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極低温の実験条件下で、量子もつれによる“光子-光子”相互作用による「新しい光の形態」を創出!

 素粒子の相互作用(自然界の四つの力)


 素粒子は、大きく2つのタイプに分けられる。物質を構成する「フェルミオン(フェルミ粒子)」と、物質同士の間に働く力を伝える「ボソン(ボーズ粒子)」である。後者を「ゲージ粒子」ともいう。物理学では、力が伝わるのは「何か」がその力を媒介していると考える。それがゲージ粒子である。


 この宇宙には物理学的に4つの力が働いていると考えらている。まず「重力」、そして「電磁力」である。これらは日常生活で目にすることができる。電磁力というのは電気力と磁気力を合わせて呼んだもので、この2つの作用は90度の位相を持って現れる1つの力とみなされる。


 つぎに「弱い力」と「強い力」でこれは原子核のレベルで働く力である。放射能を持つ原子核がベータ線(電子)を放出して別の種類の原子に変わるのを「ベータ崩壊」という。このベータ崩壊を起こし、原子の種類を変えるのが弱い力である。一方、原子核の中に陽子や中性子を閉じ込める力が強い力である。


続きはこちら → http://sciencejournal.livedoor.biz/ 

参考 マイナビニュース: https://news.mynavi.jp/article/20180302-592852/

宇宙は「もつれ」でできている 「量子論最大の難問」はどう解き明かされたか (ブルーバックス)
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別冊日経サイエンス 量子が見せる超常識の世界 テレポーテーションから量子コンピューターまで
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2018-03-21(Wed)
 

いよいよ「量子コンピューター」実現へ、光量子の光ループ方式を発明!量子アニーリング方式に対抗

 量子コンピューターの2方式


 量子コンピューターといえば、量子力学の原理を情報処理に応用するコンピュータで、極微細な素粒子の世界で見られる状態の重ね合わせを利用して、超並列的に計算を実行するコンピュータである。


 原子の内部構造のような極めて微細なスケールの世界は、物体に働く古典力学とは原理の異なる量子力学が支配している。素粒子の状態を表す属性は、複数の状態が同時に実現している「重ね合わせ」という状態にある。これを「量子ビット」(qubit:quantum bit)と呼ばれる情報の表現として利用することにより、並列的な計算を実現するというのが量子コンピュータの基本的な原理である。


 従来の計算機は1ビットにつき、0か1のいずれかの値しか持ち得ないのに対して、量子コンピューターでは量子ビット (qubit; quantum bit) により、1ビットにつき任意の割合で重ね合わせて保持することが可能である。 n量子ビットあれば、2のn乗の状態を同時に計算できる。理論上、現在の最速スーパーコンピュータで数千年かかっても解けないような計算でも、例えば数十秒といった短い時間でこなすことができる。



続きはこちら → http://sciencejournal.livedoor.biz/ 

参考 NHK news: http://www3.nhk.or.jp/news/html/20170922/k10011152541000.html

量子コンピューターが本当にすごい (PHP新書)
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2017-10-12(Thu)
 

ニュートンもびっくり!量子力学の世界では等速直線運動せず!慣性の法則が破れている?

 慣性の法則


 慣性の法則(Inertia)といえば、外から力が作用しなければ、静止している物体は静止を続け、運動する物体は等速度運動を続けるという法則。ニュートンの運動の法則の1つで,運動の第一法則ともいう。運動の現状をそのまま保持しようとする物体の性質を慣性という。


 量子力学(Quantum mechanics)は、一般相対性理論と同じく現代物理学の根幹を成す理論として知られ、主として分子や原子、あるいはそれを構成する電子など、微視的な物理現象を記述する。 量子力学自身は前述のミクロな系における力学を記述する理論だが、取り扱う系をそうしたミクロな系の集まりとして解析することによって、ニュートン力学に代表される古典論では説明が困難であった巨視的な現象についても記述することができる。


続きはこちら → http://sciencejournal.livedoor.biz/ 


参考 マイナビニュース:http://news.mynavi.jp/news/2017/09/15/208/

科学理論ハンドブック50 慣性の法則から相対性理論、量子論、超ひも理論、原子論、分子軌道論、遷移状態理論など (サイエンス・アイ新書)
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12歳の少年が書いた 量子力学の教科書
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2017-10-10(Tue)
 

銅酸化物高温超伝導体のメカニズムを発見! 隠れ電子のつくる「複合フェルミオンペア」

 超電導とCBS理論


 超電導といえば、物質を低温に冷やすと電気抵抗が0になる現象である。1911年、カマリン・オンネスによって発見された、その後多くの研究者の注目を浴び、数多くの実験的、理論的研究がなされた。しかしながら、実験面では多くの成果が得られた半面、理論的な面での解明は遅々として進まなかった。


 1950年には超伝導体の同位体で転移温度が異なることが発見された。これに着目したJ.バーディーン(当時、ベル研究所、のちにイリノイ大学教授)は、直感的にフォノン(抵抗の微視的単位)に超伝導の原因があるとし、研究を進めた。


 1956年バーディーンがイリノイに招聘したL.クーパーが、フォノンを媒介とする電子対ではエネルギーが下がることを発見した。続いて、J.バーディーン教授の大学院生であったJ.シュリーファーが超伝導状態を表す波動関数を導いて、解明の土台を築いた。



続きはこちら → http://sciencejournal.livedoor.biz/ 

参考 マイナビニュース: 東大ら、銅酸化物高温超電導体のメカニズムを発見

高温超伝導の科学
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固体の電子輸送現象―半導体から高温超伝導体まで そして光学的性質 (物質・材料テキストシリーズ)
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内田老鶴圃

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2016-02-22(Mon)
 

素粒子理論の巨人、南部陽一郎さん死去 ひも理論、量子色力学、自発的対称性の破れなど

 「物質の根源」生涯追う 素粒子理論リード


 20世紀の素粒子理論をリードし、「物理学の予言者」と呼ばれた米シカゴ大名誉教授の南部陽一郎さんが7月5日に死去した。「モノにはなぜ質量があるのか」――。物質の根源を問うテーマを、生涯追い続けた。


 「質量の起源」を解き明かすため、1960年代初めに「自発的対称性の破れ」というアイデアを提唱。素粒子理論の世界にとどまらず、ほかの物理にも大きな影響を及ぼした。


 ノーベル賞を受賞したのは2008年、87歳のときだった。同時受賞した京都産業大教授の益川敏英さんは受賞後の会見で「これまでずっと仰ぎ見ながら研究してきた南部先生と一緒に受賞できるのは、最大の喜びです」と声を震わせ、涙をぬぐった。



続きはこちら → http://blog.livedoor.jp/liberty7japan/ 

参考 asahi.com: 「物質の根源」生涯追う、素粒子理論リード

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2015-07-25(Sat)
 
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