イメージング技術は「電波望遠鏡アレイによる遠方銀河のマッピング」から「細胞内部の微細構造の解明」に至るまで、さまざまなブレイクスルーを支えてきました。しかし、依然として「扱いにくいレンズや厳格な調整制約なしに、可視波長域で高解像度・広視野画像を撮影することができない」という根本的な障壁が残っています。コネチカット大学で生物医学・生物工学イノベーションセンター(CBBI)の所長を務めるグオアン・ジェン氏ら研究チームが、科学・医学・産業全体にわたって光学イメージングを再定義する可能性のある画期的なソリューションを発表しました。 Multiscale aperture synthesis imager | Nature Communications https://www.nature.com/articles/s41467-025-65661-8 New image sensor breaks

スペインのバルセロナ大学と米メリーランド大学に所属する研究者らが発表したプレプリント論文「Partially hyperbolic dynamics in the 3-body problem」は、3つの天体が重力で引き合いながら動くとき、その運動が本質的に複雑になる数学的な仕組みについて解明したとする研究報告である。この複雑さは偶然ではなく、系に最初から組み込まれた頑健な性質であることが証明されたという。 SF作品『三体』では、3つの太陽を持つ惑星系に住む異星文明が描かれる。3つの太陽の動きが予測できないため、灼熱と極寒が不規則に訪れ、文明は何度も滅亡と再生を繰り返す。この設定の元になっているのが、物理学と数学における「三体問題」だ。 ▲『三体』（劉慈欣 著／大森望、光吉さくら、ワン・チャイ 訳／早川書房） 宇宙に3つの天体があり、互いに重力で引き合いながら動いているとする。三体問題はこ

ヒッグス粒子を発見した欧州合同原子核研究機構（CERN）の施設。（FONS RADEMAKERS, CERN/SCIENCE PHOTO LIBRARY） 21世紀に入って早25年が過ぎようとしている。ここまでの道のりは決して平坦ではなかった。しかし、科学とテクノロジーの分野における数々の目覚ましい発展は、世界をより良い方向へと導いてきた。ここでは物理と天文学の分野で過去の四半世紀に起こった最も刺激的なブレイクスルーを集めてみた。（参考記事：「過去25年間で最も偉大な科学のブレイクスルー：生命科学編」） グラフェンの発明 炭素原子が六角形の格子状に並んだグラフェンは、知られている限り最も薄く、それでいて最高レベルの強度を持つシート素材だ。1947年に初めて提唱されたが、実際に研究室で初めてグラフェンが作られたのは2004年になってからだった。この功績に携わった科学者たちは、2010年にノー

宇宙の物理学とブラックホールの物理学には類似点がある。このことから、一部の宇宙論研究者は、私たちの宇宙はブラックホールの中で生まれたのではないかと考えている。（PHOTOGRAPH BY NASA GODDARD） 星空を見上げると、宇宙が無限に広がっているように思えるものだ。しかし、宇宙論研究者は、宇宙は有限だと知っている。第一に、宇宙論の最良のモデルは、空間と時間に始まりがあったことを示している。「特異点」と呼ばれる原子以下の点だ。この高温高密度の点は、ビッグバンが起きたとき、急速に外側へと膨張した。 第二に、観測可能な宇宙は「事象の地平面」と呼ばれる境界に囲まれている。宇宙は超光速で膨張しているため、その先は観測不能な断崖絶壁だ。最良の望遠鏡でさえ到達できないほど遠すぎる領域がある。（参考記事：「最新望遠鏡で原始の宇宙へ」） 特異点と事象の地平面という2つの要素は、ブラックホールの重

物理学者らは未だ量子力学の奇妙さに困惑しており、その真の意味について合意できていないことが『Nature』の調査で判明 量子力学の誕生から100年。その方程式はスマートフォンから医療機器まで、現代文明の根幹を支えている。しかし、その理論が描き出す「現実」の本当の姿は、いまだ深い霧の中だ。この奇妙な状況を裏付けるように、科学誌『Nature』が実施した史上最大規模の調査が、物理学界の根深い意見の対立を白日の下に晒した。なぜ専門家たちは、この世界の根本について、これほどまでに意見が割れているのだろうか？ 100年の節目に露呈した「量子世界の深刻な分裂」 事の発端は、ちょうど100年前の1925年7月。若き物理学者Werner Karl Heisenberg（ヴェルナー・ハイゼンベルク）が、同僚のWolfgang Ernst Pauli（ヴォルフガング・パウリ）に「燃やすべきか、完成させるべきか

こんにちは！ かがみあやかと申します。 私はInstagramやnoteで物理学系クリエイターとして 物理学の発信をしています。 北海道大学理学部物理学科を卒業し、修士課程（物理学専攻）を修了。 その後は企業で研究開発職として働いていました。 Instagramを中心に、物理学の用語（電磁波や放射線、量子力学など）に関する誤解が多いことを感じ 少しでも正しい知識を知ってもらいたいという気持ちで発信活動をしています。 さて、先ほども少し触れましたが 最近SNSを中心に「量子力学」という言葉がよく見られるようになりました。 書店に足を運ぶと、自己啓発やスピリチュアルコーナーにも「量子力学」の文字が躍る本がずらりとならんでいます。 しかし、こういったところで見かける量子力学は 本来物理学で研究されている量子力学とはまったく中身が異なるものです。 よくよく見てみると 「引き寄せの法則は量子力学で証

拍手の音の主な正体は、両手がぶつかりあう音ではない――。そんな驚きの事実を米日の研究チームが明らかにした。空きびんの飲み口に息を吹き込んだときに音が鳴るのと同じ現象だという。成果は米科学誌フィジカル…

2014年から先端テクノロジーの研究を論文単位で記事にして紹介しているWebメディアのSeamless（シームレス）を運営し、執筆しています。 1週間の気になる生成AI技術・研究をいくつかピックアップして解説する連載「生成AIウィークリー」から、特に興味深いAI技術や研究にスポットライトを当てる生成AIクローズアップ。 今回は、現在のAIモデルが次に来るものを予測することによって、その背後にある深い仕組みを理解できているかを調査した論文「What Has a Foundation Model Found? Using Inductive Bias to Probe for World Models」を取り上げます。ハーバード大学とMITの研究チームによる発表です。 AIが本当に世界を理解しているのか、それとも単にパターンを暗記しているだけなのかという疑問は、AI研究の根本的な問題です。 基

梅野健 情報学研究科教授、大久保健一 同博士課程学生（現：公立諏訪東京理科大学講師）らの研究グループは、可逆なシステムにおいて時間の矢を持つのは何故かを明らかにする具体的な物理モデルを構成することに成功しました。一般に時間反転対称性という性質を持つシステムの不可逆性を示すことは、時間反転対称性を持つミクロなニュートン力学から熱力学第二法則というマクロな不可逆性の起源は何かを問う19世紀後半のボルツマンによる統計力学創設以来の、物理学の未解決問題（時間の矢の問題）の一つでした。本研究グループは、AIアルゴリズムでも使われている時間反転対称性を保ったまま時間の離散化をする2次のシンプレクティック数値積分法（リープフロッグ法）を用いて時間反転対称性を持つ物理モデルを構成し、あるパラメータの条件で、そのモデルから導出できる力学系が唯一の平衡状態（物理的測度）に収束するという性質を持つアナソフ性とい

宇宙などから降り注ぐ素粒子「ニュートリノ」を観測し、星や物質の成り立ちなどに迫ろうと、岐阜県飛騨市で建設が進められている大規模な観測装置「ハイパーカミオカンデ」の地下の巨大な空洞が28日、報道関係者に…

発表のポイント ◆ 交代磁性体と呼ばれる新しいカテゴリの磁性体の物質探索を行い、室温で情報の読み書きが可能な物質を世界で初めて発見しました。 ◆ 既存の磁気記憶素子では強磁性体における↑（上向き）と↓（下向き）のスピン状態を利用して情報を記憶していますが、交代磁性体では↑↓と↓↑のスピン状態で情報を記憶し、かつ強磁性体と同等の手法で情報の読み書きを行うことが可能です。 ◆ 交代磁性体は、従来利用されてきた強磁性体と異なり、①ビット間干渉の原因となる漏れ磁場が存在しないため素子の集積化に有利、②応答速度が100倍以上高速、③磁気的な外乱に対する耐性が高い、といった特徴を持ち、次世代の超高密度・超高速な情報媒体としての活用が期待されます。 交代磁性体の概念図 概要 東京大学大学院工学系研究科の関 真一郎教授、高木 里奈助教（現：同大学物性研究所准教授）、同大学工学部の開田 亮佑学部生（現：同大

（ＣＮＮ） フィンセント・ファン・ゴッホの「星月夜」に描かれたまだらな星の光と渦巻く雲は、ゴッホが１８８９年にこの作品を描いたときの動揺した心境を反映していると考えられている。 一方、中国とフランスを拠点とする物理学者らは学術誌「フィジクス・オブ・フルイド」に１７日に掲載された研究論文で、ゴッホが乱流の数学的構造を直感的に深く理解していたことを示唆している。 乱流とは、流水や海流、血流、立ち上る煙などの流体で観察される一般的な自然現象で、大きな渦が形成され小さな渦に分解される無秩序な状態を指す。 一般の観察者には無作為に見えるかもしれないが、乱流は連鎖的なパターンに従っており、少なくとも部分的には数学の方程式を使って説明できる。 研究によると、「星月夜」はフランス南部サン・レミ・ド・プロバンスにある病院の病室の東向きの窓から見た、日の出直前の景色が描かれた油絵だ。ゴッホは左耳を切った後、こ

【本学研究者情報】 〇学際科学フロンティア研究所　新領域創成研究部 助教　木村成生 研究者ウェブサイト 【発表のポイント】 ブラックホール周辺のガスの流れである降着円盤（注１）の複雑な乱流構造を、史上最高解像度のシミュレーションで解明し、大きな渦と小さな渦をつなぐ「慣性領域（注２）」の再現に初めて成功しました。 慣性領域において「遅い磁気音波（注３）」が支配的であることを発見し、降着円盤内でイオンが選択的に加熱される理由の説明を可能にしました。 電波望遠鏡によるブラックホール近傍の観測データの物理的解釈をより高精度に行えることが期待されます。 【概要】 ブラックホールは降着円盤と呼ばれる回転するガスに取り囲まれており、このガスは複雑な乱流状態にあります。しかし、その性質は長年謎に包まれていました。 東北大学学際科学フロンティア研究所（FRIS）の川面洋平助教（現・宇都宮大学データサイエンス

10月7日は、デンマークの物理学者ニールス・ボーア（Niels H. D. Bohr：1885〜1962）の誕生日です。 ボーアは、量子論の育ての親として、初期の量子論の展開を牽引し、量子力学の確立に多大な貢献をした人物です。水素原子の構造を研究し、ボーアの原子構造論を発表するなどの功績を残しました。1922年には、「原子構造と原子からの放射に関する研究についての貢献」によりノーベル物理学賞を受賞しています。 コペンハーゲン大学の教授に就任した彼の働きかけで同大学に「理論物理学研究所」が設置され、1920年に所長に就任しています。ボーアを中心とした研究者のグループは、大学や研究所の所在地から「コペンハーゲン学派」と呼ばれました。 ボーアが発表した相補性原理に基づく量子力学の解釈は、「コペンハーゲン解釈」と呼ばれるようになります。この解釈が多くの物理学者、とくにアインシュタインとの論争を生み

あっと驚く面白さ。誰でも理解できる爽快さ。 アメリカの大学で長く物理学の人気教授として活躍してきた山田克哉さんの「白熱講義」から生まれた、ブルーバックスを代表する人気企画「からくりシリーズ」に最新刊が登場！ 「弱すぎる重力」はなぜ、宇宙を支配する力になりえたのか？　万有引力のふしぎを徹底的に解き明かす『重力のからくり』の刊行を記念して、「からくりシリーズ」の読みどころを抜粋してお送りします！ 「質量」と「重さ」の違いとは？ 「重力とはなにか」「その本質とはどのようなものか」──これらの問いに対して、その答えを探っていくのが『重力のからくり』を執筆した目的です。 「重い力」と書いて重力ですから、「重さ」と「力」がキーワードになることは予想がつきますね。まさしくそのとおりなのですが、それではみなさん、「重さとはなにか」「力とはなにか」と問われて、明快に答えることができますか？ 「重さ」も「力」

勝木杏吏　Anri Katsuki @anrisan2020 ステンレスの巨大球の製作工程🌏 推定11トンの球が転がる恐ろしいところが動画後半に……… 海外の人、なんでこんな無茶するん…？ instagram.com/dirtcustoms?ig… pic.twitter.com/QNG0Ryea2M 2023-12-19 22:40:28

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

スティーヴン・ホーキングによる1988年のベストセラー書籍『ホーキング、宇宙を語る―ビッグバンからブラックホールまで』は、ケンブリッジ大学理論物理学者だった故人の宇宙論に対する見解を世界に紹介した。しかし、あまり知られていないのは、ホーキングが宇宙の進化に関する自身の理論を、2018年に亡くなる直前まで磨き続けていたことだ。 ホーキングとケンブリッジ大学で長年の同僚だった、トーマス・ハートッホが書いた説得力のある新著、『On the Origin of Time: Stephen Hawking’s Final Theory』では、宇宙の起源に関するホーキングの最終的な考えが、詳細に再検討されている。 1980年代初期、多くの宇宙論学者がマルチバース（多元的宇宙）というアイデアに熱中していた。無限とも思われる数の宇宙からなる仮説上の集合だ。しかしホーキングは、そんなマルチバース概念に満足し

宇宙マイクロ波背景放射（CMB）の画像。CMBは、ビッグバンの直後に放出された宇宙で最も古い光であり、観測可能な宇宙の果てになっている。科学者たちは、この壁の向こうにあるものについて、いくつかの仮説を立てている。（IMAGE COURTESY WMAP/NASA） 観測可能な宇宙の果ての、さらにその向こうには何があるのだろう？　私たちの宇宙は、もっと大きな「マルチバース（多元宇宙）」の1つにすぎないのだろうか？ こうした問いかけから生まれた映画は多い。第95回アカデミー賞で最多の7冠に輝いた“エブエブ”こと『エブリシング・エブリウェア・オール・アット・ワンス』からスーパーヒーローが活躍するマーベル映画の『ドクター・ストレンジ／マルチバース・オブ・マッドネス』まで、SF作品はマルチバースの間の刺激的な関わりに満ちている。しかし、一部の宇宙論研究者にとって、マルチバースはファンタジーやフィクシ