物理 「何もない空間」は空っぽではなかった——ハイゼンベルクの90年前の予言に最強の証拠
「真空」と聞くと、何も入っていない空っぽの空間を思い浮かべます。学校でもそう習いますし、ふだんの生活ではそれで何も困りません。ところが1936年、量子力学の生みの親のひとりであるヴェルナー・ハイゼンベルクは、学生のハンス・オイラーとともに「...
物理
物理 
物理 光子を1個ずつ熱で数える——欧州初の超伝導X線分光器がベルリンで稼働
ドイツ・ベルリンの放射光施設BESSY IIで、新しいX線分光器が動き始めました。光子（光の粒）をつかまえる効率が、従来型のおよそ100倍から1000倍。「試料が薄すぎる」「目的の元素が少なすぎる」という理由でこれまで測定を諦めてきた対象に...
物理 200万個の部品を、1個の塊に——粒子検出器を「カメラで見る」という発想
茨城県から岐阜県までニュートリノを飛ばすT2K実験。その途中に置かれた検出器のひとつは、約2トンの中身が、およそ200万個の小さな立方体と6万本の光ファイバーでできています。粒子がどこを通ったかを細かく知るために、材料そのものを細かく刻んで...
物理 鳥の群れが「作用・反作用」を破って見える理由と、その決着
鳥の群れを眺めていると、理科で習った法則がひとつ、成り立っていないように見えます。作用・反作用の法則です。押した分だけ押し返される、というあれです。ところが群れの中の鳥は、前や横にいる仲間には向きを合わせるのに、後ろの仲間のことは気にしませ...
物理 影の真ん中に光る点――200年前の実験が生む「光のスキルミオン」
丸い板に光を当てると、うしろに影ができます。ところがその影のちょうど中心に、なぜか明るい点がぽつんと現れる。「ポアソンの輝点（きてん）」と呼ばれる現象で、光が波であることを決定づけた、物理の教科書の定番です。シンガポールの南洋理工大学（NT...
物理 回転するブラックホールから「エネルギーを奪う」——ペンローズ過程を実験室で再現
回転しているブラックホールは、その回転そのものにエネルギーを蓄えています。うまい手を使えば、その一部を外へ持ち出せる——ロジャー・ペンローズが1969年に示したこの理屈が、ニューヨークの実験室で、机の上の電子回路の上に再現されました。しかも...
物理 体温で溶ける金属ガリウム、その理由が30年ぶりに書き換わった
手のひらに乗せると溶けはじめる金属、ガリウム。融点は約29.8℃で、熱い紅茶にスプーンを入れると形が崩れていく——という実験動画で知られています。その「なぜこんなに低い温度で溶けるのか」という説明が、30年ぶりに書き換わりました。ニュージー...
物理 太平洋の地下で、溶けた鉄の流れが逆転していた
地球の中心近くでは、どろどろに溶けた鉄の海がゆっくりと渦を巻いている。その流れの向きは、何十年かけてもそうそう変わらない——長いあいだ、そう考えられてきた。ところが太平洋の真下にあたる一角だけが、2010年ごろを境に流れの向きをぐるりと変え...
物理 量子測定で「時間の矢」を作り変える——エネルギーまで取り出す新しい制御手法
量子の世界では、系を「測る」たびに状態がわずかに乱れる。その乱れが積み重なることで、ミクロな世界にも「時間はこっち向きに進んでいる」という感覚が生まれる。ロスアラモス国立研究所などの研究チームは、この測定のしかたを細かく制御することで、量子...
物理 消えやすい磁気の波「マグノン」、寿命を約100倍に——量子情報の新たな運び手へ
すぐ消えてしまうから使えない——そう言われてきた磁気の微小な波「マグノン」を、寿命でおよそ100倍まで長持ちさせた、という研究が発表されました。しかも「これ以上は無理」という限界は物理法則ではなく、材料の純度で決まっていた。つまり、これから...