東京大学は7月14日、自閉スペクトラム症(ASD)と注意欠陥多動症(ADHD)とが、同一人物中で合併する神経メカニズムについて調べた結果、これまでの見解とは異なり、単純な両者の合併症ではないことが生物学的に解明されたと発表した。 同成果は、東大 国際高等研究所 ニューロインテリジェンス国際研究機構(IRCN)の渡部喬光准教授、同・渡邉大地インターンシップ生(現・米・カリフォルニア大学バークレー校 認知神経学部所属)らの研究チームによるもの。詳細は、脳と神経系に関する全般を扱う学術誌「eNeuro」に掲載された。 ASDとADHDの症状は一見すると対照的なため、かつての国際的診断基準では合併しないものとされていたが、臨床現場から両者それぞれに類似した症状が同一人物に見られるという報告が相次いだことから、最新版の診断基準ではASD/ADHD合併症(以下「合併症」)という概念が認められた。しかし

東京大学(東大) 宇宙線研究所 神岡宇宙素粒子研究室は、ニュートリノ観測で2度のノーベル物理学賞に結びついたカミオカンデ実験シリーズの3代目となる「ハイパーカミオカンデ(HK)実験」の建設工事において、人工地下空洞として世界最大規模の大空間となる本体空洞の掘削を2022年11月に開始したことを発表した。 HK検出器の概観。(c)東大 ICCR 神岡宇宙素粒子研究施設(出所:東大 ICRR 神岡宇宙素粒子研究施設Webサイト) HK実験は、世界最大の地下観測装置を用いて、ニュートリノの観測や陽子崩壊の探索を行い、宇宙の進化や素粒子の基本法則の解明を目指す、日本をホスト国とした国際共同プロジェクトだ。2020年2月に正式に計画がスタートし、世界約20か国から500名を超える研究者が参加しており、現在は2027年の装置完成と実験開始に向け、建設が進められている。なお、建設は鹿島建設などが担当して

京都大学(京大)は5月15日、従来は不可能と考えられていた高階微分を含んだ時空計量の変換を開発し、これを用いて重力理論の枠組みを拡張することに成功したと発表した。 同成果は、京大 基礎物理学研究所(YITP)の髙橋一史特任助教、リスボン大学の南辻真人研究員、工学院大学の本橋隼人准教授らの研究チームによるもの。詳細は、日本物理学会が刊行する理論物理と実験物理を扱う欧文オープンアクセスジャーナル「Progress of Theoretical and Experimental Physics」に掲載された。 アインシュタインの一般相対性理論はこれまでのところ、標準的な重力理論として広く認められているが、その修整や拡張を唱える研究者も少なくない。同理論は低エネルギー領域での有効理論であって、高エネルギー領域では修正されるべきとするものや、重力理論の検証にあたっては一般相対論との比較対象として拡張

京都大学(京大)と大阪大学(阪大)は7月22日、「3次元ドジッター宇宙」に対する「ホログラフィー原理」の具体例の構成に成功し、膨張する宇宙を表すミクロな模型を発見したことを発表した。 同成果は、京大 基礎物理学研究所の瀧祐介大学院生、同・疋田泰章特定准教授、同・西岡辰磨特定准教授(現・阪大教授)、同・高柳匡教授らの研究チームによるもの。詳細は、「Physical Review Letters」に掲載された。 “万物の理論”である「量子重力理論」は今のところまだ完成していないが、それを実現できる鍵と考えられている1つが、ホログラフィー原理だという。これを用いると、難解な「量子重力理論の問題」を、より馴染み深い「物質の問題」に置き換えることが可能となる。 ただしこれまでは、ホログラフィー原理が適用できる重力理論として、現実とは異なる、宇宙定数が負の宇宙である「反ドジッター宇宙」が主な対象として

京都大学(京大)と理化学研究所(理研)は2月28日、「シュウィンガー模型」と呼ばれる1次元量子系において、電荷が反対の粒子間に通常とは逆の斥力が働く状況を、数値シミュレーションにより実現することに成功したと発表した。 同成果は、京大 基礎物理学研究所の本多正純助教、同・谷崎佑弥助教、理研の伊藤悦子協力研究員、米・ブルックヘブン国立研究所の菊池勇太研究員(現・Cambridge Quantum Computing Japan研究員)らの国際共同研究チームによるもの。詳細は、日本物理学会が刊行する理論物理と実験物理を扱う欧文オープンアクセスジャーナル「Progress of Theoretical and Experimental Physics」に掲載された。 自然界の4つの力の1つである電磁気力は、電気的なものと磁気的なものに分けられ、電気的な力は電荷を持った粒子の間で作用する。電荷は通常

京都大学(京大)は11月5日、一般相対性理論が提唱された当初からの懸案だった“一般の曲がった時空”において、正しいエネルギーの定義を提唱したこと、ならびに、その定義を自然に拡張することで、宇宙全体からなる系で、エネルギーとは異なる別の新しい保存量が存在することを理論的に示したことを発表した。 同成果は、京大 基礎物理学研究所の青木慎也教授、同・横山修一特任助教、大阪大学(阪大) 大学院理学研究科の大野木哲也教授らの共同研究チームによるもの。詳細は、シンガポールの国際学術誌「International Journal of Modern Physics A」に2本の論文(論文1、論文2)として掲載された。 一般相対性理論によって、物質の質量(=エネルギー)や運動量が空間の曲がり具合を決定し、その曲がりが重力であるということが示され、それまでのニュートン力学から革新された。E=mc2の公式で知

名古屋大学(名大)は6月10日、磁性体において、さまざまな物理学分野で存在が予測されてきた「ドメインウォール・スキルミオン」と呼ばれる状態の観測に成功したと発表した。 同成果は、名大 大学院工学科の長瀬知輝 博士前期課程学生(研究当時)、同・川口由紀 教授、同・田仲由喜夫 教授、名大 未来材料・システム研究所の石田高史 助教、同・長尾全寛 准教授、同・桑原真人 准教授、同・齋藤晃 教授、同・五十嵐信行 教授らの研究チームによるもの。詳細は、英オンライン科学誌「Nature Communications」に掲載された。 「欠陥」は、物理学などにおいては、原子スケールのミクロの世界から宇宙規模のマクロな世界まで、ありとあらゆるシステムにおいて普遍的に見られるもので、その性質や成因を明らかにすることは、そのシステムの物理的本質を理解する鍵となるとされている。つまり、欠陥とはものごとを理解するため

東北大学、東京大学 宇宙線研究所、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)は1月25日、宇宙で最も小さく暗い銀河の星の運動から、ダークマターの有力候補である「自己相互作用するダークマター」に対するその散乱する強さの調査を行った結果、その散乱は非常に弱く、密になりやすいことがわかったと共同で発表した。 同成果は、東北大大学院 理学研究科 天文学専攻の林航平特任助教、東大 宇宙線研究所の伊部昌宏准教授、同・小林伸氏、同・中山悠平氏、Kavli IPMUの白井智特任助教らの共同研究チームによるもの。詳細は、米物理学会発行の学会誌「Physical Review D」に掲載された。 我々の宇宙に銀河が形成されたのはダークマターがまず集まり、その重力によって水素ガスなどが集まって形成されたとされ、我々がここにこうして存在できるのもダークマターのお陰と考えられている。ま

名古屋大学(名大)は1月12日、旧人と新人というふたつの人類集団の空間分布動態を表現すると同時に、集団間の資源競争による人口密度の変化を示す数理モデル「生態文化分布拡大モデル」を用いた人類進化史の説明に成功したと発表した。 同成果は、名大博物館・大学院環境学研究科の門脇誠二講師、明治大学 総合数理学部の若野友一郞教授らの共同研究チームによるもの。詳細は、科学誌「Quaternary International」にオンライン掲載された。 ここ最近10年間の人類進化史の研究における進展はめざましく、現在の中学校や高校の歴史や生物の教科書が追いつかない状況となっている。それら教科書では、我々ホモ・サピエンスこと新人は、ネアンデルタール人などのさまざまな旧人よりもあとに登場し、より発展した文化を最初から持っていたと説明されている。しかし、もはや大きな更新が必要だという。 まず新人の登場時期が、約3

高エネルギー加速器研究機構(KEK)と、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)は11月24日、欧州宇宙機関(ESA)のプランク衛星による「宇宙マイクロ波背景放射」(CMB)の偏光観測データを用いて、宇宙を記述する物理法則が「パリティ対称性」を破っている兆候を、99.2％の確からしさで観測したと共同で発表した。 同成果は、KEK素粒子原子核研究所の南雄人博士研究員と、Kavli IPMUの小松英一郎主任研究者(独・マックス・プランク宇宙物理学研究所所長兼任)らの共同研究チームによるもの。詳細は、米国物理学専門誌「Physical Review Letters」に掲載された。 我々の天の川銀河には1000億とも2000億ともいわれる恒星があり、この宇宙には、そうした銀河が1000億はあるとされ、実に膨大である。しかし、我々人類を含め、こうした全宇宙に存在する膨

東京大学宇宙線研究所、高エネルギー加速器研究機構、国立天文台の3機関が中心となって開発してきた大型低温重力波望遠鏡「KAGRA」がこのほど完成。本格観測の開始を前に9月30日、内部の実験機器が報道陣に向けて公開された。ブラックホールの合体などによって生じた重力波を捉え、宇宙の謎の解明に挑む。 KAGRAの中央実験室。機器が埃を嫌うため、クリーンブースになっている KAGRAは2010年に予算化され、プロジェクトがスタート。旧神岡鉱山(岐阜県飛騨市神岡町)の地下200m～800mで建設が進められてきた。すぐそばには、あのニュートリノ観測装置「スーパーカミオカンデ」も設置されている。 KAGRAの入り口。ここから500mほど奥に入ったところに装置がある トンネルの内部を奥に進む。外より涼しいが、湿度がかなり高い トンネルの奥には広い空間がある。この向こうが中央実験室だ 多数の自転車も。アームの

南極アムンゼン・スコット基地の地下に設置されているニュートリノ観測所「IceCube」で検出された高エネルギーのニュートリノが、地球から約39億光年先のブラックホールから飛来したものであることを突き止めたと天文学者の国際チームが発表した。 高エネルギーの宇宙線やニュートリノの発生源が何であるのかについては長年議論が続いている。超新星の残骸、銀河同士の衝突、活動銀河核のブラックホールなど諸説あるが、具体的な発生源を観測によって特定できたのは今回が初めて。研究論文は科学誌「Science」に掲載された。 南極アムンゼン・スコット基地のるニュートリノ観測所IceCubeラボ(Credit: Martin Wolf) IceCubeで2017年9月22日に検出された高エネルギーのニュートリノについて、オリオン座方向・約39億光年先のブレーザー「TXS 0506+056」から飛来したものであることを

東京工業大学(東工大)は、同大の研究グループが、ドル円市場の売買注文のトレーディング・ログをトレーダー個々のレベルで分析し、注文行動時に共通する統計法則を発見したことを発表した。また、それに基づいた市場の数理モデルを構築し、ボルツマン方程式を用いて市場のさまざまな特性を理論的に導出することに成功したことも、あわせて発表した。 この成果は、東工大 科学技術創成研究院 ビッグデータ数理科学研究ユニットの高安美佐子教授、高安秀樹特任教授、金澤輝代士助教、末重拓己氏によるもので、3月27日発行の米物理学会誌「フィジカル・レビュー・レター(電子版)」に掲載された。 金融市場のブラウン運動と物理のブラウン運動の類似性(出所:東工大ニュースリリース) 金融市場の価格変動は昔から確率的にランダムに振舞うことが知られており、金融工学ではランダムウォークモデルを用いて金融派 生商品の値付けなどが盛んに行われて

広島大学は、自由空間中の粒子の動きを測定し、3か所の粒子の位置分布の理論的分析から、粒子の8％が直線に沿って動いておらず、ニュートンの第1法則を破る可能性があると発表した。 同成果は、同大先端物質科学研究科量子物質科学専攻のホフマン・ホルガ 准教授によるもの。詳細は米国の学術誌「Physical Review A」掲載された。 ニュートンの第1法則によれば、自由空間中の粒子は常に直線に沿って動くはずだが、この法則は量子力学においても有効なのかについては、不確定性原理によって「運動中」の粒子を正確にとらえることができないため、明らかにはなっていなかった。 今回の研究は、位置の状態と運動量の状態との量子干渉効果を利用。その結果、ニュートンの第1法則に反する明白な証拠が、3つの異なる時間における位置測定の統計から得られる可能性が示されたとする。 同成果についてホルガ氏は、3か所の粒子の位置分布の