単一原子が量子的な波として広がっていく1920 年代、猫のパラドックスで知られるシュレディンガーは、波動方程式によって粒子が持つ波と粒子の二重性を表現することに成功しました。 新たな研究では単一の原子が波のように振る舞う様子を鮮明な画像として記録することに成功しています。 量子の奇妙な世界では、粒子は特定の場所に固まって「存在する」のではなく、空間のなかで「存在確率が分布する」というあやふやな状態にあることが知られています。 ですがシュレーディンガーの波動方程式を使うと、ある粒子が特定の場所に存在する確率密度を導き出すことが可能になります。 単一原子が量子的な波として広がっていく / Credit:Joris Verstraten et al . In-situ Imaging of a Single-Atom Wave Packet in Continuous Space . arXiv

ベテルギウスが「沸騰」しているせいで高速に見えていた？ベテルギウスは現在、星の寿命の晩期における「赤色超巨星」という段階にあります。 星は晩年になると水素が枯渇し、ヘリウムの核融合を始めます。ヘリウムの核融合は水素よりもエネルギー放射が大きいため、星の自重で表面を押さえきれなくなり大きく膨張します。 現在ベテルギウスはこの段階にあると考えられ、途方もない大きさに膨らんでいます。 この状態の星の表面をどのように定義するかは難しい問題ですが、便宜上星の表面と表現される部分は激しい熱対流によってボコボコと泡立って見えるのです。 対流とは、液体中の温度差などが原因で流動が引き起こされる現象で、日常生活でも水を沸騰させるときに観察できます。 ただベテルギウスの対流は水の沸騰とは比べ物にならないくらい巨大なスケールで起きています。 そのため表面でボコボコと沸騰する泡は最大速度は秒速30キロメートル近い

『不思議の国のアリス』では、主人公なアリスが迷い込んだ奇妙な世界が描かれています。 この「不思議の国」では常識的な物理法則が崩壊しており、物体のサイズや重さが変化し、時間の流れも簡単に逆転してしまいます。 しかし常識的な物理学の崩壊は、なにも不思議の国の専売特許ではありません。 量子力学の世界では、1つの物体が2つの場所に同時に存在し、何もない場所から粒子が現れては消えていくことが知られています。 そして誰かが観察をしない限り、世界を飛び回る粒子の状態を確定させることもできません。 ですが今回、米国のアマースト大学（AC）によって世界で初めて人工的に作られた「アリスのリング」は数ある量子世界の不思議さの中でも格別なものでした。 「アリスのリング」は物体が通過するとき、またはそれを通して他の物体をみたとき、その性質を変化させるという、極めて異常な性質があることが示唆されたのです。 研究者たち

血圧の高さが気になって「運動しよう！」と思い立っても、いきなりランニングやウエイトトレーニングを始めるのはハードルが高いものです。 そんな中、英カンタベリー・キリスト・チャーチ大学（CCCU）の研究が、老若男女を問わず、誰でも簡単にできる「アイソメトリック運動」が血圧の低下に効果的であることを発見しました。 またアイソメトリック運動は、難易度別に種類が豊富なため、自分の体力と相談しながら柔軟にメニューを変えられます。 さらに研究者によると、この運動は血圧低下の他にも様々な健康効果が期待できるとのことです。 では、アイソメトリック運動とはどんなものなのでしょうか？ 研究の詳細は、2023年7月25日付で医学雑誌『British Journal of Sports Medicine』に掲載されています。 Scientists Reveal The 2 Best Exercises to Low

DNAの末端にあるテロメアは細胞分裂のたびに短くなる特性から、ある種の寿命タイマーであると考えられていました。 しかし米国のノースカロライナ大学（UNC）で行われた研究により、染色体の先端にあるテロメアには、強力な活性を持つ2つの小さなタンパク質を生成可能であることが示されました。 この2つの小さなタンパク質は、一部のがん細胞やテロメア関連の遺伝疾患をもつ患者の細胞内に多く存在することが示唆されており、細胞の不調に応じて生産されるシグナル伝達の役割を果たしていると考えられます。 研究者たちは、テロメアが2つのシグナル伝達タンパク質をコードしている場合、がんや老化の仕組みや、細胞同士がどのように通信しているかについての、既存の常識がくつがえる可能性があると述べています。 しかし単調な繰り返し構造から成るテロメア（開始コドンを持たない）から、いったいどんな方法でタンパク質が作られたのでしょうか

同じ物体でも視点が違えば、全く異なる形にみえることがあります。 米国のハーバード大学で行われた研究によれば、これまで別物だと考えられていた「通過可能なワームホール」と「量子テレポーテーション」が、実は同じ現象に対して異なる解釈をしていたに過ぎないことが実験的に示されました。 現在物理学者たちの大きな悩みのタネの1つが、非常に小な世界を説明するための量子理論と、星が発する重力など非常に大きな世界を説明する一般相対性理論に、全く互換性がないということです。 しかし新たに行われた研究では量子プロセッサーに通過可能なワームホールの特性を疑似的に組み込むことで、量子力学と相対性理論の結び付けに成功します。 さらに「量子もつれ」の状態にある量子をワームホールの端と端に配置することで、量子の情報がワームホールの内部を一瞬で通過する「ワームホールを用いた量子テレポーテーション」つまり「ワームホールテレポー

鬼の居ぬ間に食事を済ませていた…クヌギの樹液場には多種多様な昆虫たちが集まりますが、その顔ぶれは昼と夜とで大きく異なります。 昼間に姿を見せるのはチョウ類やカナブン、ハチの仲間です。 中でもオオスズメバチは、圧倒的な戦闘力でヒエラルキーの頂点に君臨し、他の昆虫を追い払って樹液場を独占します。 他方で夜間に集まるのはカブトムシやクワガタ、ガの仲間です。 この中では、最もサイズが大きく丈夫な体を持つカブトムシがやはり有利な地位を占めています。 それでは、昼の王であるオオスズメバチと夜の王であるカブトムシが遭遇したら、どうなるのでしょうか？ この疑問に答えるべく、研究チームは山口県内のクヌギ林にて、樹液場に集まるカブトムシを観察。 すると明け方の5時頃に、数匹のオオスズメバチが樹液場にやって来て、カブトムシの脚に噛みつき、次々とクヌギから剥ぎ落としていったのです。 早朝の5時9分〜14分の間にカ

日本列島には何百、何千といった墳墓が点在しますが、その中で鍵穴のような形をしたものを「前方後円墳」と呼びます。 日本の古墳の代表的な形式であり、おもに3世紀中頃から7世紀初めにかけて建造されました。 一方、周囲への立ち入りが禁止されていることから、あまり研究が進んでいないのも事実です。 しかしこのほど、ミラノ工科大学（Polytechnic University of Milan・伊）により、新たな事実が判明しました。 それによると、前方後円墳の大半は、太陽や月が昇る方向に向いていることがわかったのです。 研究は、1月14日付で学術誌『Remote Sensing』に掲載されています。 The secrets of ancient Japanese tombs revealed: Satellite images show keyhole-shaped burials all face t

核融合技術に1つの区切りが見えてきました。 米国の国立点火施設（NIF）で行われた研究によれば、核融合炉の中枢である燃料部分で、外部からの入力よりも多くのエネルギーを放出することに成功した、とのこと。 これまで各国でさまざまな核融合実験が行われてきましたが、実はエネルギー収支は全過程において常に赤字でした。 つまり核融合を起こすために注ぎ込むエネルギーが、核融合によって生み出されるエネルギーよりも常に大きかったのです。 ですが今回、核融合反応の中枢部分において、ついにエネルギー収支を反転させることに成功しました。 研究内容の詳細は『プラズマ物理学のAPS部門の第63回年次総会』にて発表されました。

かつては活躍したCDやDVD、Blu-rayといった記憶媒体ですが、現在では使用頻度はかなり減っている印象があります。 その原因は1つにネット回線が飛躍的に向上したこともありますが、基本的なデータ容量が大きくなりすぎたこと、そして何より記憶媒体の寿命が短いことがあげられます。 一般的なCD、DVDの寿命はせいぜいが十数年程度とされています。 しかし、英国サウサンプトン大学では、フェムト秒レーザーというものを使ったBlu-rayの1万倍も密度の高い新しい記憶媒体を研究しています。 定期的にその成果が更新されているこの記憶媒体は、「5次元光ストレージ」と呼ばれていて、ディスク容量は約500TB、常温での寿命は実質無限だとされています。 この研究の詳細は、10月28日付で科学雑誌『OPTICA』に掲載されています。

マウスの20匹中19匹で腫瘍が完全に消滅したマウスの20匹中19匹で腫瘍が完全に消滅した / Credit:Canva . ナゾロジー編集部mRNAとは細胞に対して特定のタンパク質を作るように指示する分子です。 新型コロナウイルスのワクチンに含まれるmRNAも、ウイルスの体の一部（スパイク）を作る指令が含まれており、体内に注射されるとウイルスの断片を生産し、免疫の訓練を促します。 そこで今回、BioNTechとファイザーの研究者たちはmRNAの持つ命令能力を、がん治療に転用する方法を開発しました。 mRNAに、がんとの闘いを有利にするタンパク質の生産命令を乗せることができれば、治療に大きく役立つと考えたからです。 研究者たちは様々なタンパク質の生産命令を込めたmRNAを、がんになったマウスに注射し、効果が現れるかを確かめていきました。 結果、サイトカインの一種である4つのタンパク質（インタ

音波を使って触ることなく物体を掴む音響ピンセットという技術があります。 この技術にはさまざまなバージョンがありますが、これまで半球型の装置は音波を反射しやすい台の上の物体はうまく掴むことができませんでした。 東京都立大の研究者は、目標となるポイントへの精密な音波制御によって、初めて半球型超音波アレイを使って反射面から小さなポリスチレンボールを安定して持ち上げることに成功したと報告しています。 この研究成果は、6月2日に科学雑誌『Japanese Journal of Applied Physics』で発表されています。

太陽光と影を利用して時間を計測する「日時計」は、はるか昔から利用されてきました。現在でも公園などに設置されていることでしょう。 しかし、日時計は影によってできた針を確認するため見づらく、多くの人は実際に時計としてではなく、オブジェとして楽しむことがほとんどです。 そんな中、エンジニア「Mojoptix」は世界初のデジタル日時計を考案。デジタル日時計は太陽と影を利用していますが、現時刻を見やすいデジタル表記で教えてくれます。ネットを良く見る人なら、一度は動画を見かけたことがあるかもしれません。いったいどのような仕組みなのでしょうか？ 太陽光でピクセル表記するには？Credit:depositphotosデジタル時計は時計の針ではなく、画面に表示される画素（ピクセル）の集まりで時刻を表現します。 それぞれのピクセルをONまたはOFFにすることで、数字を作り上げるというわけです。 同じように、デ

ネオワイズ彗星を撮影しようとしたら「大量の人工衛星」に邪魔された写真が残念すぎる…!?　天文学者の怒りが炸裂 次に見えるのは6800年後と言われるネオワイズ彗星の美しい姿をフレームに収めようと、世界中で写真家や天文学者が夜空の撮影を行っています。 そんな写真家で天文学者でもあるDaniel Lopez氏が、撮影写真の一枚をネット上で共有し、遺憾の意を表明しています。 その画像が上の写真ですが、ネオワイズ彗星が撮影された写真の中にたくさんの白い縞模様が映っています。 夜空の露光撮影にお馴染みの、星の軌跡とも違うようですがこの白い筋は一体なんなのでしょうか？ 実はこれは大量の人工衛星です。Lopez氏は「人工衛星に撮影を邪魔された！」と嘆いているのです。 現在、天体観測を邪魔する人工衛星が天文学者や写真家の間でかなり問題になっているのです。 美しい夜空の写真を傷つける人工衛星。これは現代の利便

一般の人にとって、プログラマーの持つ知識と技術は別世界のもののように感じられます。 海外の研究者にとってもプログラマーの持つ特殊技能は興味の対象であったようで、古くは1980年代から、心理学的手法を使ったプログラマーの「特別な脳」の分析が行われてきました。 そんな中、近年の急速な神経科学の発展により、MRI（核磁気共鳴）やEEG（脳波測定）を用いて脳活動を可視化することが可能になってきました。 しかし、これまでの研究で可視化した脳領域は、読書やゲームといった日常生活時にも使われる汎用的な領域であり、プログラム時にだけ働く特異的な領域ではありませんでした。 そこで今回、ドイツのケムニッツ工科大学の研究者たちは、プログラム時にだけ働く「プログラム脳」の特定に挑戦。結果は、予測とは大きく異なるものとなりました。 なんと、プログラム時に働く脳機能は数学的能力や論理的推察力ではなく、会話時における相

一見、宙に浮いているように見えるこの構造物。 これはレゴブロックのカスタムモデル設計を手掛けている「JK Brickworks」が、「テンセグリティ」構造を利用してつくったものです。 実はこの不思議な構造は、世界中のあらゆるところに存在すると考えられており、その分野は自然界や人体にまで及びます。 テンセグリティの「無重力」の秘密は一体何なのでしょうか？