちは残りの50%についても1年以内に人工合成DNAに置き換えることを目指していると述べています。 もし実現すれば、完全に無から組み立てられたDNAを持つ、最初の真核生物（合成酵母）となるでしょう。 研究内容の詳細は2023年11月8日に『Cell』をはじめ複数の論文にて同時公開されてました。 Debugging and consolidating multiple synthetic chromosomes reveals combinatorial g

臓器移植に革命が起こるかもしれません。 米国のミネソタ大学（UMN）で行われた研究により、ラットの腎臓全体を100日間凍結保存した後に解凍し、別のラットに移植することに成功しました。 移植された腎臓はラットの中で正常に機能しており、ラットは普通に生活することができました。 臓器全体の機能を保ったまま「摘出➔凍結➔保存➔解凍➔移植」と全ての流れを完璧に成功させたのは、今回の研究が世界ではじめてとなります。 研究者たちは臓器全体を安全に凍結保存できるようになれば、臓器移植の分野に革命的な変化が起こり、多くの人々を救えると述べています。 しかしこれまで行われてきた類似の試みは全て失敗しているのに、なぜ今回は成功できたのでしょうか？ 研究内容の詳細は2023年6月9日に『Nature Communications』にて公開されました。

また人間の能力を超えるAIが開発されました。 米国のMIT（マサチューセッツ工科大学）で行われた研究によれば、大学レベルの数学の問題を「解く」「説明する」「新たに生成する」の3つが実行可能なAIを開発した、とのこと。 これまで開発されたAIは一部を除き人間用に書かれた数学の問題文から直接答えをを導き出そうとして失敗してきました。 しかし新たに開発されたAIは、人間用に書かれた数学の問題文をコンピューター用の正しいプログラムコードに自動的に変換・合成する訓練がなされており、わずか数秒で既存のAIの10倍にあたる81%の精度で正しい回答を行うことが可能となっています。 もしこの精度が100%近くになれば、数学オリンピックなどの優勝者をAIが総どりすることが可能になるでしょう。 研究内容の詳細は2022年8月2日に『PNAS』にて公開されています。

AIには人類が知覚できない何かがみえているようです。 米国のコロンビア大学（Columbia University）で行われた研究によれば、AIに物理法則を学習させ、それを表現するために必要な「変数」の数を考えさせたところ、現在の人類には理解できない要素が含まれることが判明した、とのこと。 ありふれた振り子運動や回転運動でも、AIは人類とは異なる独自の変数を用いて物理法則を理解し、正確な運動予測まで成功させていました。 研究者たちは、AIは人類がまだ発見できていない未知の方程式と「変数」を用いて、物体の運動法則を理解している可能性があると述べています。 もし研究者たちの予測が正しければ、誰もが知る振り子運動や円運動などには誰も知らない「裏の方程式」が存在することになります。 研究内容の詳細は2022年7月25日に『Nature Computational Science』にて掲載されました

20世紀のはじめ、第一次大戦が終りを迎えた頃、物理学は光の「波動説」と「粒子説」の2つの間で揺れていました。 光が矛盾するどちらの性質でも成り立ってしまうことに皆が困惑していたのです。 1922年にアーサー・コンプトンによるコンプトン効果の発見によって、アインシュタインの光量子仮説は決定的なものになっていました。 コンプトン効果とは、電子にX線をぶつけたとき、弾かれて散乱したX線の波長が伸びるという現象です。波長が伸びるということは、X線がエネルギーを失っていることを意味しています。 衝突でエネルギーを失うという現象を古典物理学で説明するなら、ビリヤードのようにぶつかった玉が運動量の一部を相手に奪われた、ということになります。 波は運動量を持たないため、古典物理学の解釈ではX線を波と捉えたまま、散乱で波長を伸ばす理由が説明できませんでした。当時の物理学がコンプトン効果を理解するためには、X