量子の不思議な世界や、人類の活用をひもといたポスター「量子と量子技術 量子コンピュータまでの100年！」が完成し、文部科学省が公開した。学習資料として毎年作成する「一家に1枚」シリーズの第21弾。
情報源: 不思議な「量子」を人類の味方に 一家に1枚ポスター、科技週間で新作 | Science Portal – 科学技術の最新情報サイト「サイエンスポータル」
文部科学省が、学習資料として毎年作成する「一家に1枚」シリーズの第21弾として「量子と量子技術 量子コンピュータまでの100年！」を公開しています。自分が子供の頃は学習資料としても量子関係の話は聞きませんでしたが、最近は量子コンピューターがニュースに上がるなど、より身近な存在になっているように感じます。
1秒 超高精度で1秒を刻む「光格子時計」の装置容量を、従来の920リットルから約4分の1にあたる250リットルまで小型化することに、東京大学大学院工学系研究科の香取秀俊教授らのグループが成功した。重さは
情報源: 超高精度で1秒を刻む「光格子時計」を小型化、東大など 「秒」の再定義へ | Science Portal – 科学技術の最新情報サイト「サイエンスポータル」
1秒の定義は計量単位令別表第一に「セシウム百三十三の原子の基底状態の二つの超微細準位の間の遷移に対応する放射の周期の九十一億九千二百六十三万千七百七十倍に等しい時間」と定められているようにCs-133から放出する特定の電磁波から決定されています。高校物理を履修された方は馴染みが有るかもしれませんが、電子がエネルギー準位を変えた際にそのエネルギー差に応じた波長の電磁波を出します。エネルギー差をΔE、プランク定数をh、振動数をνとしてΔE=hνと表せます。一般的に速度vの波に対する波長λと振動数fの関係はv=fλと表されるので、電磁波の場合、速度は光速のcとするならば、ΔEのエネルギー差に対応する波長は、λ=c/ν=ch/ΔE。また、ΔEのエネルギー差に対応する振動数は、ν=ΔE/hとなり、振動数が1秒間あたりの振動回数なので、周期Tは、T=1/ν=h/ΔEと表される。これを九十一億九千二百六十三万千七百七十倍したものが1秒と定めています。今週末は大学入学共通テストが(私の頃は大学入試センター試験と呼ばれていましたが)行われるとのことで、昔のことを少し思い出しました。
さて、この記事に上がっている光格子時計は、原子にレーザーを当てて吸収される電磁波の振動数から1秒を算出するそうですが、その誤差が現在の宇宙年齢の年数経過してもで数秒とのことで、新たな1秒の定義に用いられる可能性があるとのこと。今回の記事はその時計が小型化したとのことで写真を見るにディスクトップパソコンと同じくらいのサイズですね。また島津製作所が商用化を担うとのこと。精度も高くスカイツリーの上下に置いたところ一般相対性理論で示す重力差による時間のずれの測定もできたとのことです。そのため、地質の密度の違いによる重力の違いから地質調査に用いられる可能性もあるとのことで、今後の用途に着目したいところです。
小惑星の地球への衝突を核爆弾で防ぐ妙案、爆破はせず、最新研究 | ナショナル ジオグラフィック日本版サイト
地球に衝突する小惑星を核爆弾でどうにかしようというのは映画「アルマゲドン」でありましたが、こちらは核爆発により放射される電磁波で小惑星の表面を蒸発させ、それが推進剤となって小惑星の軌道を変えるといった話の様です。ただ地球に近づくほど大きなエネルギーが必要になるので、早めの発見が肝になりそうですね。
少し前から一部では話題担っていた常温超電導物質とされる「LK-99」について、追実験の結果、懐疑的な見解が示されつつあるようです。
https://gigazine.net/news/20230807-lk-99-superconductor-nature/
ところでWikipediaの検証状況を見たところ、国ごとに傾向が違うというのも興味深いところです。
https://ja.wikipedia.org/wiki/LK-99
今回の話題は以下の記事についてとなります。
情報源: 2019年ノーベル物理学賞は，物理的宇宙論における数々の理論的発見に対してジェームズ・ピーブルズ教授に、 また太陽と似た恒星の周りを公転する太陽系外の惑星の発見に対してミシェル・マイヨール教授とディディエ・ケロー教授の3名が受賞した。 | お知らせ一覧 | 一般社団法人 日本物理学会
今回受賞した理由を見ると、現在ではよく知られている内容について、理論を確立させたり、観測で示したことが、受賞に繋がったとなっていますね。
ピーブルズの功績として「宇宙誕生約3分後に形成されたヘリウムの存在量、約38万年後に起こった宇宙の再結合（電離水素が中性化する過程）」とありますが、宇宙の晴れ上がりについては、重元素の合成プロセスであったり、電磁波による観測の限界点であるとの話を学生時代に聞いたものですが、そういった話の根底となる基礎理論を確立させた点は確かに大きな功績だと思います。
因みに宇宙背景放射から宇宙年齢を測定する手法は現在も行われていて、精度を上て測定したところ、宇宙の年齢が従来よりも古かったという話が数年前にありましたね。
情報源: 宇宙は138億歳、従来説より1億年高齢: 日本経済新聞
また、マイヨールとケローの功績は、太陽系外の惑星の発見をしたこととありますが、その後の系外惑星の発見から、「我々の太陽系の”常識”からは考えられないほどの多様性を有していることが明らかとなっている。」ことが分かりつつあるようです。それは「太陽系外惑星という新たな研究分野を創設したのみならず、宇宙における地球の存在を相対化し、我々の世界観に革命をもたらした」とあるように、我々がこうして存在していることは（太陽系のハビタブルゾーンを抜きとしても）、そんなに当たり前でもなく、随分と運がいい結果と言えるかもしれませんね、
情報源: 2019年9月27日ニュース「南極のオゾンホールが半減！ 上空の気温の異常上昇が原因と気象庁」 | SciencePortal
8月末に起こった「成層圏突然昇温」と呼ばれる気温上昇により、南極上空の零下78度以下でできる極域成層圏雲(PSC)と呼ばれる特殊な雲の発生が妨げられた結果、PSCから放出される活性塩素原子が減少し、オゾンホールの進行が抑制されたとのこと。
オゾンホールの発生メカニズムは以下の気象庁のHPを参照
気象庁 | 南極でオゾンホールが発生するメカニズム
成層圏での気温上昇が原因とのことですが、温暖化とも関係あるのでしょうか？
情報源: 発電所、CO2目標を達成するにはすでに多すぎ、研究 | ナショナルジオグラフィック日本版サイト
このままのペースで途上国が発展していくと、気温が何度上がるといった話は聞きますが、現状維持でも多すぎるとのこと。
今の生活を変えるというのは、なかなか難しいので、例えば照明をLEDに変える、建物の断熱性を上げるなどして、消費する電力を減らしていく取り組みが進むといいですね。
「160億年で１秒しか狂わない」時計を開発 NHKニュース.
宇宙の歴史を考えると確かにその凄さが分かりますね。
ニュース – 科学＆宇宙 – 太陽両極の磁場異変を確認 – ナショナルジオグラフィック 公式日本語サイト（ナショジオ）.
これは内部で電離しているガスが複雑な動きをしているという事でしょうか。地球のダイナモ効果と同じ様なものかと思っていたんですが違うんですかね。ところで以前の寒冷期と似た状態と言われていますが、温暖化の話も絡めた問題提起が起きるのか気になります。
情報収集衛星打ち上げ ４基の監視体制実現へ、Ｈ２Ａ１６回連続成功 – MSN産経ニュース.
成功して当たり前という期待感を背負った日本の宇宙開発事業ですが、今回も成功して良かったですね。やはり日本独自で人工衛星を打ち上げられるというのは大きいですね。さて昨今の国際事情から今回の衛星の役割は大きいですが、今後は打ち上げた衛星の運用の面で注目をされそうですね。