新技工房

森羅万象、固いことからふざけたことまで気になったことをかる〜いノリで書いてますっ!しかしその実態は、ブログ主の外部記憶装置です。

科学・技術・理科総合∞

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科学記事まとめ2

磁気モノポールを簡単な構造で作成できることを理論的に示す…首都大学東京

N 極・S 極だけをもつ磁石・磁気モノポールの発見
首都大学東京大学院理工学研究科 多々良源准教授と竹内祥人研究員

首都大学東京大学院理工学研究科 准教授 多々良源と日本学術振興会特別研究員 竹内祥人は、
N 極または S 極だけをもつ磁石(磁気モノポール)を、普通の磁石と白金を組み合わせた簡単な
構造で作ることができることを理論的に示しました。

モノポールを磁石と白金の接合という簡単な構造で作ることができれば、
情報機器中で N 極だけをもつ磁石を作ることが可能になり、資源の埋蔵に問題のある
レアアース金属を利用せずに高密度デバイスを作成できる可能性があります。
またモノポールを操作し流れを作れば、磁場と電場を対等に操作することができるようになり、
これまでの動作原理を超えた新しい情報伝達や情報記録が可能になると期待されます。
自然界の磁石はすべて N 極と S 極からできており、それらを分離して N 極または S 極だけからなる
モノポールを作ることは通常不可能と考えられています。
ただし理論的には、モノポールの存在の可能性があることが 1931 年に Dirac1)により指摘されていました。
その後の研究により、モノポ ールは宇宙のビッグバンによる生成の直後(約 0.1 ナノ秒後 2))につくられた
可能性が明らかにさ れています 3)が、これまで行われた大規模な観測では
宇宙初期のモノポールは見つかっていません。
今回多々良、竹内は、物質中では対称性の法則が真空や空気中と異なることに着目し、
宇宙初期のような超高エネルギーを用いなくてもモノポールの生成が可能であることを示しました。
この際鍵となるのが白金のもつ強い量子力学及び相対性理論に基づく効果で、
これが普通の磁石を構成しているスピン 4)の運動を電子の運動に変換するはたらきをしています。
このために磁石の向きを変化させると電子の運動がおき、このときにモノポールがつくられます。
つまり白金のもつ相対論効果は、スピンの住む世界と電子や電荷の住む世界をつなぐ役割を果たしており、
これによりモノポールの生成が起きます。

この成果は、日本物理学会が発行する英文誌 Journal of the Physical Society of Japan (JPSJ)の
2012 年 3 月号に注目論文(Editors' Choice)として掲載される予定です。

首都大学東京
http://www.tmu.ac.jp/news/topics/4376.html?d=assets/files/download/thesis/press_120227.pdf
Journal of the Physical Society of Japan
http://jpsj.ipap.jp/link?JPSJ/81/033705/

海をダムに見立て発電、深さ千mの海中なら原発千基分の発電も可能--神大院教授が構想発表

原発事故に伴う電力不足が懸念される中、神戸大学大学院海事科学研究科の西岡俊久
教授(63)が「海洋エネルギーを活用した大規模発電装置の仕組みを発明した」と
発表した。海を巨大ダムに見立て、海中で水力発電を行うという独創的なアイデア。
理論的には原子力をはるかに上回る発電が可能といい、国際特許を申請している。

西岡教授は、破壊動力学の第一人者。物体に亀裂ができるメカニズムを解明するなどし、
文部科学大臣科学技術賞、兵庫県科学賞などを受賞している。

海洋発電を考えたきっかけは、英スコットランド行政府が2008年に創設した
「サルタイヤ賞」。海洋エネルギーだけを利用した革新的発電技術の開発者に
賞金1000万ポンド(約12億円)を贈る賞で、西岡教授は地球の端が滝に
なっている「地球平面説」の絵からヒントを得たという。

海洋発電装置は、大型船のような海上浮遊物と海中の発電機2基、海中の配管で
構成される。

まず、海水が海上浮遊物に付設した配管に入り、水の勢いでタービンを回して発電。
海水はその後、潜水艦のような耐圧容器に入った海中に向けて配管内を落下し、
発電機のタービンを回す。電気は海底ケーブルなどから陸上に送電し、海水は
モーターを使って容器外に排出する。

配管の素材として用いる「スペクトラ繊維」は、鉄の10倍の強度。「金属疲労が
生じず、かつ軟らかいので巻いて収納できる」と西岡教授。発電量は水の流量と
落下の高低差で決まり、「例えば、海中の発電機が深さ千メートルであれば原発
千基分(1基分の発電量約100万キロワット)の電気を作り出すことも可能だ」
と強調する。

西岡教授は「ばかげた話と思うかもしれないが、実現すればクリーンな自然エネルギー
で国全体の必要量を賄える。兵庫県内の企業など日本の英知を結集し、可能性を
探りたい」と話している。

●図解 http://alp.jpn.org/up/s/9161.jpg

◎神戸大学大学院海事科学研究科 http://www.maritime.kobe-u.ac.jp/

◎参考/神戸大学大学院海事科学研究科のリリース
http://prw.kyodonews.jp/open/release.do?r=201202222587

http://www.kobe-np.co.jp/news/shakai/0004847023.shtml

超伝導に関与する異常な電気抵抗を発見 −未知の量子相が引き起こす超伝導の解明へ−…日本原子力研究開発機構

ウラン化合物超伝導体URu2Si2において、超伝導と密接に関係する電気抵抗の成分の検出に初めて成功。
異常な電子散乱を観測し、これが超伝導を引き起こしていることを検証した。
高純度単結晶の育成ならびに高い圧力下での精密物性測定により得られた成果。

独立行政法人日本原子力研究開発機構 (理事長 鈴木 篤之) 先端基礎研究センターの
立岩尚之研究副主幹、松田達磨研究副主幹、芳賀芳範サブリーダー、
Zachary Fiskグループリーダー及び大貫惇睦 大阪大学教授(客員研究員)らの研究グループは、
ウラン化合物超伝導体URu2Si2において、超伝導と密接に関係する電気抵抗の成分が
存在することを発見しました。

超伝導は、固体中の電子が引き起こす現象の中でも、最も量子効果が明確に現れたものです。
超伝導の実現には、2個の電子を結びつける引力が必要で、鉛など単体金属の超伝導体では
結晶格子の振動がその役割を果たします。
一方、電子間に強い相関が働く電子系ではより強い引力を必要とするため、
その超伝導状態の発現メカニズムは通常の超伝導体と著しく異なります。

研究グループは、電子間に強い相関がはたらくウラン化合物超伝導体URu2Si2の超伝導メカニズムを、
高い圧力のもとでの電気抵抗から探りました。
固体中の電子は不純物や他の電子により散乱され、電気抵抗が生じるので、
電気抵抗の温度変化を調べることで、固体中の電子の散乱の強さについて情報を得ることができます。
実験では、不純物の影響を取り除くため、極めて純度の高い単結晶を育成し、
高圧力(15000気圧まで)の環境下で詳細な電気抵抗の測定を行いました。
その結果、URu2Si2の超伝導相では異常な電気抵抗を示す領域があり、
電子間にはたらく異常な散乱が存在していることを発見しました。
また、超伝導転移温度が観測した異常な電子散乱の強さと比例関係にあることも明らかにしました。

URu2Si2の超伝導が発現するためには、正体不明の電子の運動(電子系の秩序相)が
関わっていることが知られていますが、その秩序相の詳細は、
発見から四半世紀以上経過しても完全には解明されておらず、「隠れた秩序相」と呼ばれています。
今回の結果は、「隠れた秩序相」における異常な電子の散乱が
超伝導を引き起こすことを示しただけでなく、銅酸化物超伝導体等、
一般の相関の強い電子系が作り出す凝縮相の特質の一つを明らかにしたといえます。
本研究成果は、米国物理学会誌「Physical Review (フィジカルレビュー)」オンライン版に
2月28日(現地時間)掲載されました。

独立行政法人 日本原子力研究開発機構>プレス発表
http://www.jaea.go.jp/02/press2011/p12030101/index.html
Physical Review
Strong correlation between anomalous quasiparticle scattering and
unconventional superconductivity in the hidden-order phase of URu2Si2
http://prb.aps.org/abstract/PRB/v85/i5/e054516

塩水に化学反応を起こしリチウムを抽出する新技術 塩水1000リットルからリチウム5キロを生成―POSCO RIST

ポスコ、リチウム抽出で新技術

韓国鉄鋼大手のポスコは23日、バッテリー原料のリチウムを塩水から直接抽出し、
生産に要する時間をこれまでの12カ月から1カ月へと大幅に短縮する新技術を開発
したと発表した。

ポスコ傘下の浦項産業科学研究院(RIST)はこのほど、世界で初めて、塩水に
化学反応を起こしリチウムを抽出する新技術を開発し、塩水1000リットルからリチウム
5キロを生成することに成功した。従来の自然蒸発方式は、塩水を蒸発させた後、
リチウムを抽出する多段階のプロセスが必要だった。

新技術では、塩水に溶け込んでいるリチウムを抽出する回収率をこれまでの50%から
80%以上に引き上げることが可能になった。

ポスコの権五俊(クォン・オジュン)副社長は「新技術を採用すると、リチウム以外にも
塩水に溶けているマグネシウム、カルシウム、カリウム、ホウ素などの元素を分離抽出し、
資源化することができる」と説明した。ポスコは新技術に関連し、国内外で約30件の
特許を申請した。

リチウムは携帯電話端末などのモバイル機器、電気自動車のバッテリーに使用される
素材。韓国は現在、世界1位のリチウムバッテリー生産国だが、使用するリチウム1万
2000トンは全て輸入に依存している。

ポスコは新技術を使い、海外のリチウムメーカーと共同で、現地にリチウム抽出工場を
建設する計画だ。

趙亨来(チョ・ヒョンレ)記者

朝鮮日報/朝鮮日報日本語版 2012/02/24 08:10
http://www.chosunonline.com/site/data/html_dir/2012/02/24/2012022400516.html

海水そのものではない模様
The company said its Research Institute of Industrial Science and Technology (RIST)
used a chemical reaction process to isolate the silvery white metal from lithium-rich
salt water and other impurities.
http://www.citiadr.idmanagedsolutions.com/news/global_story.idms?type=scrolling&ID_NEWS=223122799

2年前のプレスリリース
Promoting Commercialization of Marine Lithium-Extracting Technology
Feb. 05, 2010
http://www.posco.com/homepage/docs/eng2/jsp/prcenter/news/s91c1010025v.jsp



大林組、2050年までに宇宙エレベータ造ると発表(動画あり)

な〜んか朝からsatomiが海外でトレンディングしてるな〜と思ったら、なんのことはない、宇宙エレベーター建設構想を「季刊大林」最新号で発表したのがSatomi Katsuyama(勝山里美)同誌編集長だったんですね! ひゅ〜焦った〜。
月までの4分の1の距離96,000kmを時速200kmで片道7.5日で移動! 一度に30人を「クライマー」に乗せて運ぶ!―そんな宇宙エレベータを大林組が2050年までに実現すると発表し、海外でも話題です。
大林組といえば日本一高い東京スカイツリーに次ぎ、台湾ドーム建設も受注するなど最近なにかと話題ですが、スカイツリーのノウハウを宇宙に活かせたら素敵ですねー。実現イメージはTBSのニュース映像でご覧下さりませ。
 
気になる建設手法ですが、ケーブルの「最初の1本」はロケットで宇宙に送り、下に向かって垂らして地上と結びます。また、地球上のおもり(アースポート)は赤道海域の海上に半没式で浮かべ、ケーブルの伸び縮みをここで吸収するのだそうな。詳しくは軌道エレベーター派の再掲記事を読んでみてね。
 
 
MOONLIGHT MILE じゃあないですが、これからの宇宙開発は建設業が重要な位置を閉めていくでしょうね。
 
大林組、どうやって資金調達するのよw
 
軌道エレベータが出来れば、宇宙開発は加速度的に進むんだろうけど、そこまでが大変だよねぇ。
 

男性絶滅説は誤り

「男性絶滅説は誤り」、Y染色体研究で新論文 米MIT

【2月23日 AFP】男性という性を決定づけるY染色体が小さくなり続けているため、やがて男性は絶滅するという説があるが、この説は誤っていると結論付けた遺伝子研究が、22日の英科学誌ネイチャー(Nature)に発表された。

「男性絶滅説」は、男性染色体(Y染色体)が劇的に縮小したという事実を科学者らが発見した約10年前に注目を集めるようになった。数億年前のY染色体は1400個以上の遺伝子が乗る巨大サイズだったが、今や遺伝子が数十個程度しか乗らない極小サイズになってしまったという。そのため、Y染色体はいずれ消滅すると一部で叫ばれるようになった。

 男性絶滅説を唱える学者は、Y染色体を失った人類は、げっ歯類のキイロモグラレミングのような末路をたどると考えている。このほ乳類は、Y染色体が進化的圧力を受けると2つの種に分化したが、このうちの1種はY染色体を持っていない。その子孫の性別がどのように決定されているのかは謎だ。

 最悪のシナリオに沿えば、人工的な方法で男性という性の窮地を救わないと、男性は絶滅してしまう。絶滅は500万年後だと言う者もいれば、わずか12万5000年先だと言う学者もいる。

■Y染色体は安定している

 しかし、米マサチューセッツ工科大(Massachusetts Institute of Technology、MIT)ホワイトヘッド生物医学研究所(Whitehead Institute for Biomedical Research)などの研究チームは今回、Y染色体の縮小は太古に起こったことであり、以来Y染色体は驚くほど安定しているとする論文を発表した。

 人類とチンパンジーから約2500万年前に枝分かれしたアカゲザルと人間のY染色体を比較したところ、枝分かれ後に失った祖先遺伝子の数はアカゲザルが0個、人間が1個だった。なお、1個は全染色体のわずか3%にしか相当しない。これは「Y染色体は消滅しない」ことを明確に示しているという。

 10年前から「衰えつつあるY染色体」説と戦ってきたという同研究所のデビッド・ページ(David Page)氏は
次のように説明する。X染色体とY染色体は、性染色体に特化する前は基本的に普通の染色体であり、互いに遺伝子情報を交換(クロスオーバー)して有害な変異を取り除き、遺伝子プールを広く保っていた。
だがこのXY間でのクロスオーバーが行われなくなると、Y染色体は直ちに不要な遺伝子をそぎ落としていき、今のような安定した状態になったという。(c)AFP

▽記事引用元 AFPBB News(2012年02月23日 11:37)
http://www.afpbb.com/article/environment-science-it/science-technology/2860023/8524895

▽マサチューセッツ工科大ホワイトヘッド生物医学研究所プレスリリース
http://www.wi.mit.edu/news/archives/2012/dp_0222.html

▽Nature
「Previous articleNext article Strict evolutionary conservation followed rapid gene loss on human and rhesus Y chromosomes」
http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature10843.html
良かったw
 
 
 

やっぱり光が速かった

ニュートリノ超光速、CERNも間違い認める

素粒子ニュートリノが光より速く飛んだとする実験結果について、欧州合同原子核研究機関(CERN)は23日、
結果が間違っている可能性を正式に認めた。

同機関の発表によると、国際研究グループ「OPERA」は、実験結果に影響を与えうる問題点として
〈1〉時刻の補正ミス〈2〉光ファイバーケーブルの緩み
――を特定した。こうした不備で結果がどう変わるか検証する実験を5月に行う。

ソース
http://www.yomiuri.co.jp/science/news/20120224-OYT1T00324.htm
話が話しだけにとんだお騒がせになっちゃいましたね。
 
でも、こういう積み重ねが次の新発見に繋がるんでしょうねぇ。
 
もしかすると検証試験でニュートリノがさらに速かったっていう結論が出たりしてw
 

デス・スター建設に必要な費用が判明

映画『スターウォーズ』に登場する宇宙要塞「デス・スター」。建設にいくらかかるのか、リーハイ大学の学生たちが計算した。

http://wired.jp/wp-content/uploads/2012/02/death-star-1.jpg

Image: Death Star (Fair Use)

米国ペンシルベニア州にあるリーハイ大学から、フォースの暗黒面はお金を使い果たしていたのではないかというニュースが届いた。

同大学で経済学を学ぶ学生たちが、あの「宇宙最大の兵器」のサイズや建造に関する、現在入手可能なあらゆる報告と情報に基づいて計算を行った。最終的にはじき出されたコストは[鉄だけで]852京ドル85京2000兆ドル。もしNASAがいまから建造に取り組むとすれば、世界の国内総生産(GDP)のおよそ13,000倍が必要になる。

中心的に取り組まれた問題は、必要な原材料の量の計算だった。原材料の調達は、この地球で間に合うようだ(調達後に地球自体がどのくらい残されているのかという疑問はあるが)。ブログ記事は次のように伝えている。

デス・スターのサイズ[直径120kmとされる]だと、だいたい1.08×1015トンの鉄ということになる。1にゼロが15個だ。

途方もない量にも思えるが、地球に存在する鉄を計算したところ、デス・スターを20億個ほど作れることが分かった。

地殻にある鉄は限られているかもしれないが、地球の中心部は鉄でできており、分布範囲も密度も大きく、デス・スターに必要な鉄の大部分はここから得られるだろう。


最終的なコストが割り出されるまでの過程は、こちらで詳しく読むことができる。[リンク先によると、現在の技術では必要量の鉄を掘り出すだけで83万3,315年かかるという]
どの世界もお金がかかるのですw
小惑星を改造したほうが、安い?作りやすい?かな?

「SF的技術」をコスト計算する(1):ロボットと電磁兵器編

『ガンダム』の建造費用。ホンダの『ASIMO』でロボット部隊を編成するコスト――将来実現するかもしれない10の技術について、現時点でかかる費用を計算してみた。

これほど高価でなかったら建造できたかもしれない10のSF技術
可能性を制限するのは技術ではない。むろん人間の想像力でもない。可能性を殺すもの、それはお金が足りないという現実だ。

『機動戦士ガンダム』の「メカ」
費用:7億2500万ドル(想定される部品の総額)


巨大ロボット『ガンダム』の建造費用は、すでに日本の『Science Portal』で算出されている

ハニカム構造のアルミニウム合金、軍用ヘリコプター『Apache』用のエンジン7基、400KWのモーター30基、それにロボットを直立姿勢に保てるほど計算の速いスパコン[IBM社の『Blue Gene』]などを搭載するという計算で、1体当たり7億5000万ドル[800億円]の費用がかかるという。

なお、それだけあれば、欧州の戦闘機『Eurofighter』が6機、米軍の戦闘機『F-22』(Raptor)が3機、パソコンゲーム『Peggle』が約1億2500万本買える。

『ASIMO』によるロボット部隊
費用:1大隊当たり10億ドル

本田技研工業(ホンダ)の二足歩行ロボット『ASIMO』を見たことがあるだろうか? 1台欲しいという人は、約100万ドルはホンダに支払わないといけないだろう。

もっと安く済ませたければ、年16万6000ドルで借りることもできる。ただし、ASIMOはまだ階段の上り下りがさほどうまくない(動画)

それでも、そうできたら超かっこいい、というだけの理由で、(自動回転式の砲塔銃ではなく)ロボットたちを使い、「何か非常に平らなもの」を守りたいというなら、1大隊分を約10億ドルで配備できる。悪くない値段だ。

ブラスター銃とレールガン
費用:電磁銃1丁につき1000万ドル


指向性エネルギー兵器は非常に研究が進んでおり、同様のテーマに沿った兵器が数十種類存在する。

しかし残念ながら、それらに用いるバッテリーや冷却剤の技術は、現時点で満足のいく水準に達していない。

たとえばレーザーガンなら、小火器に匹敵する威力のビームを放つ能力を備えつつ、大きさは持ち運び可能な範囲で、さらにはそうした銃が発する熱を排出する手段も備えていなくてはならないが、現状ではいくら金を積んでもこうした技術は手に入らない[米軍によるレーザーライフルなどの開発状況をまとめた過去記事(日本語版記事)はこちら]。

しかし進歩はしている。米国はすでに戦闘機やミサイルも撃ち落せるレーザー兵器の試作品を開発しており、それを『Boeing 747』に搭載した『YAL-1』がある[過去記事(英文)によると、2002年から始まったプロジェクトで、現在までに38億ドルが費やされている。]

同じくSF世界の技術だったレールガンも、ようやく可動式の形で実現しつつある。1月31日午前(米国時間)には、バージニア州ダールグレンにある米海軍海上戦センターで、エネルギー出力10メガジュールの電磁レールガンの実験(日本語版記事)が行なわれた。

2020年代には、現在戦艦に搭載している5インチ砲をこのレールガンに置き換える予定とのことだが、それにかかる費用については明らかにされていない。

最後に、20世紀の発明家ニコラ・テスラへの賛辞を示さないことには、殺人光線兵器の話として十分とはいえない。その功績は値段のつけようがない。[テスラは、ビーム兵器『Teleforce』を提案していた。]

(2)へ続く
(3)の都市・交通編へ続く

F−22が3機でガンダムかっ、安いものだなw
いや、F−22が高いって!?

ASIMOが1大隊。壮観だな。

レールガンは実現しそうですね。長距離の直射火器とか憧れるw


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