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TOP > 物理


銅やアルミニウムで磁気の流れを生みだす原理を発見 レアメタルフリー磁気デバイス開発に道

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1 :ルーサイトφ ★:2013/05/21(火) 22:07:03.14 ID:???
平成25年5月17日 独立行政法人日本原子力研究開発機構

銅やアルミニウムで磁気の流れを生みだす原理を発見 −レアメタルフリー磁気デバイス開発に道−

【発表のポイント】
金属に音波を注入して磁気の流れを生み出す新原理を発見
従来手法には不向きな銅やアルミニウムなどのありふれた金属の利用が可能に
磁石や貴金属を必要としないレアメタルフリー磁気デバイスの開発へ道

独立行政法人日本原子力研究開発機構 先端基礎研究センターの松尾衛研究員らの研究グループは、
銅やアルミニウムなど身近な金属への音波注入によって電子の持つ
磁気の流れ「スピン流1」」を生みだす新しい原理を発見しました。

電子は、地球やコマのように「自転」をしており、量子力学2)によって、この電子の自転(スピン)が
磁気の起源であることが分かりました。近年、ナノテクノロジーのめざましい発展にともなって、
電子の自転の向きを揃えた「スピン流」を生みだす技術が注目されています。
電荷の流れである「電流」と同時に、磁気の流れである「スピン流」を上手く利用することによって、
電源を供給しなくても記憶を保持できる不揮発性メモリなど省電力デバイス開発が進んでいます。

今回、当研究グループは、音波注入によって振動する金属中における磁気の流れを精密に表す基礎方程式を導き、
音波注入によって金属中にスピン流を生みだす新しい原理を発見しました。その結果、プラチナのような貴金属や磁石を用いる
従来の手法とは異なり、銅やアルミニウムのような身近で安価な金属を用いてスピン流の生成が可能であることが分かりました。
本研究によって、貴金属や磁石を必要としない省電力磁気デバイス開発への貢献が期待できます。

本研究成果は、米国物理学会誌「Physical Review B」の速報版として近日中にオンライン掲載される予定です。
背景と経緯/研究の内容と成果/今後の展開/参考図 [形式:PDF]
用語解説 [形式:PDF]
以上
参考部門・拠点:先端基礎研究センター

http://www.jaea.go.jp/02/press2013/p13051701/index.html

3 :名無しのひみつ:2013/05/21(火) 22:14:07.65 ID:pKYhxtOJ
金属に音波注入ってどーゆーこと?


22 :名無しのひみつ:2013/05/21(火) 23:00:14.00 ID:Whtbwmsx
>>3

(´・ω・`)つドドスコスコスコ


5 :名無しのひみつ:2013/05/21(火) 22:17:18.17 ID:a+/HxqdP
原子振動砲か!!


ガラス特性の定説、覆る可能性

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1 :ニュース二軍+板記者募集中!@pureφ ★:2013/05/18(土) 21:52:27.35 ID:???
ガラス特性の定説、覆る可能性

「中世の教会を飾るステンドグラスは下部ほど厚い」。化学の授業ではその理由を、ガラスが長い時間をかけて液体の
ように下方へ流動するからだと習う。ところが最近、ガラス形成の仕組みに関する基礎研究を行っていたグループが、
類似した特性を持つ琥珀(こはく)の分子構造について、数千万年の間ほとんど変化しないという事実を突き止めた。


アメリカ、バーモント州クエッチーの吹きガラス工房、サイモン・ピアース(Simon Pearce)。
Photograph by Carl D. Walsh, Aurora Photos/Corbis

 研究結果を発表したのは、アメリカのテキサス工科大学教授で、化学工学が専門のグレゴリー・マッケナ(Gregory
McKenna)氏の研究グループ。マッケナ氏によると、「2000万年間の密度変化は、わずか2.1%だった」という。

◆琥珀はガラスと同じ非晶質

 木の樹脂が化石化した琥珀は、規則的な原子配列が見られない非結晶性の物質(非晶質)だ。

 アメリカ、ウィスコンシン大学の実験化学者マーク・エディガー(Mark Ediger)氏によると、「水晶のような結晶性の物質
(結晶質)では、すべての原子が規則正しく配列しているので一部分の性質がわかれば全体を推測できる。それに
対してガラスのような非晶質には、規則性がほとんどない」という。

 同じ非晶質の琥珀の特性には類似点が多く、ガラスの研究に応用されることになった。

 マッケナ氏らの主要な研究テーマは、“ガラス転移”という現象である。特定の温度に達した物質が、ゴムのように
柔らかい状態から硬くて割れやすい状態へと急激に変化する現象で、長年研究されているが未解明な点が多い。
例えば、状態変化する際に急速に流動性を失う理由などは、依然解明されていないという。エディガー氏は、「どの
ように考えるのが最善なのか見当がつかない」と語る。

◆広義の"ガラス"

 ガラスと言えば、ケイ酸塩を主原料としている窓などに使われる透明な物質を思い浮かべるだろう。科学の分野では、
より広く非晶質(アモルファス)の固体はすべてガラス状態と見なされる。その意味では、プラスチックも金属もガラスに変化
させることができる。

 マッケナ氏らはガラス転移現象に関する理解をより深めるため、2000万年前のドミニカ産琥珀でいくつかの実験を
行った。

 その1つが応力緩和実験で、棒状の琥珀にさまざまな温度下で引張応力を加え、その間に琥珀が元の状態に
戻ろうとする力が減少する割合を測定する。琥珀内の分子の振舞いに関する手掛かりが得るのが目的だ。

 琥珀棒にひずみを与えるためには一定の力が必要となるが、力が消失するまでの時間を測定すれば、琥珀内の
分子がどの程度素早く移動できるかがわかるとエディガー氏は説明する。

 物質がガラス状態に固化するときの温度は、その物質が過去にどの程度の時間をかけて冷却されたのかに依存する
傾向がある。何千年も前の琥珀を使うと、常温下でしかも緩慢にガラス転移現象を起こすことができるのだという。

 時間をかけて冷却された物質ほどガラス状態に変化する温度は低くなる。ただエディガーの説明によれば、「10倍の
時間をかけて液体を冷却したとしても、固化する温度はごくわずか低くなるだけだ」という。

 2000万年前の琥珀に着目した理由がここにある。いわば膨大な時間をかけて冷却されたガラスであり、実験室で
再現することは到底できない。

「固化する温度は相当低い。通常の琥珀であればガラス状態にある常温下でも、液体の状態にすることができる。
この物質が持つさまざまな特性を解明できれば、ガラスが形成される仕組みについてより多くの知見を得ることができる
だろう」。エディガー氏はそう語る。


Ker Than/National Geographic News May 16, 2013
http://www.nationalgeographic.co.jp/news/news_article.php?file_id=20130515004

4 :名無しのひみつ:2013/05/18(土) 22:13:20.31 ID:ncPZsYWJ
三行で


5 :名無しのひみつ:2013/05/18(土) 22:22:15.06 ID:Iap18+3K
>>4






6 :名無しのひみつ:2013/05/18(土) 22:26:43.02 ID:bWmgLM3u
数万年単位の変化を見るなら今の時代に必要ない


泡の一生がついに解明される

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1 :科学ニュース+板記者募集中!@pureφ ★:2013/05/11(土) 22:07:47.24 ID:???
解き明かされていなかった泡の一生
The Secret Lives of Bubbles

難燃剤、石けん膜、注いだビールの上部の泡といった泡や泡状物質は極めてありふれた物質だが、個々の
泡の成長や合体、形の変化といった特性ゆえにその力学は複雑である。泡の動きのモデル化は難しく、その
理由は泡が様々な空間と時間のスケールで集まったり、一つずつゆっくりとはじけたりすることにある。

Robert SayeとJames Sethianは今回、これらの過程を解き明かし、鍵となる過程一つ一つについてモデルを
作成し、それらを関連付ける規則も確認して、泡の力学モデル(bulk foam dynamics)を提示した。

彼らは、泡の成長には泡の再配列、泡の膜からの液体の排水、膜の最終的な破裂という特徴的な3つの
段階があることを突き止めた。そしてこれらの過程は絶えず表面張力と重力の影響を受けており、そのことも
考慮する必要があると述べている。

SayeとSethianはさまざまな大きさの石けん泡の塊の泡ついてその構成を分析し、そこからその泡状物質内の
気体と液体の相互作用が正確に予測できることを確認した。

Perspectiveでは、Denis Weaireがこの研究とその意義について詳しく説明している。

Science 2013年5月10日号ハイライト
http://www.eurekalert.org/pub_releases/translations/sci051013jp.pdf

泡の生成における、膜の再構成、排液、および破裂のマルチスケール模型
Multiscale Modeling of Membrane Rearrangement, Drainage, and Rupture in Evolving Foams
Robert I. Saye and James A. Sethian
Science 10 May 2013: Vol. 340 no. 6133 pp. 720-724 DOI: 10.1126/science.1230623
http://www.sciencemag.org/content/340/6133/720.abstract

Fig. 2 Verification of numerical methodology.

Fig. 3 Results of the coupled multiscale model for a cluster of bubbles attached to a membrane.

Perspective: A Fresh Start for Foam Physics
Denis Weaire
Science 10 May 2013: 693-694.
http://www.sciencemag.org/content/340/6133/693.summary
【材料】昆虫が「泡」を利用して水中を歩く仕組み解明 新たな接着技術に応用/物質・材料研究機構
【環境/北海道】ナノバブル(微小気泡)で湖水浄化 大沼国定公園で実験 バクテリアが活発化、有機物の分解促進

2 :名無しのひみつ:2013/05/11(土) 22:10:39.64 ID:EyAV3jmB
泡それは一瞬で消えてしまう儚いもの


15 :名無しのひみつ:2013/05/11(土) 23:18:50.50 ID:6U3vaCex
>>2

「びっくり日本新記録」かよ!

そして、轟二郎。


5 :名無しのひみつ:2013/05/11(土) 22:25:48.65 ID:24WJIKbC
ついに宇宙の謎が解明されるのか…


40 :名無しのひみつ:2013/05/12(日) 08:58:03.96 ID:C/fYQQ45
>>5
,9
マジで宇宙の構造は泡であるという宇宙論があるのな


地球が放射する“謎”の自転同期電波

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1 : ◆EMP2/llDPmnz @透明な湖φ ★:2013/05/01(水) 22:08:22.16 ID:??? ?PLT(17024)
 地球の極地方から波長がキロメートル級の電波が連続して宇宙空間に放射されていることを、
東北大学大学院惑星プラズマ・大気研究センターの森岡昭名誉教授らと名古屋大学、京都大
学、カリフォルニア大学の研究者らが発見した。日本の磁気圏尾部観測衛星ジオテイル(Geota
il、1992年打ち上げ)の長期観測データを解析したもので、放射する電波の周波数が地球の自
転とともに変化(変調)するなど、惑星である地球が「変光電波星」の性質をもつことが分かった
という。

 発見した電波は、波長がキロメートル級であることから「連続性地球キロメータ電波」と名付けた。
電波は強度が弱いながらも連続して放射され、地球の1日の自転に同期して周波数が200キロヘ
ルツから600キロヘルツまで規則的に変化する特徴がある。さらに、この周波数の規則変化が春分
と秋分を挟んで全く反転するという不思議な現象も明らかになった。

 研究チームは「地球が回転することで、何が電波の周波数を変化させるのか」と、この奇妙な電
波発生とその周波数変化の原因を探る研究を続けている。現段階では「自転に伴って歳差運動
をする地球の磁場と太陽から吹いてくる風(太陽風)との相互作用の関与が示唆される」という。

 研究論文“Universal time control of AKR: Earth is a spin-modulated variable radio source(オーロ
ラキロメータ電波の世界時コントロール:地球は自転周期で変調する変光電波星)”は、「Journal of
Geophysical Research」誌オンライン版に掲載された。

ソース:ナショナルジオグラフィック
http://www.nationalgeographic.co.jp/news/news_article.php?file_id=00020130501001

2 :名無しのひみつ:2013/05/01(水) 22:09:51.56 ID:DlPFRsnf
謎じゃなくて
知らないだけ


3 :名無しのひみつ:2013/05/01(水) 22:10:51.02 ID:nNxc+d/X
地球 『お。やっと気がついたか!』


反物質への重力作用の謎解明に光、CERN

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1 : ◆EMP2/llDPmnz @透明な湖φ ★:2013/05/01(水) 22:42:07.11 ID:??? ?PLT(17024)
 科学の重大な疑問の1つ「反物質にも同じ重力の法則が適用されるのか」の答えの探求に
大きな前進が見られたとする、欧州合同原子核研究所(European Organisation for Nuclear
Research、CERN)の実験チームによる研究が、30日の英科学誌ネイチャー・コミュニケーション
ズ(Nature Communications)に発表された。

 反物質は、約140億年前のビッグバン(Big Bang)の瞬間には物質と同じ数だけ存在したと考
えられているが、現在ではほとんど存在していない。そのため、反物質粒子を科学的に研究す
るには、反物質を製造する必要がある。宇宙では、反物質粒子は主にブラックホールの周囲
や宇宙線に存在していると考えられている。

 科学者たちは50年以上にわたり、重力が反物質粒子に引力を及ぼすのか反発力を及ぼす
のかについて議論してきた。反物質は、従来の物質と同様に落下するのか、あるいは「反重力」
の作用で「上昇」するのだろうか。

 この疑問に対する答えは今のところまだ出ていないが、CERNのALPHA(Antihydrogen Laser
Physics Apparatus)実験チームは、最終的な解決につながると思われる試験の開始に成功し
たという。

 反物質粒子は、電荷などの特性に関して、通常の物質粒子とは正反対の性質を持っている。
例えば、正の電荷を持つ陽電子は、負の電荷を持つ電子の反粒子に相当する。

 粒子と反粒子が出会うと、一瞬でエネルギーを放出して互いに消滅する。ビッグバン後も数
の均衡が保たれていたなら、この宇宙が出現することはなかったはずだ。

 現在の不均衡がどのようにして発生したかは、素粒子物理学の大きな謎の1つになっている。
反物質が重力から「反発」作用を受けると仮定すると、現在の宇宙がほぼ通常の物質でできて
いる事実を説明できるとする説もあるが、いまだ確証は得られていない。

■反物質に作用する重力の効果を測定

 CERNのALPHA実験チームは今回初めて、「自由落下」状態の反物質に作用する重力の効
果を直接測定した。ただし、この測定値は試験的なもので、非常に大きな幅の範囲内にある。

 実験ではまず、最も単純な原子である水素原子の反物質に相当する「反水素原子」の製造
と捕捉(トラップ)を行う。反水素原子は磁気トラップ装置内に保持され、トラップのスイッチを切る
と、トラップから「自由落下」して装置の壁に衝突し、エネルギーを放出して一瞬で消滅する。

 この反水素原子が壁のどの部分にどのくらいの速度で衝突するかを解析することで、重力が
反水素原子に対して通常の水素原子とは異なる作用を及ぼすかどうかの判別が可能になると
いう。

 反物質も物質と同じ挙動を示すとすると、慣性質量に対する重力質量の比も同様に1になる
だろう。この比が1未満なら、反物質は上向きに「落下」することになる。重力質量は、重力に対
する物体の反応によって決まり、慣性質量は、加速度に対する物体の抵抗の大きさを示すもの
だ。

 今回の初期段階の測定から研究チームは、この比の範囲をプラス110からマイナス65に限定
することができたという。この幅については、実験装置と方法のさらなる精度の向上によって、よ
り詳細な値が得られることが見込まれている。

 声明によると、実験は現在改良中で、来年の再開時にはさらに正確なデータが得られるように
できるはずだという。(c)AFP/Mariette LE ROUX

ソース:AFPBB News
http://www.afpbb.com/article/environment-science-it/science-technology/2941688/10671266

2 :名無しのひみつ:2013/05/01(水) 22:47:44.59 ID:8A3hoL/K
1か、-1か、それ以外か
ってのを知りたい実験で
プラス110からマイナス65て


4 :名無しのひみつ:2013/05/01(水) 22:50:11.35 ID:VFqbDYH4
反物質は重力の作用にない箇所(恒星・惑星・星間ガスば無いエリア)に集まってる?


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