光子の衝突は空間に対生成を引き起こす光子の衝突は空間に対生成を引き起こす / Credit:Canva . ナゾロジー編集部私たちの目には見えるけれども手で触れることのできない光。 この光が、ある特殊な条件下で物質を生み出すことができると聞いたら、あなたはどう思うでしょうか？ まるでSF映画のような話ですが、これは科学の進歩がもたらした現実の物語です。 この現象の核心は、「光子同士の衝突が物質を生成する」ということです。 光子とは、光を構成する粒子で、通常は質量を持ちません。 しかし、高エネルギーの状態で光子同士が衝突すると、電子と陽電子という質量を持つ粒子が生まれるのです。 これはアインシュタインの有名な式E=mc²、つまりエネルギーと質量の等価性を具現化したものです。 光子が物質を生成するこの能力は「場の理論」を理解するにあたり非常に重要です。 私たちの住む宇宙には、電磁場や重力場など

2023年のノーベル物理学賞は「物質中の電子ダイナミクスを研究するためのアト秒パルス光の生成に関する実験的手法」に対して，米オハイオ州立大学のピエール・アゴスティーニ（Pierre Agostini）名誉教授，マックス・プランク量子光学研究所のフェレンツ・クラウス（Ferenc Krausz）教授，スウェーデン・ルンド大学のアンヌ・ルイリエ（Anne L’Huillier）教授の3氏に授与される。 電子は文字通り目にもとまらぬスピードで物質中を移動する。その動きを撮影するカメラがあれば，様々な物理現象の解明や材料開発に役立つ。しかしそのためには，ごく短い時間だけ光る「フラッシュ」が必要だ。フラッシュが光る時間が長いと，その間に電子が動き回ってブレてしまう。 まず，1980年代の後半に原子のレベルで化学反応を捉える手法が登場した。フェムト（10-15，つまり1000兆分の1）秒だけ光るレーザ

承前：https://anond.hatelabo.jp/20230916001142 前回の記事の反響の中で、「エンタルピーについても解説して欲しい」というご意見を複数いただいた。 エンタルピーはエントロピーと同じく熱力学・統計力学に登場する概念で、名前の紛らわしさもあってか、初学者がしばしば「分からない」と口にする用語の一つである。 だが、実は、エンタルピーの難しさはせいぜい「名前が紛らわしい」くらいのもので、エントロピーと比べてもずっと易しい。 本記事では、「エンタルピーがエントロピーとどのように関連するのか」というところまでをまとめておきたい。前回の記事よりも数式がやや多くなってしまうが、それほど高度な数学的概念を用いることはないので安心して欲しい。 まずは、円筒形のコップのような容器に入っている物質を考えて欲しい。 容器の内側底面の面積をAとし、物質は高さLのところまで入っている

宇宙の大規模構造の変化は既存の理論では理解できない宇宙の大規模構造の変化は既存の理論では理解できない / Credit:矢作日出樹、長島雅裕/武田隆顕/国立天文台４次元デジタル宇宙プロジェクト全てがビッグバンによって誕生してから137億8700万年。 宇宙は光の速度を超える速さで膨張を続け、その直径とも言える「観測可能」な宇宙の広さは137億年よりも遥かに大きい、930億光年（28ギガパーセク）に及ぶと考えられています。 そしてこの広大な宇宙には、無数の銀河が網状に分布する「大規模構造」が構成されています。 ただこの大規模構造も不変の存在ではなく、時間が経過するにつれて銀河たちはお互いの重力で接近し合い、網の太さが圧縮され高密度化する一方で、網の目の部分からはますます物質が少なくなっていくと考えられています。 私たちの天の川銀河も隣にあるアンドロメダ銀河と重力で互いに引き合っており、40億

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「エントロピー」という概念がよくわかりません。 - Mond https://mond.how/ja/topics/25cvmio3xol00zd/t242v2yde410hdy https://b.hatena.ne.jp/entry/s/mond.how/ja/topics/25cvmio3xol00zd/t242v2yde410hdy 「エントロピー」は名前自体は比較的よく知られているものの、「何を意味しているのか今一つ分からない」という人の多い概念である。その理由の一つは、きちんと理解するためには一定レベルの数学的概念（特に、微積分と対数）の理解が必要とされるからであろう。これらを避けて説明しようとしても、「結局何を言いたいのかすっきりしない」という印象になってしまいやすい。 「エントロピー」を理解し難いものにしているもう一つの理由は、「エントロピー」という概念が生まれた歴史的経緯

「エントロピー」という概念がよくわかりません。部屋は汚くなるが、キレイにはならない、みたいな例えをたまに聞きますが。。。良ければこの概念を理解するために有益そうなことを教えて頂きたいです。 「エントロピー」が何であるのか理解しづらいのは、エントロピーが複数の分野で異なる対象に対して異なる方法で定義されているからです。勿論異なる定義の量が同じ「エントロピー」という名前で呼ばれているのは、それらに似ている側面が少なくないからですが、しかし基本的設定や定義が異なることは意識しておくとよいでしょう。 熱力学は、「マクロな平衡状態の系の遷移」を扱う分野です。平衡状態というのは、大雑把に言えば、完全に緩和が終わった後の、流れもなく一様な状態のことです。例えば一様な水とか気体とかはその例です。熱力学における「エントロピー」は、断熱操作で状態が移り変われるかを特徴づける量として定義できます。断熱操作という

ニュートリノ？ 陽子？ 宇宙の謎？？？ 「どれも難しそうだけど、ハイパーカミオカンデの ことがちょっと気になる」 そんなあなたのために、いろんな角度から ミテ・ヨンデ楽しめる記事をご用意しました。 この巨大実験装置、かなりおもしろいんです ガイド 早戸 良成 准教授 Yoshinari Hayato 武長 祐美子 Yumiko Takenaga （東京大学宇宙線研究所神岡宇宙素粒子研究施設）

小型の中性子線装置（RIKEN Accelerator-driven compact Neutron Systems＝RANS）2号機の前で説明する大竹淑恵さん 理化学研究所（理研）に勤める物理学者の大竹淑恵さんは、日本中性子科学会の学会賞を2022年に受けた。中性子（ニュートロン）という粒子を使って、橋や道路などのインフラの内部を「透視」する技術の開発をリードする。標準化を目指す「ニュートロン次世代システム技術研究組合」の理事長でもある。 【写真】若い意欲にあふれたまなざし。東海村にある原研３号炉で実験していたとき 自ら「遅咲き」という。研究が軌道に乗ったのは50代に入ってから。30代後半から心身の不調に悩まされ、家族の看護と介護に翻弄された時期もあった。最初の結婚は6年間で終わり、40歳を過ぎて踏み切った17歳年下との事実婚は2年前に解消。「私はいつも男の人を養っちゃう。それで、相手が

【11月19日 AFP】仏パリ近郊のベルサイユ宮殿（Versailles Palace）で開催された第27回国際度量衡総会で18日、メートル法を基本とする国際単位系（SI）に「ロナ」や「クエタ」などの新たな接頭語4種を追加することが決まった。 一般になじみが深い「キロ」や「ミリ」と同じ接頭語に新たに加えられたのは、10の27乗を表す「ロナ」、10の30乗を表す「クエタ」、10のマイナス27乗を示す「ロント」、10のマイナス30乗を示す「クエクト」の四つ。 SIに新たな接頭語が追加されるのは31年ぶり。これまで最大だったSI接頭語は10の24乗を示す「ヨタ」で、1991年に制定されていた。 新たなSI接頭語制定を推進した英国立物理学研究所（National Physical Laboratory）の度量衡学責任者リチャード・ブラウン（Richard Brown）氏によると、その「ヨタ」でさえ

千葉大学が全国で初めて導入した「飛び入学制度」 1998年1月、佐藤和俊さんの人生は、一変した。 「飛び入学　3人合格」 当時、高校2年生だった佐藤さんには、新聞の見出しが面はゆかった。 「科学技術の最先端を切り開く人材を育てたい」と、千葉大学が全国で初めて導入した飛び入学制度。「高校に2年以上在籍した特に優れた資質を持つ17歳以上の生徒」に大学の入学資格を認めるもので、中央教育審議会がこの前年6月に制度化を答申していた。 合格者3人のうちの1人に選ばれた佐藤さんは、17歳の春、「大好きな物理の勉強に没頭できる」と意気揚々と大学の門をくぐった。 あれから22年。佐藤さんは今、大型トレーラーの運転手となって、夜明けの街を疾走している。 普通の入試では、千葉大に合格できそうにない あれは高校2年の、夏の朝のこと。私立成田高校（千葉県）の担任教師が、「千葉大学が『飛び入学』を始めるそうだ。誰か挑

まっすぐ落ち続けるとやがて地球の中心に到達し、そこまで落ちてきた勢いで今度は反対側の地表付近まで上がってこられるだろうか。 この地球の反対側のことを対蹠地(たいせきち)というんだね。また貴重なことを知ってしまった。

抜群によい質問です。簡潔でかつ奥が深い。身近な現象と量子論の深いメカニズムをつなげる本質的な問いです。何が言いたいかというと、難しくて私にはちゃんと説明できません。どうしましょう。でもこれでは答えになっていませんね。少し考えてみましょう。 棒磁石を２つに折って分けるととアラ不思議、折ったところにN極とS極が勝手に現れて、２つの磁石ができあがる。だったらもっと折ってみたらどうだろう。４つ、８つ、...。どこまで小さく折っても磁石のままなんだろうか。もっともな疑問ですよね。分子レベルになったらどうだろう。それは場合によるでしょう。でも確実に言えるのは、もっと分解して原子核と電子に分けてみたときです。そう。１つの電子は磁石なのです。 電子は自転しています（スピンといいます）。電荷をもつものが回転すると磁石になります。電子は小さな素粒子ですが、一つの立派な磁石です。 問題は、原子や分子など、大きく

匿名で質問やメッセージを送れます。 返信はTwitterのつぶやきになります。 ブログに書いて欲しい事のリクエストなどもゆる募。 homlaの質問箱です | マシュマロ

リンク note（ノート） 『凝縮系物理学』§３：金属における磁気秩序｜yukishiomi｜note §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 1 user

はじめに　「量子力学」を考える上での注意量子力学が難解な学問という認識は、誰もが抱いているでしょう。 では、なぜ量子力学は難しいのでしょう？ その理由は、量子力学が本来は頭の中でイメージできるような概念を持っていないためです。 とはいえ、量子力学に関するさまざまな図解やたとえ話は、誰でも一度は目にしたことがあると思います。 しかし、実のところ、それらはすべて厳密には正しくないのです。 物理学とは、ニュートンからはじまり、目に見える現象の数々を説明する学問として発展してきました。 ところが、あるときこの理論が崩れ去り、既存の理論では一切説明のつかない事実が次々と発見されたのです。 それはたとえば、光が波として見ても、粒子として見てもどちらでも成立してしまう、という問題です。 これは頭でイメージしようとしても（あるいは図に描こうとしても）、思い描くことが不可能です。 そのため、物理学者たちはこ