前世紀には観測問題を論じる人が多かったのですが、標準的な量子力学にはそのような観測問題はなかったことが現在では分かっております。例えば以下のように理解されています。 （１）波動関数の収縮について: 量子力学は情報理論の一種であり、波動関数は古典力学の粒子のような実在ではなく、情報の集まりに過ぎません。測定によって対象系の知識が増えることで、対象系の物理量の確率分布の集まりである波動関数も更新されるのが波動関数の収縮です。 「系を観測をすると、その波動関数（または状態ベクトル）は収縮し、その変化はシュレディンガー方程式に従わない」と聞いて、前世紀の「観測問題」に目覚めてしまって、「波動関数とは？収縮とは？」と懊悩してしまっている物理学徒は、まず箱の中の古典的なサイコロの目の確率を考察してみて下さい。 各目の出る確率は1/6で、一様分布でしたが、箱をとってサイコロを観測して3の目が出ていれば、

🥞防人うぃ🥞 @ui_Kitayama @admiral_anriMk2 気になっていくつか調べてみたら少なくても2013年以前には既に採用されていて側面に当てて爆発させる艦これでお馴染みの魚雷だと空中にエネルギーの一部が流れてしまうので底面で爆発させる事によりエネルギーを最大限使って相手を撃破するみたいです 2024-03-02 18:12:07

神戸大学大学院工学研究科の田中悠暉大学院生、杉本泰准教授、藤井稔教授らの研究グループは、独自に開発した「構造色インク」を用いることにより、世界最軽量クラスの構造色塗装が可能であることを実証しました。近年、退色しない「構造色」が注目されていますが、見る角度によって色が変わる、配列など周期構造が必要である、などの理由により従来の塗料に置き換えることが困難でした。本研究では、Mie共鳴という現象で発色するナノメートルサイズの粒子をインク化し、わずか1層分だけ基材に塗ることで、角度依存性の小さいカラフルな着色が可能であることを実証しました。この成果は、従来の塗料よりはるかに少ない量で着色塗装が可能であることを示しており、例えば、数100キログラムといわれる大型航空機の塗装を、1／10以下に軽量化できる可能性があります。 この研究成果は、1月30日 (米国時間)  に、国際科学誌「ACS Appli

河川や沼、水たまりに生息する生物に、ゾウリムシやテトラヒメナといった繊毛虫と呼ばれる微生物がいます。環境中の有機物を食べて水をきれいに保ったり、魚のエサになったりすることで生態系を維持するなど、私たち人間の生活にも少なからず関わっている存在です。 不思議なことにこれらの微生物は、常に流れのある河川や、大雨が降るとあふれてしまうような場所でも、すべてが流され、いなくなるということはありません。か弱い小さな生き物たちがその場所で生き残る事実に、何か秘密の仕掛けがあるのでしょうか？ その謎を流体力学的観点から解き明かしたのが、京都大学理学研究科の市川正敏講師です。 流体力学？生き物の動きの研究は、生物学じゃないの？と思った人はいませんか？どうして物理の先生が生き物の研究なのか。高校時代、生き物が好きで、かつ数学も物理も好きだった市川先生の説明は明快、かつ遊び心が満載。これを読めば物理に苦手意識を

>重力子は、未発見とのことですが、もしも、なかったら困りますよね。重力を媒介する粒子がなくても重力が起こるなんて、物理学としてあり得ないですよね。 物理学では、遠隔作用は古典的考えでありえない。相互作用には必ずなにかの仕組みがあり、近接作用になっていると考えるのが一般的です。なので、何かしかけが存在するでしょうが、それが今予想されている重力子かどうかは、だれにもわかりません。 ＞というか、ないことを証明することは、困難なので、発見されようが、されまいが、重力子は存在するということですか。 そんな話はありません。近接作用だとすれば、その背後に仕組みがあるはずってだけで、重力子はあくまでその候補です。しかし量子もつれによる、信号の瞬時転送のように、事実ではあるがなぜだからわからないこともあり、近接作用だと過程してもわからないことはまだ多くあります。 ＞発見につとめることだけでなく、逆に、ないこ

素粒子が持つ「スピン」というパラメータについて「スピンは角運動量であり、プラスマイナスがあるが、実際に回転しているわけではない」という説明があったのですが、これが何を意味するのかよくわかりません。「実際には回転しているはずだが、それを観測するのは不可能」と言う意味なのでしょうか？ あるいは「計算上は角運動量が存在するとしか説明できないが、実際には回転しない事が分かっている」と言う事なのでしょうか。研究者がスピンをどうイメージしているのかも気になります。 「スピン」という名前にまつわる混乱は、当の物理学者を悩ませちゃってる問題だね。結論から言えば、スピンは粒子自身の自転運動とは何の関係もないよ。なのでスピンという名前自体が誤解の素なので、何か別の言葉に置き換えるべきだったんだけど、スピンの概念が定着したころには、膨大な記述変更に伴う混乱がありうるので今更変えられなかった、っていうところだね。

この研究についてひとこと新しい超伝導材料を設計する上で、電子の“カタチを見える化“する測定技術の開発は重要です。本研究では我々が開発した分光手法を駆使して超伝導体中における電子軌道のカタチを明らかにし、超伝導の鍵を握る電子が物質中の元素とどの様に結びつくのかを明らかにしました。将来的には一般的な電子軌道評価技術として定着し、物質設計に役立つことが期待されます。

東京理科大学の山本研究室で行われたオンラインセミナー「ゆらぎの定理の意味とその使い方」を公開します まだ教科書も出ていないような内容に関するセミナーなので、発表内容に関して大きな誤りがある場合もあるかと思います。その際は事実確認が取れ次第、固定コメントの方に訂正事項を追加していきますので、(優しく)ご指摘いただければ幸いです 以下、個人的な思いを綴ります 学生の頃から「セミナーはオンライン上に残してほしい」と常々思っておりました。なぜなら、地理的な理由で参加するのがそもそも難しかったり、場所が近くても必修の授業と被っているため 泣く泣く参加を断念したセミナーが数多くあったからです。 セミナー内容を撮影し、それを公開することの難しさは色々とあるとは思いますが、多くの場合、"発表内容に誤りを含む場合があり、それを公開するのは怖いから"だと思います。確かに自分とは違い、大学の先生は立

世の中で起こる出来事というのはだいたい複雑で理解しがたいものでありますが、ただ「複雑だ複雑だ」と言ってるだけでは何も理解できないままで終わってしまいます。幸いなことに我々人間には、出来事の本質を取り出して簡単なモデルを作る能力があり、そのモデルを調べることで出来事の性質を理解することができます。モデルの作り方は色々あると思いますが、その一つに微分方程式を使うものがあります。たとえば、世の中の多くの出来事は「入ってくるもの」と「出ていくもの」、そしてそれに伴う「変化」からなっていますが、それを (変化)＝(入ってくるもの)−(出ていくもの) という形の微分方程式であらわすことができます。このような形であらわされたモデルを力学系(Dynamical system)と呼びます。たいてい微分方程式は2本以上の連立微分方程式であり、そのほとんどは解を解析的な計算で求めることができない非線形力学系です

数学でいうと、自然数の様に非連続の数列で表現可能なものをデジタルと言う事にします。 数学でいうと、無理数の様に連続する数列で表現可能なものをアナログと言う事にします。 数学は、形式科学であり、公理系を選択する事により、現実の宇宙と整合しない論理体系を構築する事が出来ます。とはいえ、ZFCが私達の宇宙（この宇宙）と良く整合する体系で、それ以外の公理系を選択する意味は、この宇宙を記述するためにはそれほど意味が無いかもしれません。 さて、我々が住んでいる「この宇宙」に関して質問があります。 この宇宙では、真にアナログでないと表現できない物理量がありますか？ 一軒、アナログな物理量でも、ミクロレベルで観察すると、光の波動でオンとオフのディジタルに表現されているものを、マクロ的に見たときにアナログと扱って差し支えないモノなどは、除外します。 現代科学の知見による限り、限りなくミクロに観察しても、一考

理数系ネタ、パソコン、フランス語の話が中心。 量子テレポーテーションや超弦理論の理解を目指して勉強を続けています！ 世紀の７大難問のうちの１つである「ポアンカレ予想」という位相幾何学（トポロジー）の問題を証明したとして2006年にペレリマンというロシアの天才数学者がフィールズ賞を受賞した。４年に１度、数学の分野で功績を残した人に与えられる栄誉ある賞だ。 しかし、ペレリマンは受賞を辞退し賞金100万ドルを受け取らなかったばかりでなく、数学の世界から身を引いて隠遁生活に入ってしまった。理由は誰にもわからない。彼は若干４０歳である。 およそ100年間数学者を悩ませてきた「ポアンカレ予想」とペレリマンをテーマに、先日NHK BSで「数学者はキノコ狩りの夢を見る ～ポアンカレ予想・100年の格闘～」という番組が放送された。（地上波デジタルではそのダイジェスト版が放送された。） 今回僕が読んだ「トポロ

ヒトの、ひいては脊椎動物の色覚について、前回は基礎固めをした。 網膜にある視細胞には、桿体（かんたい）と錐体（すいたい）があって、桿体は薄暗いところでの「薄明視」用、そして、錐体は明るいところで働き、色覚に関係している。 視細胞が光を感じ取るには、視物質が必要で、その視物質はオプシンというタンパク質と、レチナールという色素でできている。 レチナールの方は、脊椎動物ではだいたい決まったものが使われるので、様々な色覚の違いは、主にタンパク質のオプシンのバリエーションによってもたらされる。 ヒトの錐体は、赤、緑、青の3色に対応するオプシンを持っている。 とりあえずここまでが、前回の復習だ。 では、これらのオプシンを使って、色覚というのはどんなふうに実現しているのだろうか。 河村さんは、こういうところから説き起こす。 「まず、色というのはそもそも光線にくっついているものでもなく、物質についているも

空気を肥料にする「窒素固定作物」は、ハーバー・ボッシュ法を代替できるのか？ – 名古屋大・藤田祐一教授インタビュー【後編】 空気中の窒素を自ら肥料に変換して生育する「窒素固定作物」。名古屋大学大学院生命農学研究科 藤田祐一教授は、そんな夢のような植物の創出を目指している。実現のカギとなるのが、一部の原核生物がもつニトロゲナーゼという酵素だ。ニトロゲナーゼは、大気中の窒素を還元してアンモニアに変換する能力をもつ。藤田教授は、葉緑体のモデルとなるシアノバクテリアや、モデル植物として広く研究に利用されているシロイヌナズナでニトロゲナーゼを作動させられるよう、研究を進める。 ニトロゲナーゼとの出会いとなった藤田教授の大学院生時代の研究について振り返った前編に続き、後編では窒素固定作物実現に向けた研究の現在地と実用化までの展望について聞いた。 ゼニゴケにはあってタバコにはない遺伝子を追求したら、10

§３．１　磁性を示すのはなぜか？ 磁性を示すのは、原子の磁気モーメント同士の間にそろえようとする相互作用があるからである。この「そろえようとする相互作用」を交換相互作用と呼ぶ。 基礎となる電子のハミルトニアンは、運動エネルギー（電子の運動）＋ポテンシャルエネルギー（クーロン相互作用）である。クーロン相互作用は電子と電子が反発しあう力で、電気の話であり、直接は磁気モーメントと関係なさそうに見える。これらの項が磁気モーメントとどう関係するかをまず理解する必要がある。 一番簡単な例は、水素分子である。１つの電子をもつ水素原子が２つくっついたときに、エネルギー準位は一重項と三重項に分かれる。このとき、一重項はS=0であり、三重項はS=1である。スピンがない一重項状態の方が（波動関数の重なり積分が大きくなるため）エネルギーが低くなり、２つの電子は一重項状態をとる。このようにクーロン相互作用（とパウリ