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パリティ誌の面白い記事について・・・

1 :知ってる人教えてください:2006/01/13(金) 22:46:32 ID:???
2005年4月号

「光の新たな性質が開く可能性 量子化された光の軌道角運動量」
M. パジェット,J. クーシャル,L. アラン 久我隆弘 訳
光にそんな性質があったなんて…
光が軌道角運動量をもつことは,実は以前から知られていた。しかし
軌道角運動量が量子化された光を実験室で割合と簡単につくれるように
なったおかげで,光と原子との相互作用や量子力学の基礎の研究,
さらにはブラックホールの観測にまで,新しい可能性が広がっている。

「より確実になった固体ヘリウム4の“超流動”」
S. K. ブラウ 白浜圭也 訳

・・・とかって非常に面白そうです。教えて>物理の人お願いします。

2 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/13(金) 22:47:52 ID:???
>光が軌道角運動量をもつことは,実は以前から知られていた

これって量子力学で習うんでしたっけ。すんまそんです。

3 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/13(金) 22:50:08 ID:???
>より確実になった固体ヘリウム4の“超流動”

固体が超流動って???こんなことが起こるんですか?
なんかHe4って凄いですね。

4 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/13(金) 23:08:31 ID:???
>光が軌道角運動量をもつ

これってどうやって光線を回すんだろ???
もしかしてたくさんの鏡でぐるぐる反射させてほーら回ってるでしょうが、
とかって話じゃないですよね。それともそれと似たようなことなのかな・・・

>軌道角運動量が量子化された光を実験室で割合と簡単につくれるようになった

5 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/13(金) 23:10:16 ID:???
>より確実になった固体ヘリウム4の“超流動”

固体が超流動してるってことは、固体じゃないんじゃないでしょうか?
固体であることを証明した上で、ねじれ振り子を回してるんでしょうか?
ちょっと疑問・・・でした。

6 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/13(金) 23:13:38 ID:???
それから、慣性モーメントが減少する、イコール超流動、って解釈が
できる根拠とは何でしょう?液体Heの場合は、それが流体だったから
超流動と解釈できたわけで、固体の場合は慣性モーメントが減少しても
必ずしも「その原因が超流動であると解釈可能」かどうかは何に基づいた
議論なのか知りたく。

よろしければ教えてくらさいです。よろしく。

7 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/14(土) 00:06:00 ID:???
>>5
おれがいた物性教室の方々は
「『固体物理』という言い方は正確ではない。
コロイドと固体を明確に線引きできるわけではない。
『凝固体物理』なんていいんじゃないか」
という会話をしておりました。


8 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/14(土) 15:00:07 ID:???
>>7
コロイド・・・牛乳、みたいなもんだと思いますが、固体Heはコロイドでは
ないようでしたが、パリティ誌2004年7月号の方の記事は今見れましたので
そちらの記述を引用しますと、それへの疑念について欠かれていました。
つまりこの2005年4月号よりも前の号の記事です(実は2005年4月号の記事は
まだ見ていませんでした。見たいのですが・・・)。

[パリティ誌2004年7月号の方の記事−p.37の記載より引用]
 レゲットは、キムとチャンの結果が確かに固体が超流動体として振る舞っている
ように見えるとしながらも、何らかの意味での”液体状態”の超流動が周期の低下
をもたらしている可能性を除外できない、と考えている。細孔の中のHe4が固体で
も液体でもなく、まだ素性のわからない”やっかいな中間状態”(nasty mediate)
なのではないかと、彼は疑念を抱く。またメリーランド大学のフィッシャー(Mechael
Fisher)は、固体の超流動相がHeの相図において固体相の奥深くで見つかったこと
に驚きを隠さない。彼は1970年代に理論研究を行い、He4の超流動固体相は超流動
液体相と固体相の境界に現れると予想していたのである。(続く)

9 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/14(土) 15:43:33 ID:???
>>8(続き)
[パリティ誌2004年7月号の方の記事−p.38の記載より引用]
訳者追記:2004年3月の米国物理学会で、チャンのグループからさらに重要な報告が
あった。まず、彼らは本文で触れられている”バルク固体He4”についてもねじれ
振り子の実験を行い、バイコール中He4と全く同様の周期の変化を、He凝固圧力直上
(25気圧)から70気圧以上の広範な圧力範囲で観測した。詳細は割愛するが、周期
の振る舞い(転移御dお、臨界速度など)はバイコール中He4と全く同じであった。
したがって、200mK以下での周期の変化は固体He4が元来持つ性質であることが確実
になった。また、バルク固体はバイコール中Heに比べ表面積が6桁近くも小さいので、
本文中で述べられている”細孔内壁に損じ阿し得る液体薄膜の超流動”の可能性は
完全に否定された。ねじり振り子の実験結果だけを見る限り、超流動固体相が存在
する可能性はますます高まったといえる。

10 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/14(土) 16:03:33 ID:???
>>9(続き)
この後には、 訳者は仮に200mK以下で「超流動相転移」が起きているとしたら、
そこで比熱の温度変化特性の異常が現れるかどうかの測定結果は、そうした
相転移が起きているとした場合に観測されるであろう異常は全く存在せず、単に
絶対温度の3乗に比例するフォノン比熱カーブだけしか観測されていないとの
バイコール中Heでの結果を追記されている。

さて、これについてはバイコール中の結果でバルクでのそれではなかったわけ
ですが、2005ネン4月号ではその辺も測定して確認されているのでしょうか。
やっぱりこれを読まないといけないようです。

11 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/14(土) 16:11:52 ID:???
仮にもしバルクHe4でも、やはり超流動相転移に関係するであろう処の、比熱の
温度特性異常カーブが現れなかった場合は、この現象を「固体の超流動による
もの」と解釈するのは難しくなるのかもしれない、と思われるのでしたが、、
>>10の訳者追記の最後にはこういう記載もありました。

「・・・比熱の異常がない(非常に小さい)超流動相転移の存在も否定できず、
もしそうならそれは空格子点のBECではなく、チェスターやレゲットがその昔
提唱した機構に近いのかもしれない」

ただしかし、その機構に関してはこの号の記事の初めのページに記載がありました。



12 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/14(土) 16:19:52 ID:OL7JEODA
その記述によると「レゲットは、固定の超流動成分はきわめて小さく、絶対零度
近くでも固体質量の1万分の1程度であろうと予測した」とのことであるから、
仮にその理論的な予測が正しいとすれば、全質量に対してそのような寄与率しか
もたらさないところの「超流動」相転移では、このp.37のねじれ振り子の周期の
温度変化グラフは説明できないようにも思われ、やはり「固体の超流動による
慣性モーメント減少」ではないのではないか?、と推測されてしまうわけでした。

さて、2005年4月号の記載にはどのようなことが書かれているのでしょうか?

さらに興味深い内容が出ているでしょうか!!?

13 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/14(土) 16:32:17 ID:OL7JEODA
つまり、そこで>>6の疑問となるわけでした。

慣性モーメントが固体として減少しているすれば、
 I=∫r^2dρ (ρ:質量密度分布)
でしたから、このρの分布状態が変化した、あるいはもっと端的に言えば
このρの温度特性に異常が現れた可能性も無いとは言えません。

14 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/14(土) 16:41:32 ID:OL7JEODA
確かに物質の質量分布自体がゼロ度K付近で突然変化するというのは考え
にくいし、実際に比熱異常も検知されていないからそうではないのかもしれ
ない。

だから固体He4の質量密度分布が絶対零度付近で一体なぜどういうわけで
変化するのかはまだ説明できず、しかもそのような奇妙な現実を受け入れる
にはあまりにも突拍子もない話に思われるため、誰もこれを考慮してはいない
だけなのかもしれない。

しかし、もし仮にこの「慣性モーメントの減少」が「超流動相転移によるもの」
ではなかった、と判明した場合には、この可能性も出てくるのかもしれない。

15 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/14(土) 16:49:37 ID:OL7JEODA
仮に、比熱異常がないにも関わらず、絶対零度付近で固体He4がそのバルク
内部で「質量を変化させている」ような事態が起きているとしたら、
それが「質量概念」自体の変更を迫るような問題にまで発展する可能性とて
ありうるかもしれない。

16 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/14(土) 16:58:34 ID:OL7JEODA
もし質量自体が変化している可能性を実験的に測定して確かめるとすると
どんな実験が適当だろう?

今は慣性モーメントを測定するためにはねじり振り子を使ってその周期を
測定しているが、固体He4の「質量全体」が変化しているとしたら、簡単に
それを上下方向に敏感なバネ振り子に変えて調べるだけで済む。

そのときに絶対値が微小で分かりにくければ、上下に振動させてその周期
を調べてもよいのかもしれない。もしそれで変化が現れると、固体He4の
「質量全体」が変化している可能性を考慮しなければならなくなり、その
結果として慣性モーメントが減少するという可能性が出てくるのではない
だろうか?

17 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/14(土) 17:01:41 ID:CPhb9bbu



一応言っておくと

科学記事の半分は嘘か間違いで

もう半分は単なる宣伝です(科学は金がかかる)

以上

18 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/14(土) 17:10:44 ID:OL7JEODA
>>16の実験は無駄に終わるかもしれないが、一度ぐらいはトライしてみたら
どうだろう。全く価値がないわけではない、と思う。

少なくとも>>13のように慣性モーメント
 I=∫r^2dρ (ρ:質量密度分布)
のρの変化した結果ではないということも押さえておくべきではないだろうか。
そのためには上下振り子の周期測定では足りず、別の方法が必要かもしれない。

19 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/14(土) 17:17:35 ID:OL7JEODA
>>18
以下もご参照ください。
これらはここ数年の先端的な研究分野なのでした。

http://mirror.nagaoka-ct.ac.jp/mb/lab/araki/issp-tanki2003-12/
http://www.phys.keio.ac.jp/lab/sirahama/j_research.htm
http://kaoru.to/s_column/s_column13.htm

20 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/14(土) 17:18:29 ID:OL7JEODA
>>19
アンカーミス>>18 ->>>17 です。


21 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/14(土) 19:00:02 ID:OL7JEODA
>>16
ちなみに「上下方向に敏感なバネ振り子」はどうすればよいだろうか。上下振動の
周期Tは、

 T=1/(2π)*√(M/k)

だったから、この k は小さ目にし、M が大きいほど良いと思う。その場合、
M としては、例えば[パリティ誌2004年7月号の方の記事−p.36にある写真の
ようは「はずみ車」を大きくせず、バルクHe4の方の質量を大きくするべきだ
となる。

仮に万が一、温度変化に対して無視できない差が現れたら”大変なこと”になる
わけなのでしたが。超流動どころの騒ぎではないことになるわけですね。

22 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/14(土) 21:21:02 ID:???
パリティ誌の面白いメコス事について・・・

23 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/14(土) 22:11:13 ID:OL7JEODA
>>22
>メコス事

ちなみにこれって何でしょう?
良ければついでも教えておいてください、よろしくです。

24 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/14(土) 22:12:01 ID:OL7JEODA
>>23(訂正)>ついでも ->ついでに

25 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/14(土) 22:29:00 ID:OL7JEODA
ここでさらに面白い実験方法のバリエーションを挙げて見ると、バルクHe4
において、そのバルクの内部に真空領域を作ることであった。

これは、>>15
>比熱異常がないにも関わらず、絶対零度付近で固体He4がそのバルク
>内部で「質量を変化させている」ような事態が起きているとしたら
に関係している。

「比熱がT°Kの3乗以外の変化をしない」とすれば、He4の物質側の質量は
変化していないと考えるべきことになり、ではどこに逆の要素が生まれて
いるのかということになるが、それをHe4固体の中の空孔欠陥に逆質量が
生まれている可能性−それはいかにも突拍子もない仮設であるが−があった
からであった。

これの本当の意味はまだわからない。しかし仮に空孔欠陥に逆質量が存在
していた場合、慣性モーメントは減少するのではないだろうか?そして
もし等価原理によってこの「固体He4全体」の「重力質量」も同様に減少
していたならば、これをさらに拡大して検証してみる実験も有効となる
可能性があるのではないだろうか??つまり、人工的に大きな空孔、つまり
空隙を固体He4の中にしっかり作ってしまうことで、その部分の”質量”が
見積もれる可能性を考えてみる、ということになる。

26 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/14(土) 22:30:31 ID:OL7JEODA
>>25(訂正)>仮設->仮説

27 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/14(土) 22:38:02 ID:OL7JEODA
>>25
もし万が一、この内部に大Kな真空領域を持つバルクHe4において、慣性モーメント
の減少が甚だしく顕著に(ねじり振り子の実験において)起こり、しかも且つ、
全体質量の異常減少が(上下バネ振子において)はっきりした場合、この可能性が
高いと考えられるのであった。

このようなことが起こるかどうかはなんともいえない。

しかし既存のあらゆる知見の範囲では慣性モーメント減少の原因が見出せないと
したら、これはやってみる価値がある。もし「真空を内包する固体He4」の顕著な
質量減少の異常が確認されたら、ここから我々の質量概念あるいは重力概念を
根本的に見直すべき必要に迫られる可能性がある。

28 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/15(日) 14:44:11 ID:nXiek4yN
おい誰かいないのか?>学者出て来い、

  いや出てきてください w


29 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/15(日) 20:41:04 ID:nXiek4yN
>>27
>内部に大きな真空領域を持つバルクHe4

この真空領域を持つようなバルクHe4というものをどうしたら構成できるかに
関してどなたかご教示頂けると助かります。

固体He4中に真空領域を作り出す技術とはどういったものになるだろう?

しかも、そういう領域を、中心を含む円形領域に生成するか、それとも、
中心を含まないような回転対称な形に生成するかによっては、そのバルクHe4の
慣性モーメントIは違ってくるだろう。普通の場合それは当たり前である。
そのときに、絶対零度付近でのそのIの温度特性カーブも違ってくるのではない
だろうか。




30 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/15(日) 20:47:00 ID:nXiek4yN
仮にもし「超流動相転移」が起きているとした場合には、そうしたバルク内部に
おける真空領域の配置状況は回転とともに変化することが予想される。つまり
バルクHe4の内部でその真空領域は「外力による回転運動と連動しないで位置の
ずれが起こる」であろう。それを確認する実験も行なえる可能性があった。

よってこのような実験をすることによって、場合によっては「超流動相転移を
起こしている証拠を提出する」ことを可能にするかもしれない。それならそれで
大変幸運だと思う。

ぜひこの実験を工夫して行なってみてもらいたいと思うのである。

31 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/15(日) 21:15:01 ID:nXiek4yN
ただしもし万が一、慣性モーメントが絶対零度付近で異常変化したにも
関わらず、その真空領域の配置あるいは位置分布が変化しなかった場合には
やはり固体He4中においては少なくともマクロな「超流動」は生じていない
となる可能性もある。

その場合には、やはりバルクHe4全体の質量の異常変化がないか調べる必要
が出てくるだろう。

果たして「バルクHe4内に生成した真空領域は焼く質量を有する」と考えな
ければならなくなるだろうか?そうなれば興味深い現象として注目を集める
ことになるだろう。

32 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/15(日) 21:32:02 ID:nXiek4yN
>>31訂正>焼く質量 -> 逆質量
---
バルクHe4中に真空領域をたくさん生成しておき、あちこちに分布させて
おいた場合、それらの実験開始前の配置分布と各領域の大きさを計測して
おき、実験終了後にそれらに変化がないかどうかを調べることができれば、
それらのすべての真空領域を含めた質量密度分布ρにも変化はなかったと
できるとしたら、やはり真空領域自体に質量という属性が存在し、しかも
それが温度が絶対零度付近で異常値を持つという理由を考える余地が出て
くるのではないか、ということである。

これまで果たして「真空」に質量という概念が存在したであろうか?

しかし「真空」にはしばしば「エネルギー」概念は附与されてきている。
それならばそれによる質量が附与されなければならなくなるはずであった。
宇宙膨張がダークエネルギーによるものとされる場合があるように、そこに
質量がありうるかもしれない可能性をこの実験が示唆するとしたら、なんと
心躍る驚きになるではないか!?

あるいは人はこれを「妄想」と呼ぶかもしれないが、しかしまだこの固体He4
内の「メジャーな超流動現象かもしれないということ」自体がすでにもう
多くの人にとって”妄想”の部類であったかもしれない。それならば尚さら
これについてもやはりその存否の確認を要請したいと思うのである。

33 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/18(水) 15:13:56 ID:3R37QsyU
ところでもし重力が真空に何かの作用を与えるといった状況を想像した場合、
この低音という状況を勘案すると、もしかすると超電導状態と似たような状況
というものが考えられなくもないかもしれない。

超電導状態の導体には磁束が透過しない、という状況があったが、もしかすると
この超極低音下の固体He4で囲まれた真空領域には、重力の場が通らない、といった
逆の状況が生じているようなことを仮想してみるとどうだろう?

それが、素粒子論で素粒子に質量を与えるとされているヒッグス粒子の状態を変え、
それが真空領域に逆質量を与える効果をもたらすかもしれない、といった想像である。
確かに逆質量とは何であるかはまだ定義すらできてはいないからくわしい議論はでき
ない段階ではあるが・・・、重力質量と慣性質量の等価性に関しての新しい考え方を
提供する可能性はあるかもしれない。

34 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/18(水) 15:15:21 ID:???
>>33訂正 >この低音という状況 -> この低温という状況

35 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/21(土) 12:32:48 ID:dkkCCRcj
2005年4月号は図書館で取り寄せてもらうことになりました。届いて読み次第
またご報告します。

それにしても、この問題はとてつもなく興味深い事象かと思われるのでした。
皆さんも関心を持ってみてください。

できれば慶応の白浜先生には是非上記の実験をお願いしたく。よろしくお願い
致します。

36 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/28(土) 15:02:03 ID:1EeVkTx+
2005年4月号は図書館から取り寄せていただき今読ませて頂いていました。

バイコールではなく、バルクの固体He4を使用した方が直截に調べられる
として、バルクでの新しい実験の結果が紹介されていました。

トーラス状にしたバルク固体He4でねじり振子の計測をすると、やはり同様の
結果が得られたようでしたが、トーラス場の固体He4に、別の材質で仕切り物を
入れると、慣性モーメントの減少は見られなくなったとのことでした。これは
超流動状態のHe4がその仕切り板で動けなくなった証拠ではないかとの考察が
述べられていました。

これ以外にもいろいろと書かれていましたが、これが本当に「超流動現象」である
のかどうかについては結論は出ているわけではなく、まだまだ「不可解な現象」
であるとしてさらなる研究が必要である、とのまとめとはなっていました。

現在も実験が行なわれ研究されているものと思われましたが非常に興味深い研究
に思われました。

37 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/28(土) 15:23:41 ID:???
上のほうで上下バネ振動で、と言っているのがあるけど、意味がない。
横方向のねじれ振り子と変わらん。

あと超流動かそうでないかだが、振り子の振幅である程度は判定できる。
細孔より振幅が十分小さいとき、超流動なら壁面と独立に動ける。振幅が大きい
と独立には動けず一緒に動くから、その境界付近から慣性モーメントが増える。
要は容器に溶液をちょっと入れて容器を揺すると、振幅が小さいときは主に容器の
モーメントが観測され、振幅を容器の幅より十分大きくとれば溶液も一緒について
くるしかないからモーメントが増えると言うのと同じ。

周波数依存、振動依存などの実験がやられているから、「Heの質量が減少」などと
言うのは今のところ示唆するデータが一切無く否定するようなデータがある段階
だから単なる妄想以外の何者でもない.

この辺の議論は固体超流動やら細孔内での超流動を扱った論文、そこに載ってる
Referenceをちゃんと追っていけば載っているものばかり。ちゃんと読んでないのか?
#あと固体超流動に関し議論がまだ続いているのは実験の精度とセッティング自体に
#まだ問題があるとされているからで、ある意味固体の超流動自体の理論は普通にある。
#無論理論がひっくり返る可能性も無いわけでは無いが、今のところ問題無いっしょ?

38 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/28(土) 19:40:09 ID:???
低エネルギー領域で重力と他の力の係わり合いに関して
新しい知見が得られると楽しそうですね

39 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/01/31(火) 21:28:52 ID:dJ6CLw9/
>>37
レス感謝です。この現象とても面白いです。

確かにすでにある程度固体の超流動の理論はあるのかもしれませんが、
それとは別に、この実験もやれたらやってみてほしいのですが。

それをもっと顕著にする方法を言いますとこうです。

それは、「”真空に対する容器になるように”バルク固体He4を形成し」それの
重量を温度を絶対零度になるまで下げながら測定する実験です。そのとき真空の
一次容器には通常の金属製の容器を利用しても構いませんが、その周りは全部
固体He4で覆わなければなりません。そしてその固体He4にかかる圧力は制御可能に
しておいて圧力も変化させてみます。

この物体全体の重量が理屈通りにならない場合の考察をしてみてください。
もしよろしければお願いします。

40 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/02/01(水) 18:08:00 ID:???
>真空に対する容器になるように”バルク固体He4を形成し

・・・それじゃ圧がかからんだろうに。
真空に触れている固体Heなどと言うものは存在しない。

>この物体全体の重量が理屈通りにならない場合の考察

そもそも有り得なそうな前提を置くからには、それなりの必然性が無いといけない。
そんな前提を置く理由は?

41 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/02/01(水) 22:29:29 ID:???
>>40
レスありがとうございます。

>・・・それじゃ圧がかからんだろうに

つまり>>39のように「そのとき真空の一次容器には通常の金属製の容器を利用して」
作ることは可能かと思われました。その場合のその容器がどのようなものになるかは
工夫がいるかもしれないですが・・・

>そもそも有り得なそうな前提を置くからには、それなりの必然性が無いといけない

確かに。それはあるアメリカの研究者からの指摘があったからでした。が、その詳細な
事情は今は言えません。しかしもし経済的あるいは時間的に必然的な理由によってこう
した実験が不可能な場合は不可能なのかもしれません。大切な研究時間を使うことに
なりますものね。

42 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/02/12(日) 10:23:02 ID:9JJtqhwd
age

43 :ご冗談でしょう?名無しさん:2006/02/18(土) 12:43:12 ID:ZwB5F2Rs
真空が絶対零度になると何か変わるの?

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