愛媛大学は3月10日、118種類の原子すべてをまとめた周期表に記載されていない、仮想的な原子からできているかのように振る舞う物質を発見し、その物質中では質量がゼロの特殊な電子が光速に近い速度で動き回っていることも発見したと発表した。 同成果は、愛媛大大学院 理工学研究科の内藤俊雄教授らの研究チームによるもの。詳細は、結晶学に関連する全般を扱う学術誌「Crystals」にオンライン掲載された。 現在の科学では原子番号1の水素から同118のオガネソンまで、118種類の原子の存在が確認されており、それらはすべて周期表に記載されている。研究チームは、さまざまな分子からなる伝導性物質や磁性体などを長年にわたって研究してきており、これまでも、紫外線を当てたときだけ金属に変わる有機物など、ほかの物質には見られない機能を持った新しい物質を発見してきたという。今回の研究もそうした一連の流れとして、新しい物質
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ウクライナ国立学士院の科学者、ヴラディスラフ・キセレス教授が、充電なしで12年間も電池が持つ小型バッテリーを開発した。画期的なこのバッテリーは、ウクライナで開催中の世界的な発明コンクール「シコルスキーチャレンジ 2016」のグランプリ候補としてノミネートされている。自ら発電するバッテリーマッチ箱ほどの大きさのそのバッテリーは、正確にはバッテリーと呼べないのかもしれない。なぜなら、充電した電気を放出するのではなく、バッテリー自らが発電し続けるからだ。その秘密は、トリチウム（三重水素）という元素にある。トリチウムは放射性元素のひとつで、弱いβ線（電子）を放出している。このバッテリーにはトリチウムが用いられ、そこから放出される電子を利用する仕組みになっている。なので、電気は継続的に発生し続けるわけだ。発電は、トリチウムの半減期が来るまで12年間続く。放射能の危険は？こう聞けば誰でも「放射能の危険
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宇宙誕生直後の状態を再現して、物質や時空がどのように生まれたのかという謎に迫る巨大加速器「国際リニアコライダー（ＩＬＣ）」を、北上山地に造りたいと岩手県が熱望している。国際協力で建設するが、費用は１兆円以上。文部科学省は予算のめどがたたないこともあり慎重だ。造るべきかどうか。あなたはどう思いますか？ 電子や陽子などを光速近くまでに加速し、衝突させる実験は物理学の基本原理の解明に大きく役立ってきた。現在の最大の加速器は、スイスとフランスにまたがる１周約２７キロの円形加速器ＬＨＣだ。欧州合同原子核研究機関（ＣＥＲＮ）が運営し、２０１２年に陽子衝突実験で「最後の未発見粒子」といわれたヒッグス粒子を発見した。 しかし、ほかにも未発見の粒子があるかもしれない。時間と空間の構造が現在の常識とは違う可能性もある。謎を解くには、ヒッグス粒子をたくさんつくり、その性質を詳しく調べるのがいい。そのために構
チョコレートを電子レンジで加熱すると定常波の波長により光速が求まる！…という定番の科学実験を検証してみました。※巻末に重要な追記があります 光速c(m/s) = 波長λ × 周波数Hz 光の速さは電磁波の波長と周波数によって求められます。 アルマン・フィゾーは光の干渉によって光速を肉眼で体感できるレベルに落とし込みましたが、150年後に生きる我々には電子レンジという強力な武器があります。そう、電磁波と言えば電子レンジですね！（違） …ということで電子レンジを使って光速を計測する定番実験を検証します。 ちなみに本実験はターンテーブルつきのレンジだと成立しません。今回はターンテーブルがないタイプのレンジを使いましたが、回転皿つきの機種をお使いの場合は説明書の注意に従って取り外して下さい。
【追記】2015年7月19日 電子レンジで食べ物の中の水分が温まることにも関係しています。電子レンジのスイッチを入れると、周波数が２４５０メガヘルツ、つまり１秒間に２４億５千万回も電界の向きが交代するマイクロ波が発生します。 電子レンジで水が温まる理由として、よく、「水分子が電磁波で揺すぶられ（振動させられ）、水分子同士がその摩擦熱で温まる」という説明を見かけます。これは、30字程度で精一杯の説明としては意義がありますが、物体同士の摩擦による熱の発生を水分子に当てはめるのは違和感があります。 水分子は、分子内で極性がキャンセルされない極性分子なので、分子内で電気が偏った電気双極子と考えられます。 まず水分子1個に電子レンジのマイクロ波を当てたとします。はじめ、このマイクロ波の電界（電場）の向きと水分子の電気双極子の向きが平行であるとします。すると、マイクロ波の電界が電気双極子と同じ向き、つ
Ｑ：電子が電線の中を移動する平均速度はどれくらい？ Ａ：人が歩く程度の速さ。 電気は電線の中のどこを流れて行くのだろうか。 電線は普通、固い金属でできている。 穴があるわけでもないし、溶けて液体になるわけでもない。 その中を、何らかの実体を持つ電子が移動するというのは、考えてみれば実に不思議な話だ。 およそ物質というものは、原子核と電子から成り立っている。 電子は、原子の中心である原子核の周囲を「波のように雲のように」取り巻いている。 （量子力学のつまずきの石 d:id:rikunora:20080417 ） 電流とは電子が移動することなのだから、つまり「物質の構成要素そのもの」が移動している、ということになる。 そう思うと、ここで１つの疑問が湧いてくる。それは 「電流が流れることによって、物質が溶けてしまわないのか？」 ということだ。 電子は物質の構成要素そのものなのだ。 それが移動する
星のかけら 核融合
私の働く「自然科学研究機構 核融合科学研究所」の主力装置である「大型ヘリカル装置（通称、LHD）」が、2017年から行ってきた「重水素実験」を、2022年12月27日に完了しました（外部リンク： 核融合科学研究所のHP ）。重水素実験というのは、水素の同位体である 重水素 ガスを用いたプラズマ生成実験です。（核融合反応を起こす核融合実験ではありません。）重水素をもう少し説明すると、下の絵のように、水素の原子核は陽子1個であるのに対し、重水素には、陽子に中性子がくっついています。水素と重水素は化学的性質はほとんど同じですが、重水素の方が重さが2倍になります。また、重水素は自然界にも0.015%だけ存在しています。 どうして重水素を用いた実験を行ったかというと、現在各国が開発している 核融合発電で使う燃料 は、重水素と 三重水素 （これは3倍重たい水素）の2種類の水素の混合ガスなのですが、水素
山下穣 理学研究科助教、芝内孝禎 同准教授、松田祐司 同教授の研究グループは、加藤礼三 理化学研究所主任研究員らの研究グループと共同で、量子力学的な零点振動と幾何学的フラストレーションの効果により、絶対零度まで凍結しないスピンの液体の研究を行いました。この研究により、量子スピン液体状態はこれまで知られていなかった驚くべき性質を極低温で示すことを発見しました。通常電気を流すものは熱を良く伝えます。このような常識に反し、本研究の量子スピン液体状態は、電気を全く流さない絶縁体の状態であるにもかかわらず、金属と同じくらい熱をよく伝えるというもので、絶対零度における物質の全く新しい凝縮状態の理解へつながります。 本成果は、2010年6月4日に米国科学誌「Science(サイエンス）」に掲載されました。 論文名： "Highly Mobile Gapless Excitations in a Two-
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