広島大学は、電気回路において擬似的なブラックホールを創生し、それを用いたレーザー理論を構築することに成功し、現在の技術では実際のブラックホールでの観測が不可能なホーキング輻射を観測可能にし、一般相対性理論(重力)と量子力学を統一する「量子重力理論」の完成に向けた取り組みを加速することになると発表した。 同成果は、広島大大学院 先進理工系科学研究科の片山春菜大学院生によるもの。詳細は、英オンライン総合学術誌「Scientific Reports」に掲載された。 自然界に存在する電磁気力、強い力、弱い力、重力の4つの力をすべて統一できるとされる超大統一理論は、重力を扱う一般相対性理論と、量子の世界を扱う量子力学を結びつけることができれば完成するとされることから、「量子重力理論」などとも呼ばれるが、重力と量子の世界は折り合いが悪く、その統一は困難とされ、4つの力の統一にはまだ長い時間がかかるとさ

スイスのジュネーブ近郊にある欧州原子核研究機構（CERN）のATLAS検出器。ATLAS実験チームは今回、別の実験チームとともにヒッグス粒子の崩壊を観察した。（PHOTOGRAPH BY BABAK TAFRESHI, NATIONAL GEOGRAPHIC CREATIVE） 物理学者たちは数十年前から、「神の素粒子」と呼ばれるヒッグス粒子を探してきた。宇宙を満たし、物質に質量を与えると考えられてきた粒子だ。ヒッグス粒子は2012年にようやく発見され、存在を予言した物理学者がノーベル賞を受賞した。そして今回、物理学者らがヒッグス粒子のボトムクォークへの崩壊を観察し、新たな洞察を得た。（参考記事：「「科学の大発見」はもうない？」） この研究は、ヒッグス粒子の崩壊を予測していた理論素粒子物理学にとっても、数十年がかりで実験装置を建造した欧州原子核研究機構（CERN）にとっても、非常に大きな業

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アインシュタインが約１００年前に存在を予言した「重力波」の観測に成功したと２８日、イタリアなどの国際共同研究チームが発表した。重力波は２年前に米国で初観測され、今回が４回目。欧州で観測されたのは初めて。 重力波は、非常に重い天体が高速で運動すると、より強く発生する。今回の観測は８月１４日。２０１５年に初めて重力波をとらえた米国２カ所にある観測施設「ＬＩＧＯ（ライゴ）」に加え、欧州の観測施設「Ｖｉｒｇｏ（バーゴ）」でも同時に観測された。地球から１８億光年離れた場所で太陽の３１倍と２５倍の重さの二つのブラックホールが、互いの周囲を回りながら合体して発生したとみられる。 Ｖｉｒｇｏは長さ３キロのパイプをＬ字形に直交させ、内部に通したレーザー光を使って重力波をとらえる巨大な装置。フランス、イタリアなど欧州の２０カ国が参加してイタリアのピサ近郊に設置。観測開始からわずか２週間後に重力波をとらえた。

離れた物質の間を情報が瞬間移動する「量子テレポーテーション」と呼ばれる現象を利用して、現代のスーパーコンピューターをはるかにしのぐ新型の量子コンピューターの基本原理の開発に成功したと東京大学の研究チームが発表しました。 量子コンピューターをめぐっては、ＮＡＳＡやグーグルが別の原理で作られたカナダのベンチャー企業の実用化モデルを購入し研究を進めていますが、研究チームは今回の基本原理を使えばこれを大きく上回る性能の究極の量子コンピューターを生み出せるとしています。 研究チームは、２つの離れた物質の間で情報が光の速度で瞬間移動する「量子テレポーテーション」と呼ばれる現象に注目しました。 この現象は量子と呼ばれる光の粒など極めて小さな世界で起きるもので、アインシュタインはこれを引き起こすものを「奇妙な遠隔作用」と呼んでいました。 例えば光の粒を人工的に２つに分けて離れた位置に置き、一方に２、もう一

1つの量子テレポーテション回路を繰り返し利用 東京大学工学系研究科教授の古澤明氏と同助教の武田俊太郎氏は2017年9月22日、大規模な汎用量子コンピュータを実現する方法として、1つの量子テレポーテーション回路を無制限に繰り返し利用するループ構造の光回路を用いる方式を発明したと発表した。これまで量子コンピュータの大規模化には多くの技術課題があったが、発明した方式は、量子計算の基本単位である量子テレポーテーション回路を1つしか使用しない最小規模の回路構成であり、「究極の大規模量子コンピュータ実現法」（古澤氏）とする。 今回発明した光量子コンピュータ方式。一列に連なった多数の光パルスが1ブロックの量子テレポーテーション回路を何度もループする構造となっている。ループ内で光パルスを周回させておき、1個の量子テレポーテーション回路の機能を切り替えながら繰り返し用いることで計算が実行できる 出典：東京大

ケンブリッジ大学の研究チームは、アインシュタインの一般相対性理論が成り立たなくなる「裸の特異点(Naked Singularity)」が、4次元時空(空間3次元＋時間1次元)において存在できるとする研究結果を発表した。これまで、5次元以上の高次元空間については裸の特異点が存在する可能性が指摘されていたが、私たちの住んでいるこの宇宙と同レベルの次元であっても裸の特異点が存在しうることを示すシミュレーション結果が得られたのは今回がはじめてであるという。研究論文は、物理学誌「Physical Review Letters」に掲載された。 ブラックホールの内部では質量が中心の一点に集中しており、この点では、密度と時空の曲率が無限大になると考えられている。そこでは、無限大の密度などを計算で扱うことができないため、アインシュタインの一般相対性理論を含む既存の物理法則が成り立たなくなる。このように無限大

「1日」や「1秒」の長さはどのように決められているのでしょう。 古くは、地球の自転を基準にして「1日」という長さが決められ、その24分の1を1時間、さらにその60分の1を1分、その60分の1を1秒としていました。しかし、時間を測定する技術が進歩して、原子時計で正確な時間が測定できるようになると、実は地球の回転速度にはムラがあり、いつでも同じ速度で回転しているわけではないことがわかってきました。 もし、地球の自転が遅い状態が続いたり、自転の速い状態が続いたりすると、地球の自転によって決まる時刻と原子時計によって決まる時刻のずれが大きくなります。そのようなとき、時刻のずれを修正するために「うるう秒」を実施します。地球の自転速度は、原子時計と比較されながら観測が続けられていて、地球の自転と原子時計によって決まる時刻の差がプラスマイナス0.9秒の範囲に入るように、うるう秒による調整がおこなわれてい

自然界にある4つの力といえば、重力、電磁力、原子核をまとめる弱い力、強い力。でもまだ未解明の第5の力があるとしたら？ 昨年ハンガリー科学アカデミーのAttila Krasznahorkay博士率いるチームがその第5の力が働いているとしか思えない異常な放射性崩壊を発見し｢Physical Review Letters｣に発表する事件がありました。専門家の間では半信半疑で受け止められ、大きなニュースにもならなかったんですが、このほど米カリフォルニア大学アーバイン校のJonathan Feng教授率いる理論物理学チームが検証してみたところ、ハンガリーチームの実験と結論にはなんら欠陥が認められないことが大判明、｢ガチで第5の力なんじゃ!?｣と学会が騒然となっています。 自然界に第5の力が存在するのではないかという話は以前からありました。ひとつには、素粒子物理学の標準模型ではダークマター（観測可能な

佐野 雅己（物理学専攻 教授） 玉井 敬一（物理学専攻 大学院生(博士課程１年)） 発表のポイント 整った流れ（層流）が乱れた流れ（乱流）に遷移するときに従う普遍法則を実験で見いだした。 最大級のチャネル実験装置を製作すると同時に、普遍的な法則の検証に必要な新たな測定解析手法を考案したことが発見のポイントだった。 乱流への遷移の理解は省エネルギーなどに不可欠であるだけでなく、自然界に普遍的に存在する不規則現象の理解に繋がる。 発表概要 我々の回りは空気や水などの流体で満ちています。整った流れは層流と呼ばれ、乱れた状態は乱流と呼ばれます。しかし、層流がいつどのようにして乱流に遷移するのか、そこにどんな法則があるのかは、130年以上にわたる未解決問題でした（注1）。流体の方程式が非線形性（注2）のため数学的に解けないことや、実験的にも乱れの与え方にさまざまな可能性があることが理解を阻んできまし

アインシュタインが一般相対論を出して、今年で１００周年。空間を２次元にしたモデルでは「時空の曲がりが重力を生み出す」という話も、割と簡単に。

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。