量子物理学ニュース第7位～第4位第7位：情報力学第2法則はこの世界がシミュレーションであることを示している第7位：情報力学第2法則はこの世界がシミュレーションであることを示している / Credit:川勝康弘情報理論は世界の秘密を暴くのでしょうか？ 英国のポーツマス大学（UOP）で行われた研究によって、情報力学第2法則の存在は、私たちが存在する宇宙全体がシミュレーションであることを示すとする、興味深い結果が発表されました。 情報力学は情報は宇宙の基本的な構成要素であり、エネルギーと質量の両方を持つ物理的な存在であると定義しており、既存の情報熱力学とは厳密には異なっています。 また情報力学第2法則においては、あらゆる現象の情報内容は最小限に抑えられる傾向があるとされています。 新たな研究ではこの情報力学の第2法則による情報圧縮が、生物の遺伝情報や原子の情報量、数学的対象性、さらには宇宙全体に

情報理論は世界の秘密を暴くのでしょうか？ 英国のポーツマス大学（UOP）で行われた研究によって、情報力学第2法則の存在は、私たちが存在する宇宙全体がシミュレーションであることを示すとする、興味深い結果が発表されました。 情報力学は情報は宇宙の基本的な構成要素であり、エネルギーと質量の両方を持つ物理的な存在であると定義しており、既存の情報熱力学とは厳密には異なっています。 また情報力学第2法則においては、あらゆる現象の情報内容は最小限に抑えられる傾向があるとされています。 新たな研究ではこの情報力学の第2法則による情報圧縮が、生物の遺伝情報や原子の情報量、数学的対象性、さらには宇宙全体に対して普遍的に適合できることを示しています。 また情報圧縮が起こるように世界がプログラムされているのは、この世界をシミュレートする演算機の負荷を軽減する目的があるためだと述べられています。 情報力学は、私たち

Sonam Sheth,Jessica Orwig ［原文］ （翻訳：梅田智世／ガリレオ、編集：井上俊彦） Aug. 28, 2023, 07:00 PM サイエンス 18,346 フェルミ研究所で2018年に始まった｢ミューオンg-2｣実験では、写真のリング状の装置｢g-2蓄積リング磁石｣の中で、光速に近いスピードでミューオンを周回させる。 Fermilab ミューオン（ミュー粒子）と呼ばれる素粒子の歳差運動（首振り運動）は、物理学の標準理論では説明がつかない。 その奇妙な挙動は、自然界に存在する第五の力、あるいは未知の次元の証拠かもしれない。 科学者は2001年、2021年、そして2023年にこの現象を観察した。ただの偶然ではない可能性が高い。 ある素粒子が予想外の挙動をとるさらなる証拠を、アメリカのフェルミ国立加速器研究所の物理学者チームが発見した。そうした予想外の挙動は、自然界に未

量子力学。それは物質の基本の姿、すなわち、この世界の基本の姿を解き明かそうとする理論だ。しかし、そこから導かれるさまざまな結論は、どれもわれわれの直観にあまりにも反している。 そんな量子力学をどう解釈するかをめぐっては、2つの代表的な方法がある。1つは、ニールス・ボーア（1885-1962）を中心に考えられた「コペンハーゲン解釈」。もう1つは、ヒュー・エベレット（1930-1982）が提唱した「多世界解釈」だ。現在、コペンハーゲン解釈が標準的な理論とされているが、それに異を唱える物理学者たちが主張しているのが多世界解釈である。しかしそれは、「この世界は無数に存在する」というSFとしか思えない世界像を主張する、一見、まともとは思えない解釈である。 多世界解釈では、なぜそんな世界が「必然」となるのだろうか？　その答えは、じつはごく自然なロジックの積み重ねで導くことができるのだ。 その前に今回は

私たちが知る限り、過去へのタイムトラベルに成功した人間は存在しません。 しかし、タイムトラベルの研究は、理論物理学の限界を探る試みとして現在でも盛んに行われており、多くの優れた科学論文が発表されています。 ただタイムトラベル理論には共通して「祖父殺しのパラドックス」問題がついてまわります。 タイムトラベルを行った人が、過去の世界で、まだ子供である祖父を殺してしまった場合、「祖父は存在しないはずの孫によって殺された」ことになり、因果の崩壊が起きてしまうからです。 しかしオーストラリアのクイーンズランド大学（UQ）で行われた研究により、タイムトラベルで過去に行った人間は自らの自由意思に従って行動することが可能なものの、パラドックスを起こすような行動は修正され、パラドックスが発生しない結果に落ち着くことが示されました。 しかし、過去でやりたい放題できるのに、なぜパラドックスは起きないのでしょうか

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

本当にすべての物体が引き合っているの？アイザック・ニュートン（ゴドフリー・ネラー画）。 / Credit:Wikipediaりんごが木から落ちるのを見るまでもなく、地球上のあらゆる物体は地面に向かって引っ張られています。 それはずっと古代から人々の疑問でした。 アリストテレスは「万物には本来あるべき場所へ戻ろうとする力が働くのだ」と考えました。 彼は鳥が巣へ戻るのも、地面から持ち上げた物が地面に戻っていくのも、同じ原理によるものだと考えたのです。 しかし、太陽や月をはじめとする天体は、空を移動し続けていてあるべき場所があるようには見えません。 物体を地面に引き寄せる力とはなんなのか？　それはずっと長い間人類にとっての謎だったのです。 この問題に大きな転機を与えたのが、17世紀の偉大なる科学者アイザック・ニュートンです。 ニュートンは物体に働く「力」というものを明確に定義することで、力の作用

一見、宙に浮いているように見えるこの構造物。 これはレゴブロックのカスタムモデル設計を手掛けている「JK Brickworks」が、「テンセグリティ」構造を利用してつくったものです。 実はこの不思議な構造は、世界中のあらゆるところに存在すると考えられており、その分野は自然界や人体にまで及びます。 テンセグリティの「無重力」の秘密は一体何なのでしょうか？

これはとある回顧録 何度も諦めかけましたが、数年の歳月を経て遂に岡田を切る技術が一旦の完成へと至りました。その技術を巡る奮闘の歴史と成果について、ここに記録を残していきたいと思います。 画像時代 まずは「切る」という動作が何を指すかを明確にしておきます。 厳密な定義というよりは、切った感を得るために必要そうなふるまいとして定義します。 平面上のある領域が、任意の直線を境界として分割されること 分割された領域は物理法則に準じてふるまうこと 要するに気持ちよく岡田を切ることができれば目標は無事達成です。 物理エンジン 切った感を高めるためにはやはり「物理法則」に準じたふるまいが欲しくなります。つまりブラウザ上で動く物理エンジンが必要です。 世の中にはフルスクラッチで物理エンジンを作れる人間と作れない人間が居ると思われますが、残念ながら私は後者でした。勝ち目の薄い勝負は避け、素直に巨人の方にすが

いきなり最初から「原子の中身」なんて、ちょっと難しそうで…と思われるかもしれませんが、これから放射線の話をしようというのですから、放射線を出す「もと」のところを知る必要があります。「いやな臭いはもとから断たなきゃだめ」ではありませんが、臭いのもとを知らなければ、臭いの対策ができませんからね。 「原子」は、その名のとおり、かつて、世の中のあらゆるものの基本的な構成要素だと思われていたものです。この原子が組み合わさって分子となり、その分子が集まって細胞となり、その細胞が集まって臓器となり、その臓器が組み合わさってわれわれの身体ができています。 中学校の化学の授業を思いだしてください。そのときは、原子は「それ以上分割できない最小単位」としていました。ところが、以下では、その原子を「分割」して、中身についてみていくことで、放射線が出てくる「もと」を探ってみることにします。 原子の中身が明らかになっ

ホーキング博士の遺作刊行 今月、英国の科学者スティーヴン・ホーキング博士の遺作が出版された。 『大いなる問いへの簡潔な答え（Brief Answers to the Big Questions）』と題されたこの本は、生前、博士がさまざまな場面で繰り返し聞かれた質問への答えをまとめたものだ。 本は未完のままに博士は亡くなったが、博士の娘や研究者仲間が資料を集め、このほど刊行にこぎつけたという。 ホーキング博士は、優れた理論物理学者としてだけでなく、学生の頃に筋萎縮性側索硬化症（ALS）を発症し、車椅子に乗ってコンピューターの合成音声で話しながら、研究や講演を続けたことでも広く知られている。 何より難解な理論物理学を一般人にも分かりやすく解説する能力は特筆に値する。『ホーキング、宇宙を語る』は世界的ベストセラーになり、1000万部以上が売れた。 その一方、日本ではあまり実感がないが、ホーキン

一辺が5mmのサイコロを円筒の中にざざーっと入れ、一定の力で左右に回し続けると3時間～1日程度でほぼ全てのサイコロがキレイに整列し、隙間なくみっちりと詰まった状態になることが研究で明らかになっています。この技術は、粒子状の物質を整列させる必要のある産業分野や、宇宙の無重力空間での加工技術への応用が期待されています。 Physics - Focus: Dice Become Ordered When Stirred, Not Shaken https://physics.aps.org/articles/v10/130 細かい粒子を整列させるという行為は、砂と小石を混ぜてセメントを作る建設業や、材料を均一に混ぜ合わせて医薬品を作るといった医薬品分野などさまざまなケースで広く行われています。重力のある環境では、粒子状の材料を入れた容器に振動を与えたり、外部からコツコツと叩いたりすることで、内部

高層ビルから落とした硬貨が人に当たったら？ 誤解されがちな物理現象 7 Myths About Movement 宇宙に存在するものはすべてなにかしらの運動を行っています。しかし、私たちはそれらのすべてを把握しているわけではありませんし、時に事実が直感と反することもあります。それゆえ、物体の運動に関してはいくつかの誤解があるのです。今回の「SciShow」では、物体の運動に関する7つのよくある勘違いを紹介し、正しく解説します。 遠心力は外側に押し出す力ではない オリビア・ゴードン氏：普段の運動や通勤というわけではなく、誰しも毎日動いています。 宇宙が急速に拡大している一方、体内のすべての原子は常に振動し、太陽の周りを回っている惑星の上にあなたはいます。 そして私たちは、私たちのすべての動きについて、どのようにA点からB点に移動しているのかをいつも認識しているわけではありません。 そこで、物

（このシリーズは未完です。今後コンテンツを増やしていきます） この一連の記事は、大学でこれから熱力学を学ぼうとしている方向けに書かれた、熱力学の基礎的な部分について解説したものになります。 抽象的な考えが多く理解するのが非常に難解な熱力学を、教科書の補足になるようになるべく式を使わずに言葉で解説しました。ただ単に読み物としても面白くなっているのではないかと思います。 ただ、全く式が無いと、ご自身の教科書との対応が無くなったり、むしろ直感的な意味を捉えづらくなるため、入れたほうが分かりやすいと判断した部分には入れるようにしました。 目次 全体の流れは 熱力学目次（コンテンツが出来次第、リンクになります） 目次・熱力学のはじめに（この記事） 熱力学の視座 熱力学第零法則 熱力学第一法則 操作・過程の説明 熱力学第二法則 エントロピー 参考文献・オススメ図書 となるようにするつもりです。最終的に

大栗 博司 Kavli IPMU 主任研究員 １．発表者 大栗 博司（おおぐり ひろし） 東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構　主任研究員 ２．発表のポイント 重力の基礎となる時空が、さらに根本的な理論の「量子もつれ」から生まれる仕組みを具体的な計算を用いて解明した。 物理学者と数学者の連携により得られた成果であり、一般相対性理論と量子力学の理論を統一する究極の統一理論の構築に大きく貢献することが期待される。 成果の重要性等が評価され、アメリカ物理学会の発行するフィジカル・レビュー・レター誌（Physical Review Letters）の注目論文（Editors’ Suggestion）に選ばれた。 ３．発表概要 東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構（Kavli IPMU）の大栗博司主任研究員とカリフォルニア工科大学数学者のマチルダ・マルコリ教授と大学院生らの物

この画像を大きなサイズで見る 「シュレーディンガーの猫」という言葉をご存知だろうか？これは、量子力学の（未解決）命題である思考実験で、「量子的な状態に置かれた猫は、生きている状態と死んでいる状態が同時に重なり合っている」というものだ。 オーストリア、ウィーン大学の研究グループは、今回、量子もつれ効果を利用して被写体に一度も当たっていない光子を使い、猫の像を映し出すことに成功したそうだ。 今回、ウィーン大学量子科学研究センターのガブリエラ・レモス氏率いる研究チームは、研究者たちがその猫を実際に見ないで「見る」方法を発見した。「量子もつれ」という現象を利用して、ある物体との接触が無い光子を使って、その物体を観測することができるかどうか調べたのだ。　そして彼らは、箱の中の猫を見ることができたのだ。こちらがその写真である。 この画像を大きなサイズで見る 光の明暗による猫の像の輪郭はシリコンを彫って

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