ヒッグス粒子ってなんなの？ヒッグス粒子は、質量をこの世界に生み出している素粒子です。 ヒッグス粒子は通常見ることもできないかすかな存在ですが、宇宙を海のように満たしています。 そして、空間を満たすヒッグス粒子は、他の物質にまとわりつくような性質があり、これによって物体に質量が生じているというのです。 そのため多くの解説では、この粒子は物質を空間にくっつける「糊のような粒子」だと説明されています。 ヒッグス粒子は素粒子と相互作用して質量を生み出す。光子はヒッグス粒子と相互作用しないため質量を持たない / Credit:ナゾロジー編集部,canva クォークなどの素粒子はヒッグス粒子と相互作用するため、質量が生まれます。 しかし、光子はヒッグス粒子と相互作用しません。 そのため光子はこの世界に物質として存在しながら、質量を持たないのです。 だから光子はこの世界で最も速い速度で移動します。物理学

意思決定の「基礎的ルール」を特定する意思決定の「基礎的ルール」はどんなものなのか？ 先に述べたように、この基礎的ルールというものが、ネットワーク全体の活性化や不活性化といった、単純なON・OFFの仕組みでないことがわかっています。 そのため仕組みを解明するには、マウスたちの神経ネットワークを構成する全てのニューロンと全ての接続を知る必要があります。 調査にあたってはまず、マウスの後帯状皮質に対して、強く活動するニューロンほど強く光るような仕組み「2光子カルシウムイメージング法」を導入しました。 （※2光子カルシウムイメージングでは細胞の活動の強さにともなって強く蛍光を発する、カルシウムセンサータンパク質が用いられます。この光るタンパク質の設計情報はウイルス感染によってマウスの後帯状皮質へと届けられます） マウスたちには仮想現実の中で迷路を進んでもらいました / Credit:Aaron T

因果を破って充電します。 東京大学で行われた研究により、因果律の壁を打ち破る新たな手法によって、従来の量子電池の性能限界を超えることに成功しました。 これまで私たちは古典的な物理学も量子力学でも「AがBを起こす」と「BがAを起こす」いう因果律が存在する場合、一度に実行できるのは片方だけであると考えていました。 しかし新たな充電法では、2つの因果関係を量子的に重ね合わせる方法が用いられており、「AがBを起こす」と「BがAを起こす」という2つの因果の経路から同時に充電することに成功しました。 研究者たちはこの方法を使えば、既存の量子電池の充電能力を高めることができると述べています。 しかし因果律を破るとは、具体的にどんな方法なのでしょうか？ 今回はまず因果律を打ち破る不確定因果順序（ICO）と量子電池の基本的な仕組みを解説し、その後、2つの量子世界の現象を組み合わせた今回の研究結果について紹介

そもそも「量子って何？」「もつれって何？」から始めようそもそも「量子って何？」「もつれって何？」から始めよう / Credit:Canva「量子もつれ」について解説する前に、多くの人にとって謎である「量子」や「もつれ」といった単語について簡単に解説したいと思います。 量子というのは、ザックリ言えば小さな粒です。 といっても、BB弾のように肉眼で確認できるようなサイズの粒ではありません。 では、どれくらいの小さい粒なのか？ さまざまな解釈がありますが、一言で答えるならば量子は「日常生活で学んできた常識が通じなくなるほどの小さな粒」となるでしょう。 テニスボールやサッカーボールなど、人間の手にとれるサイズにある物体がどのように転がったり飛ばされるかは、日常の常識でも十分理解できます。 しかし量子レベルの小さな粒は、何もない空間から突然現れては消えたり、1つの量子が2つの穴を同時に通過したりと、

オーラルセックスで中咽頭がんの発症率が8.5倍に？近年の研究で、中咽頭がんの発がん率は性的パートナーの数、それもオーラルセックスの数に大きく左右されることが分かってきました。 調査では、オーラルセックスをするパートナーが6人以上いた人は、オーラルセックスをしない人に比べて、中咽頭がんの発症率がなんと8.5倍も高くなっていたのです。 オーラルセックスで中咽頭がんのリスクが増大 / Credit: canva メハンナ氏がイギリスにて、扁桃腺の摘出手術を受けた約1000人の患者を調べたところ、成人の80%がオーラルセックスを経験したことがありました。 しかし幸いにも、その中で中咽頭がんを発症する人はごく少数です。 その理由は定かでありませんが、有力な説としては「HPVは自然免疫で十分に対処できる」ことが挙げられています。 実際、HPVに感染した90％の人は免疫力で自然に排出できるそうです。 と

1マイクログラムの「シュレーディンガーの猫」1マイクログラムは砂粒1個よりやや重たい程度の重量です / Credit:ETH Zurich . Challenging quantum mechanics with a crystalシュレーディンガーの猫の思考実験では、1時間以内に原子の崩壊が起こって放射線が発生た場合、放射線を検出した装置が毒を発生し、最後に猫が死にます。 新たに行われた実験では起点として、崩壊して放射線を発する原子の代りに量子コンピューターの量子ビット、毒発生装置の代りに圧電素子、猫の代りに振動するサファイア結晶が用意されました。 この量子ビットは0か1かの2つの状態が重ね合わさで存在しており、圧電素子を含む回路に組み込まれています。 圧電素子は圧力によって発電したり電圧を加えると発電する機能をもった素子です。 研究では、この圧電素子が1マイクログラムのサファイア結晶に

脳を意図的にデトックスできるかもしれません。 米国のボストン大学（Boston University）で行われた研究によって一定の視覚刺激から脳が解放されたとき「脳脊髄液」の量が増加して、脳の老廃物を押し流してくれる可能性が示されました。 脳脊髄液による「脳のお掃除」効果は主に睡眠中に起こると考えられていましたが、今回の発見により、脳の掃除を目覚めている状態でも意図的に起こせる可能性がでてきました。 研究者たちは脳の老廃物を意図的に洗い流す方法が確立できれば、老化やアルツハイマー病など、老廃物の蓄積に起因する脳機能の低下を、防げるようになると述べています。 しかし視覚を刺激するだけで、なぜ脳のお掃除機能がオンになるのでしょうか？ 研究内容の詳細は2023年3月30日に『PLOS Biology』にて公開されました。

トンネル効果で新たな分子ができました。 オーストリアのインスブルック大学（University of Innsbruck）で行われた研究によって、世界初となる量子「トンネル効果」を利用した分子反応実験が行われました。 量子力学的トンネル効果を用いた分子反応が実験的に観測できたのは、今回の研究が世界ではじめてとなります。 研究ではトンネル効果が起こる頻度も観測されており、重水素陰イオンと水素分子の間で起きた1000億回の衝突あたり1回のトンネル現象が起こって、新たな分子（水素と重水素が結合したもの）が生成されていることが示されました。 研究者たちはトンネル効果の正確な頻度や発生要因を解明することができれば、核反応をはじめとしたさまざまな化学反応の予測を、より正確に行えるようになると述べています。 研究内容の詳細は2023年3月1日に『Nature』にて掲載されました。 今回の記事ではまず前半

食用キノコ「ヤマブシダケ」に記憶増強剤が含まれていると判明！食用キノコ「ヤマブシダケ」に記憶増強剤が含まれていると判明！ / Credit:Canva古くから、子供の脳のほうが大人より柔軟で回復力に優れていることが知られています。 子供の脳はその優れた吸収力で言語をはじめとしたさまざまなスキルを簡単に習得し、大人であれば寝たきりになってしまうような大きな脳損傷も、驚くような回復力で補うことが可能です。 近年の研究では、そんな子供の脳の強さの源となる成分が数多く同定されており、中でも「ニュートロフィン（神経栄養因子）」と呼ばれる一連の化合物が重要な役割を担っているとわかってきました。 ニュートロフィンにはニューロンの伸長や分岐を促し神経接続を増加させることで、子供の脳に高い記憶力やスキルの習得力を与えているのです。 （※実際、ニュートロフィンの一種である神経成長因子（NGF）や脳由来神経栄養

フェルマーの最終定理　解決の重要鍵１　「楕円曲線」楕円曲線とは、ある方程式の性質を調べる数論の問題です。 数論とはただひたすらに数の性質を調べるだけの、極めてストイックな数学の分野です。ある意味もっとも純粋な数学かもしれませんが、数学者以外から見たらなんの意味があるのかさっぱり意味不明な研究分野でしょう。 これが楕円曲線の基本となる方程式です。別にこの式自体は理解しなくても構いません。 楕円曲線論はこの方程式のaやbにいろんな数字を当てはめて、そのとき方程式から整数解が得られるか、解はいくつ存在するか、という性質を調べます。 紛らわしいですが、楕円も曲線もあまり関係ありません。もともとは、この方程式が楕円や惑星軌道の長さを計算するために使われていたことが名前の由来ですが、現在はそういう枠は超えて、ただこの方程式の性質を調べる学問になっています。 整数解があるかどうか、という聞き方でピンと来

質量とは何か？物質なのに質量ゼロの光子の謎物質がたくさん集まれば質量は大きくなる / Credit:Depositphotos私たちはどんな物質であれ、どんどん大きくなって物質の量が多くなれば質量が大きくなることを知っています。 小さな子供より、お相撲さんのほうが質量は大きくなりますし、密度の小さいアルミより密度の大きい鉄（スチール）の方が、同じ大きさでも質量が大きくなります。 質量という単位を厳密に定義することは非常に難しい問題ですが、これは簡単に言ってしまえば、そこに含まれている物質がどれだけあるのかという量を示す値と言えます。 普通に暮らしている分には、質量とはこういう単純な理解で問題はありません。 しかし、物理学者たちは量子力学という世界を発見し、物質を作り出す最小単位の世界を覗き見るようになりました。 このとき問題になったのが、素粒子1つ1つの質量はどうやって決まっているのかとい

感情を強制起動する脳のツボ脳に電気刺激を与えてうつ病を治す技術が大幅な進歩をみせている / Credit:Canva脳は心臓と同じく、電気的な臓器です。 そのため近年、うつ病患者に対して脳に電気刺激を行う手法が着目されています。 ただ既存の電気刺激法は非常に大味であり、脳全体に大電流を流す方法がメインでした。 そこでカリフォルニア大学の研究者たちは、5年もの長期に及ぶ臨床試験の結果を元に「神経マッピング技術」を開発しました。 この神経マッピング技術は脳の各地に差し込んだ電極から、患者一人一人の神経回路の特性を認識し、その患者にとって最適な治療部位（刺激場所）をピンポイントで探し出すように設計されています。 そして今回、マッピング技術の性能を確かめるために、難治性うつ病に苦しむ36歳の女性患者に対して、はじめての試験が行われました。 その結果は、まさに驚きでした。 女性患者は覚えている限り5

超光速時代の幕開けになるか？物理学会の権威ある科学雑誌にワームホール航法が立て続けに掲載されるのは非常に珍しい / Credit:Canva今回行われた2つの研究により、ワームホール航法が物理学の常識に反せず、人間にとって安全に実現できることが示されました。 もしこの2つの論文が正しければ、ワームホールさえ生成できれば、人間は銀河全域に進出できることになるでしょう。 現在ワームホールの生成方法は不明ですが、兄弟であるブラックホールのほうは見通しが立ちそうです。 現在人類が稼働させている粒子加速器は、理論的に極小のブラックホールを生成できると考えられており、世界各地でブラックホールを生成するプロジェクトが進行しています。 粒子加速器で生成されるブラックホールは非常に小さい上に短時間で消滅すると考えられているため、地球や太陽系が飲み込まれてしまう可能性はわずかです。 遠い将来、ブラックホールに