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    物理学

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    figure_question
    1: 風吹けば名無し 2018/09/22(土) 11:42:37.01 ID:FlLHNlvCa
    何を言うとんのこいつ

    2: 風吹けば名無し 2018/09/22(土) 11:42:56.60 ID:s+xx5IVM0
    感じ方の問題やろ

    3: 風吹けば名無し 2018/09/22(土) 11:43:08.86 ID:M1EjLwyJd
    そいつもう死んだでたぶん

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    keijiban_tenji_kenkyu
    1: しじみ ★ 2018/07/16(月) 19:23:15.98 ID:CAP_USER
    全国の小中学生を対象とした理科自由研究コンクール「自然科学観察コンクール」で2002年に文部科学大臣奨励賞を受賞した
    「38℃の日は暑いのに38℃の風呂に入ると熱くないのはなぜか」が話題を呼んでいます。
    2002年に発表された自由研究ですが、SNSで拡散されたことをきっかけに注目を集めたようです。
    「外部の温度と、皮膚温との差が大きいほど熱さ(暑さ)を感じる」にたどり着くまでの過程が見事。

    あまりにも熱くて汗が出たある日、シャワーを浴びて
    「お湯の温度は38度なのになぜ熱いと感じないのか」と疑問に思ったところから研究が始まりました。
    そこで、「風呂の場合は頭が38度のお湯の中に入っていない」「風呂の場合は服を脱ぐが、気温の場合は着ている」
    「水の熱伝導率は空気と比べ25倍ほど大きい」「風呂は入ってる時間が3分から10くらいだが、気温は数時間に及ぶ」など、
    風呂と気温の違いをあげ、検証が始まります。


     お風呂の場合は頭だけお湯につからない状態になるため、
    最初はシュノーケルを付けて頭も含めた体全体が38度のお湯につかる状態にしたり、
    頭を入れた箱にドライヤーで熱風を送り38度にしてみますが、いずれも体全体が暑い(熱い)とは感じられません。
    服を着たときと着ていないときの違いや、長時間お風呂に入った際の検証も行いますが、
    結論にたどり着くことはできませんでした。

    研究を続ける中でインターネットで情報を集めていたところ、名古屋大学の環境医学研究所の岩瀬先生と話す機会を得ます。
    そこで聞いた「暑さを感じるのは深部温と皮膚温の違いからではないか」との話をもとに、
    「深部温と皮膚温の違いが暑さを感じる理由」と仮説を立て再度この視点から検証を行うことに。
    すると、38度のお風呂に入ると皮膚温はすぐ38度に近くなることが分かり、
    一方で38度の部屋に入ったときは一度皮膚温が高くなるものの、汗によって34度近くまで下がることが判明します。
    仮説が正しいと証明されたかに思えましたが、皮膚温と深部温の違いが暑さを感じる要因だとすると、
    皮膚温が下がるはずの冬に寒く感じるのは説明がつかないと考え、もう一度始めから考え直すことに。

     そして立てた仮説は「外部の温度と、皮膚温との差が大きいほど熱さ(暑さ)を感じる」というもの。
    38度の気温では汗の気化熱で皮膚温が下がりはじめ、34度から35度で皮膚温が安定しますが、
    38度の風呂の場合は入ってすぐに皮膚温が38度になるため、実際の感覚にも仮説にも一致します。
    また、41度のお風呂や、22度の冷房が効いた部屋でも実験し、
    「皮膚温と外部の温度の差で暑さ・寒さを感じるから」という結論を出すのでした。

     身近なテーマをもとに実験を重ね、結論を導き出す姿には「自然科学の原点」
    「仮説検証のサイクルがきちんとできている」と絶賛する声が多数あがっています。


    ■自由研究の画像
    http://image.itmedia.co.jp/nl/articles/1807/16/ikko_jiyuukenkyuu001.jpg
    お風呂と気温の違い
    http://image.itmedia.co.jp/nl/articles/1807/16/ikko_jiyuukenkyuu002.jpg
    シュノーケルを使って潜ってみる
    http://image.itmedia.co.jp/nl/articles/1807/16/ikko_jiyuukenkyuu003.jpg
    ついに結論にたどり着く
    http://image.itmedia.co.jp/nl/articles/1807/16/ikko_jiyuukenkyuu004.jpg

    ■関連URL
    自然科学観察コンクールのサイト
    https://www.shizecon.net/award/detail.html?id=15

    http://nlab.itmedia.co.jp/nl/articles/1807/16/news018.html

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    time_machine
    1: しじみ ★ 2018/06/23(土) 22:40:22.14 ID:CAP_USER
    人類を未来へ連れて行ってくれる「タイムマシン」が開発されるのは、もはや時間の問題と言っていいでしょう。

    2015年9月にロシアの宇宙飛行士であるゲンナジー・パダルカ氏は、
    「ISS(国際宇宙ステーション)」から地球に帰還しました。
     
     このミッションは彼にとって6度目の宇宙滞在であり、地球大気圏外の累積滞在時間で879日という新記録を樹立しました。
    そして、地球の軌道上を高速で周回するISSで計2年半を過ごしたことで、
    パダルカはタイムトラベラーにもなりました。アインシュタインの一般相対性理論を身をもって体験したのでした。
     
    「パダルカ氏が今回宇宙から帰還したとき、彼は44分の1秒未来の地球に来たことになります」、
    そう話すのはプリンストン大学の物理学者で、
    2001年の書籍『Time Travel in Einstein's Universe』
    (邦題『時間旅行者のための基礎知識』)の著者であるJ・リチャード・ゴット氏。
    さらに重ねて、「彼は文字通り、未来に降り立ったんです」とゴット氏は強調して語りました。

     地球で過ごしていた場合よりも、コンマ数秒分若くなったということにそれほどの驚きはないかもしれません。
    ですがゴット氏によれば、それでもパダルカ氏は、現代のタイムトラベル記録を塗り替えたことになると言うのです。

     名画『バック・トゥ・ザ・フューチャー』のデロリアンのような形ではありませんが、
    タイムトラベルはまったくのフィクションではないのです。ゴット氏のような天体物理学者たちの中には、
    タイムマシンの実現に関して確信をもっている人も少なくないのです。

     そして、そこでその鍵となるのが、パダルカ氏のいた
    「ISS」の軌道周回速度をはるかに上回る強烈なスピードなのです。

    ■タイムトラベル短期集中コース

    20世紀までは、「時間」というものは完全に不変なものであり、
    タイムトラベルは科学的に不可能だと考えられていました。
     
     アイザック・ニュートンは1680年、「時間は外部の力や場所の条件に関わらず、
    宇宙全体で一定の速さで流れる」と考えました。
    そしてその後、2世紀にわたって科学界はニュートンの理論を基礎としてきたのです。
    そこに、その後登場したのが26歳のアルバート・アインシュタインでした…。
     
     アインシュタインは1905年、「特殊相対性理論」の論文を発表。その後、
    この枠組みを使って10年後に「一般相対性理論」をまとめました。
     
     宇宙に関するアインシュタインの決定的な予想は多くのものをもたらしました。
    そのなかでも注目すべきは、「時間」に関係しているものです。もっとも注目すべきは、
    「時間は速度によって伸び縮みし、物体や人がどのくらいのスピードで動いているかによって、
    遅くなったり、早くなったりする」という考え方です。

     1971年、科学者は4つのセシウム原子ビーム時計を旅客機にもち込んで世界を飛び回り、
    その後、地上に置いた時計と比較する実験を行いました。この結果、微小な時間差が生まれたことにより、
    アインシュタインの発見が正しかったことを証明したのです。
    また、あなたが使うスマートフォンのなかにも、
    アインシュタインの理論を立証するある技術が搭載されているのをご存じですか?

    「アインシュタインの一般相対性理論がなければ、人間が使うGPSシステムは正常に動作しないでしょう」
    …そう話すのは宇宙物理学者で、
    書籍『Time Traveler: A Scientist's Personal Mission to Make Time Travel a Reality』
    (邦題 『タイム・トラベラー タイム・マシンの方程式を発見した物理学者の記録』)の著者であるロン・マレット氏。

    https://esquire.jp/var/mensclubjp/storage/images/lifestyle/tech/timemachine18_0622/01/1623208-1-jpn-JP/_1_rect980.jpg

    関連動画
    Why GPS wouldn't work if we didn't know about relativity
    https://youtu.be/HiFW2d2gvt8



    https://esquire.jp/lifestyle/tech/timemachine18_0622/01/
    続く)

    body_brain_nou
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    1: 野良ハムスター ★ 2018/07/12(木) 09:06:54.38 ID:CAP_USER
    80年以上前に存在が予言された幻の「マヨラナ粒子」が実際に存在することを世界で初めて実証したと、京都大などのグループが12日付の英科学誌ネイチャーに発表した。電気を通さない固体の中で、電子があたかもマヨラナ粒子のようにふるまう現象を観測したという。将来的には量子コンピューターなどへの応用が期待される。

    マヨラナ粒子は、粒子とも反粒子とも区別のつかない「幻の粒子」と言われ、1937年にイタリアの物理学者、エットーレ・マヨラナが理論的に存在を予言した。電気を帯びず極めて質量の小さな素粒子「ニュートリノ」がその本命と考えられているが、証明には至っていない。一方、特殊な条件下の超電導体などでは、電子がマヨラナ粒子のようにふるまう可能性が指摘され、その決定的証拠をつかもうと各国で研究が本格化している。

    笠原裕一・京大准教授(物性物理学)らは、東京工業大のチームが合成した磁性絶縁体「塩化ルテニウム」を用い、その内部を伝わる熱の流れが磁場によってどの程度曲がりやすくなるかを、磁場を変化させながら測定した。

    その結果、ある範囲の磁場では、磁場や温度を変えても、曲がりやすさの値が普遍的な値の2分の1で一定になった。熱を運ぶ粒子が電子の半分の自由度を持っていることを意味し、そのような性質があるマヨラナ粒子が現れたと考えないと説明が付かないという。

    マヨラナ粒子は外部からの影響に対して強く、粒子が持つ情報を安定的に保てるため、量子コンピューターの素子としての応用に期待がかかる。笠原准教授は「これが普遍的な現象なのか、他の物質でも確かめたい。量子コンピューターの実現につながるか今は全く分からないが、その基盤を発見したと言えるのではないか」と話す。【菅沼舞、阿部周一】

    ■ノーベル賞級の成果

    木村昭夫・広島大教授(物性物理学)の話 世界で発見レースが繰り広げられる中、大半の研究がターゲットにしていた超電導体とは別の物質、別の方法を用いてマヨラナ粒子の存在を直接的に示したインパクトは大きい。液体ヘリウムで冷却可能な温度(5ケルビン)で観測できたことも、今後の実験や応用に期待を広げる。ノーベル賞に値する重要な成果だ。

    【ことば】粒子と反粒子

    電子に対する陽電子、陽子に対する反陽子のように、物質を構成する粒子には質量は同じだが電荷が正負逆の反粒子がある。両者は出合うと消滅する。宇宙誕生時は粒子と反粒子が同数できたはずだが、今の宇宙は粒子ばかり。もし宇宙で最も数が多いニュートリノが粒子と反粒子の区別がつかないマヨラナ粒子だとすると、粒子と反粒子の数が非対称になった謎に説明が付くと期待されている。

    毎日新聞2018年7月12日 02時30分(最終更新 7月12日 02時38分)
    https://cdn.mainichi.jp/vol1/2018/07/12/20180712ddm001010024000p/9.jpg
    https://mainichi.jp/articles/20180712/k00/00m/040/178000c

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    1: しじみ ★ 2018/07/27(金) 13:13:26.90 ID:CAP_USER
    【7月27日 AFP】
    国際天文学者チームは26日、超大質量ブラックホールがその近くを高速で通過する恒星に及ぼす重力の影響を観測することにより、
    理論物理学者アルバート・アインシュタイン(Albert Einstein)が提唱した一般相対性理論の予言の1つが正しいことを初めて確認したとする研究結果を発表した。

     アインシュタインは、音波の波長が伸び縮みすることで通過する列車の音の高さが変化するように聞こえるのと同様に、大きな重力によって光の波長が伸びる可能性があると予測していた。

     独マックス・プランク地球外物理学研究所(Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics)が主導する国際研究共同体「GRAVITY」の研究者らは、
    太陽系を含む天の川銀河(銀河系、Milky Way)の中心にあるブラックホール「射手座A*(Sagittarius A*)」を使えば、
    アインシュタインの理論を検証するための「申し分のない実験室」ができることに気が付いた。

     ブラックホールは光すら抜け出せないほど強力な重力を持つ極めて高密度の天体。
    超大質量ブラックホールの射手座A*は太陽の400万倍の質量を持ち、銀河系で最大のブラックホールとされている。

     研究チームは、5月19日に射手座A*の近くを通過した「S2」と呼ばれる恒星を追跡観測した。S2の移動速度は時速2500万キロ超に及んだ。

     研究チームはさまざまな測定機器を用いてS2の速度と位置を算出し、アインシュタインの予測と比較した。
    アインシュタインは重力の影響で光の波長が長くなる「重力赤方偏移」と呼ばれる現象を予言していた。
    この赤方偏移はニュートン物理学では説明できない。

     研究チームによると「今回の結果は一般相対性理論と完全に一致」しており、「極めて強力な重力場の影響に関する理解の向上に向けた大きな進展だ」という。
    研究結果は27日の国際天文学誌アストロノミー&アストロフィジックス(Astronomy and Astrophysics)に発表された。

     こうした重力場の影響の測定に成功した観測的研究は、今回が初めてだ。

     欧州南天天文台(ESO)は2016年、南米チリにある超大型望遠鏡VLT(Very Large Telescope)を用いて射手座A*の近くを通過するS2を観測した。
    だが、ESOが当時使用していた機器は、今回の重力赤方偏移を検出できるほど精度が高いものではなかった。

     今回の結果についてESOは、「一般相対性理論の方程式を詳述した論文の発表から100年以上が経過した現在、アインシュタインが正しかったことが再度証明された。
    彼が想像できたと思われるものをはるかに上回る極限環境の実験室で、それが証明された」と述べている。

     天文学者らはすでに、ブラックホールの近くを通る光が曲げられるというアインシュタインの一般相対性理論が予言した別の作用を研究に利用している。
    重力レンズと呼ばれるこの作用は、ブラックホールの背後を観測するのに用いられている。

     重力によるS2の軌道の変化を追跡した一般相対論の最新検証について、天文学者らはこの結果を実用面で利用できる可能性があると期待している。
    今回の結果から、ブラックホール周囲の質量分布に関する情報が得られるかもしれない。(c)AFP

    http://afpbb.ismcdn.jp/mwimgs/b/c/810x540/img_bca707809c0d7179a6f79dbd2a9145e6101067.jpg

    AFP
    http://www.afpbb.com/articles/-/3183982

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