なんとなんと、今年のノーベル物理学賞は日本人の理論物理学者3人が受賞!!
(南部先生はだいぶ前にアメリカに帰化されてるそうですが)

やはり、大学で理論物理を学んだ人間としては、日記に書かずにはいられへんw

おまけに南部先生はうちの大学の名誉教授だっていうんやからテンション上がる(≧∇≦)
理工学部(現理学部および工学部)の創設初期に約7年間勤めておられたそうです。

大学の時、量子力学や素粒子論の授業の中ではよく南部先生の名前が出てきてた。
当然、偉大な研究成果を講義で学ぶことがあるからではあるんやけど、
俺が教わった先生達には南部先生の教え子が少なくなく、
思い出話やいろんなエピソードを交えての話によく発展してたw

うちの大学、おそらくお祭り騒ぎで大忙しやろうね♪
 
 
 
今回の受賞対象になったCP対称性やら自発的破れやらって聞いても
大学の物理学科系統のとこで勉強した人以外は意味分からんでしょ~ね(^ー^;)
(一応、俺は理学部物理学科卒業なので何の話かは多少分かってるつもりw)
 
 
では。
伝わるか分からんけど、一般人に理解できそうな説明をしてみようか( ̄∇ ̄;)
(注:あえて厳密に正しい説明じゃない部分あるんでご了承をw スルー推奨ww)
 
 
 
小林・益川両先生の功績は、
それまで3種類しか知られていなかった「クォーク」という素粒子が仮に6種類あれば、
「CP対称性の自発的破れ」という現象と合わさって、
それまで誰も分からなかった問題が解決できることを発見したってことです。

その問題ってのは「なぜこの宇宙空間に物質があるのか」「なぜ物質に質量があるのか」
これを科学的に説明できるようになったんです!(SFや宗教論ちゃうよw)
 
 
その説明を簡略化するとこんな感じ。

宇宙には、最初、何も物質がなかった。
そこに同じ大きさのプラスとマイナスがポッと出来た。
それがひっついたら、消えてまた何もなくなるはず。

けど、まわりから何もしてへんのに、ひっつくまでに片方の大きさが変わってた。
つまりひっついても少しだけ差が埋まりきらず、残ったんよね。
それが『物質』として今も残ってるんだ!ということが説明出来たんですよ。
(ちなみに残ってない方のことを、物質と反対の性質を持つことから『反物質』と言います)
 
 
イメージとしては、真っ平なアイスクリームの表面をスプーンでえぐると、
スプーン上にのったアイスと同じ大きさの穴ポコが出来る(^-^)

すくった分をキレイに元に戻すと、アイスの表面はまた真っ平に戻るけど、
スプーンの上にアイスを追加してから元に戻すと穴ポコをふさいでもアイスが余るよね。
戻そうとしてもアイスが盛り上がってしまう。

これが、誰も何もしてへんのに勝手に(=自発的に)スプーン上のアイスが増えてたとすると、
キレイに真っ平にするつもりでも、アイスの盛り上がりが残ってしまうよな。
この場合やと、スプーン上のアイスが『物質』で、穴ポコが『反物質』ってことになるね。

これが「対称性の自発的破れ」のイメージ。(いいのか、こんなんで?w)
 
 
その上で、クォークは6種類の中に、別のクォークに変わることが出来るやつがいて、
その途中でエネルギーを失ったりしてバランスを崩すんよね。
そういったことをいろいろ考慮すると、
クォークが6種類だとすれば『物質』がこの世界に残ることを完全に説明出来た!

それがこの小林・益川両先生の研究成果だったわけです。
(少しは伝わったかな?w)
 
 
 
もう一人の、我が師の師である南部先生の功績は、
小林・益川両先生の研究よりもだいぶ前に、対称性の自発的破れを提唱したり、
素粒子の状態を厳密に計算できる量子色力学っていう新しい分野を作り上げたりと
その後の素粒子物理学の研究の基盤を広範囲にわたって作り上げた数多くの研究成果について。
あれもこれもとあまりに偉業が多く、ホントに偉大な物理学者ですね。

そんな人が自分の大学の名誉教授やなんて、もっそい誇りに感じるね(`・ω・´)
 
 
 
(参考)
「CP対称性のCとPについて」
CはCharge(チャージ)のCで「電荷」のこと。プラスマイナスの電気の大きさね。
PはParity(パリティ)のP。パリティってのは簡単に言えば「位置」のこと。

つまり、「CP対称性」とは、
真空から同時に生まれた、対を成す粒同士(物質と反物質)の、
・電気量の大きさが同じでプラスマイナスが逆
   &
・発生点からの位置(=距離)が同じ大きさで方向が逆
っていう対称性があるよっていう自然の法則のこと。

これが「破れ」てるっていうのは、
物質と反物質で完全にCとPが対称じゃなくなってるよってこと。
つまりひっついて消えようとしてもちょっと残るものがあるんよね。
 
 
 
「素粒子(そりゅうし)について」
素粒子っていうのは、物質を作る一番小さい粒のこと。
『一番小さい粒』っていうと普通は「分子」や「原子」を、
人によっては「陽子」「中性子」なんかを思い浮かべると思うんよね。
それは間違いちゃうねん。
実際、中学や高校の理科ではそう習うんやから。

ただ、もっと専門的な段階では陽子や中性子がさらに小さい粒「クォーク」から出来てることを習う。
(陽子も中性子も共通の2種類のクォークが3つ集まって出来てる。数の配分は逆やけど)

今はクォークは6種類あることが知られていて、
それに「電子」や6年前の日本人ノーベル物理学賞受賞で話題になった「ニュートリノ」とかを加えて
『素粒子』って呼んでるんですね~。
 
 
あまりに小さいために、素粒子は顕微鏡とかでは見ることが出来ひんねん。
特殊な実験器具の中で素粒子のエネルギーを元に光や電流を発生させて初めて、存在や種類を確認できる。
素粒子は単独で自然界に存在しないものがほとんどで、
人間が観察するときには素粒子で出来た粒同士を大きなエネルギーでぶつけて破壊して、
その拍子に破片として飛び出るのを待つんです。

今回の受賞者である小林先生・益川先生が論文を出される以前、クォークはこの世に3種類。
当時はそれで全部だった。
後々考えれば、当時の実験施設ではそれ以外のクォークを飛び出させるには力不足やったんよね。
 
 
 
てな感じで、自分としてはわりと噛み砕いて書いてみたつもりww

噛み砕きすぎてウソにならんように気はつけたつもりやけど、
厳密に正しい表現をしようとすると難しくなりすぎるから、
仕方なく完全に正しく表現してへんとこあるけどお許しを。

あ~、けっこう時間かかったけど、書いてスッキリしたw
変に刺激受けてもうてたからね( ̄∇ ̄)
久々にまともな物理のことを考えて楽しかったし♪ 自己満足完結☆
満ちきゅう
 
 
 
 
 
 
満月の地球バージョンのこと(意味分かる?)
冗談ぽいけど、正式名称だったりするw
(検索で飛んでくる人が多すぎたんで一部ひらがな化)

実はこれ(上の画像)は月から見た地球の写真なんです。
日の出のように地平線から上がってきたところの写真で、
南北が逆転してて、左下が北アメリカ大陸で真ん中が太平洋とのこと。

地球から月を見るのと同じで満ち欠けがあるんよね。
明るいところは日中、暗いところは夜。当然かw

満月との違いは頻度。
まん地球は年に2回しか現れへんらしい。
初めてハイビジョンで撮ったもんなんやって。
 
 
で、これを撮ったのは、いま月のまわりを回ってる人工衛星“かぐや”
その名から丸分かりなように、日本の人工衛星やねん!

他にも月の全表面の精密な地図を作ったりとか、いろんな観測を行ってるらしい。

日本人のことやから、観測データから密かにウサギを探してる研究者もいたりしてww

市民権

2008年2月3日 気軽な科学
俺の大学での専門分野は「宇宙空間におけるプラズマ理論」

プラズマってのは空気中や真空中にあるイオンみたいなもの。
もう少し正確には電気を帯びた高エネルギー微粒子(電子や水素イオン)のことで、
よく「高温のガス」とかって表現もされるね。
この宇宙の構成物質の99%以上は実はプラズマやねん。
 
 
といっても一般の人には意味不明やから、
普段、人に説明するときは
「広く言えば宇宙物理かなぁ」という極めてウソに近い表現をせざるをえない(^^;)

多少マシな(何が?)人やと、ブラックホールとかビッグバンとか星とか
そういう単語で反応してくれるんやけど、
実は俺の分野とは全くと言っていいほど関係がないんよねw(よってウソに近い)

けど、「プラズマ」って言うても、
普通はプラズマテレビとか超常現象くらいでしか聞いたことないやろうし、
普通の人には説明しづらいねんなぁ。
工業的にはプラズマテレビ・プラズマ発電・核融合なんかで利用されてるけど、
それすら俺の研究分野とはあまり関係ない。
(これらは実験室プラズマという分野。宇宙プラズマとは一線を画す)
 
 
一般の人に馴染みのある宇宙プラズマの現象としては、一番は「オーロラ」やね。

「オーロラ」ってのは、宇宙空間にあるプラズマ粒子が
北極や南極の上空から地球の大気圏に飛び込んでくる時に燃えて光る現象。

その微粒子は実は太陽から来てんねん。
太陽表面から飛び出たガス(太陽風)はプラズマの集まりで、
電気を帯びてるから地球の磁場(方位磁針とかのアレ)の影響で
地球に吸い寄せられて北極とかに降り注ぐんですわ。
 
 
あとは、カミナリの光も短時間やけどプラズマ。
他にも光ってる星のほぼ全てに加えて、太陽も土星も木星も実はプラズマで出来てる。
 
 
************************************************************
 
 
ほんで、何が言いたいかというと、、
物理学の中でもプラズマ物理ってマイナーなんよね(爆

おまけにプラズマ物理学の中に「プラズマ宇宙論」ってのがあって、
現在のビッグバン宇宙論とは全く違ったアプローチで面白いんやけど
日本ではまだまだ市民権が無いのよ。。

うちのボスがやってる磁気流体力学(MHD)によるプラズマ流体の非線形現象解析とか、
実験室プラズマなんかは、やってる人そこそこいるけど。
 
 
で。
俺はそのプラズマ宇宙論に興味があるわけです。
別に大学に残って研究したいとかいうレベルではないけど、
大学を離れてからでも本とかあったら読んでみたいなぁと。

今はずっと興味があった流体力学がらみのMHDを勉強出来てるから満足やけど。。

もともと宇宙論に興味があったわりに、
現在の最先端理論はぶっ飛び過ぎててあまり美しく感じない。
超ひも・M理論・余剰次元・ブレイン宇宙・パラレルワールド・・・
俺には数学的なツジツマ合わせにしか見えない。(頭悪いからね)

プラズマ宇宙論なら不自然な理論の導入を必要とせずに多くの課題を克服できる。
(もちろん弱点もあるけどね)
より直感的でリアリティのある理論やから、
正しいかどうかより、もう少し興味持たれてもいいのになぁ〜と。

日本語の本は皆無やし、ネットで探してもろくなものがない。
たいした勉強もせんと相対論や量子論を堂々と否定するような
科学者気取りのしょーもない人のが大半。

現在主流のビッグバン宇宙論が理解出来ひんからって否定するのはナンセンスやし、
その道具にプラズマ宇宙論を使われるのは不愉快。

けど、大学の研究者がプラズマ宇宙論を大々的に研究するのは
主流のビッグバン宇宙論を批判する異端児扱いされて難しいのかなぁと。

ホントは、相対論や量子論を否定するような理論とちゃうし、
ビッグバンやブラックホールが存在しても矛盾はしないはずのものなんやけどなぁ。

まだまだマイナーすぎて、認められへんだけやったらもったいないなぁ〜
流れ星って見たことありますかー?

実はこの数日、日本で流れ星が見れるらしいんで、
見てみたい人はオススメ♪
 
 
見えるのはペルセウス座流星群っていうやつで、
方角としては北東、時間は夜間ずっと。

ピークは13日の明け方で、その前後数日にも見えるらしいよ。
 
 
特に今は新月やから、都市部のど真ん中でなければ見えると思う。
 
 
けど、ペルセウス座っていうても、分からんよね。(俺も知らん)

目印として分かりやすいのは、カシオペヤ座(Wの形)
中学の理科でも習うような有名な正座やし、
とてもハッキリ見えるから知ってる人も多いでしょ。

これがペルセウス座のすぐ隣にあるから、この辺を広く見てるといいんちゃうかな?

夜更けと共に北東から上がってきて、夜明けにかけて高く上っていくから、
首が疲れない程度の角度を見るべしw
 
 
ピーク時には1時間に50個前後っていうから、
運がよければたくさん見えるかもね(^∇^)
 
 
今朝の明け方(4時ごろ)15分くらい夜空見てたら
視界の端っこにそれらしき光の筋が1回だけ見えたよ☆

今夜はもっと楽に見えるかも!
 
 
*****<追記>***********************************************

今夜も見てきた〜o(^-^)o
深夜2時前後の15〜20分くらいかな?
全部で6個見えた♪

やっぱりカシオペア座の近くで、結構真上に近かったかな。

白に少し緑がかった感じのキレイな閃光でしたよ☆
もうちょっと見てたかったけど、思ったよりも真上で光るから、
首が疲れちゃってww

屋根やベランダに寝転がって見れる人は、その方がオススメ!

あ〜メッチャ癒された( ̄∇ ̄)
7月に入ってからは雲が多い日が続き、
今年は天の川が見れそうにないですねぇ(^^;)

まぁ、大阪の市街地からは元々あんまり見えないんやけどw
 
 
で、七夕も過ぎたのに時期外れやけど、今日は天の川の話を少し。

天の川ってちゃんと見たことある人少ないんかなぁ?
俺は京都に住んでたころ、何度もキレイな天の川を見たことがある。

で、不思議に思ってた。
なんでここだけこんなに星が固まってあるんやろう?って。
 
 
普通の星座は多くても10〜20個くらいが固まって見えるくらいやのに、
天の川では数えることも出来ない膨大な数の星々・・・

まさか宇宙空間に川が流れるように細長く星が並んでるわけもなく。
(地球が太陽の周りを回るように、星は丸に近い形に固まるはず)
 
 
地球からの見え方で偶然そういう風に見えるんだろうと。
でも、結局どうなってるのかというのは分からなかった。
 
 
それが最近、教授の雑談の中から答えを発見!
 
 
天の川って、地球や太陽がいるこの銀河が見えてるんやって!

銀河って聞いても「999」しか思い浮かばない人はちと古いw
マクラーレン(銀河帝国)を思い浮かべた人はマニアックww
 
 
まず、太陽の周りを地球や火星・木星・土星なんかが回ってるのは常識として、
惑星以外にも小さな星や岩石・チリなんかが太陽の周りを回ってて、
この全部をひっくるめて太陽系と言います。
 
 
んで、太陽系以外にも似たような恒星系や単独の恒星がたくさん集まって、
(恒星(こうせい):太陽のように燃えながら光り輝いてる星)
膨大な量の小さな星・岩石・ガスを巻き込んで、みんなで回ってるんですよ。
そう、まさに太陽の周りを地球や他の惑星が回るように!
これを銀河と言います。デカイですw

銀河は人間の目のような(?)、端っこが平べったくて、
真ん中が膨らんでるような形をしてるらしいです。
 
 
宇宙は広いんで、この巨大な銀河というやつが無数に存在してて、
地球や太陽が所属してる銀河はその1つ。
我々がいるこの銀河には、天の川銀河と名前がついてます。

太陽系は天の川銀河のわりと端っこの方。
平べったくなりつつあるとこら辺をグルグルまわってるらしいっす。
 
 
 
ほんでですね、
1年に1回、この季節にだけ、
うまいこと日本の上空の方向が、天の川銀河の真ん中の方を向くんです!

目じりから瞳孔を見てるようなもの。(例えがキモイw)
その方向には天の川銀河のたくさんの星があるから、
この方向にだけ、細長く密集して星が見えるわけです!
 
 
 
説明が下手ですいません( ̄∇ ̄;)
絵を書きながらだともっと分かりやすく説明できるんやけど、
俺の陳腐な文章力ではこんなんが限界です。。

ほんとは、けっこう「オー!!」ってなる話やと思うんやけど、不甲斐ねぇ。。

ま、自己満足な日記なんでね、気にしないw

そんな感じです(?
宇宙の話は面白いですよー☆ってことです♪
よろこばしいニュースだ!

カナダGPで大クラッシュを起こしたロバート・クビサ(BMWザウバー)

そのクビサが今週末のフランスGPからレースに復帰することが決まったそうだ!( ̄∇ ̄)!

前戦のアメリカGPはメディカルチェック自体はパスしたらしいけど、
短期間に続けて激しいダメージを追うリスクを考えてのドクターストップだった。

けど、今回は問題なしとのこと。よかった〜(^-^)
 
 
 
そのクビサのクラッシュ。
一説では、計算した結果、75Gもかかっていたとのこと。

この『G』ってのは、力じゃなくて実は加速度なんよね。
1Gが地球上での重力による加速度。
(ホントはこれを重力加速度gと言う。g=9.8[m/s^2])
空中でボールをソッと離すと、加速しながら落ちていくアレ。

つまりあの瞬間、クビサとマシンに重力加速度の75倍の加速度がかかってたということ。

んで、それがどういうことかってーと、
単純に言えば、体重の75倍の重りを急に背負わされたようなもの。
 
 
なんで、そうなるのかっていうと、
高校で物理をやった人なら必ず習う、運動方程式というのがあるよね。
  ma=F
ってやつ。
mは質量[kg]、aは加速度[m/s^2]、Fは力[N(ニュートンと言う力の単位)]。

ここから物体の質量と加速度が分かれば、そこにかかる力が出てくる。
つまり、力ってのは質量と加速度の掛け算と同じってこと。
 
 
んで、今は加速度aが重力加速度gの75倍だと言ってるんやから、
質量m[kg]の物体にかかる力は、
  m×75g=75mg[N]
ということになる。

じゃあ、こういうのはどうだろう?
mの75倍の質量をもった物体が受ける普通の重力。
重力ってのは、質量×重力加速度gで表せる。つまり、
  75m×g=75mg[N]
となる。
上のと一緒やね!

結局、元の質量で75倍の加速度でも、75倍の質量で元の加速度でも、
受ける力は同じってことになります!
 
 
具体的には、クビサが体重80[kg]だとすると、
  80×75g=6000g[N]
これは、6000[kg]=6[t]の重りに働く重力と同じ!
つまりあの瞬間、クビサの上に6[t]の重りを乗せたような状況だったということ!!

さらには、F1マシンはだいたい600[kg]くらいやから、
  600×75g=45000g[N]
これは45[t]の重りに働く重力と同じ。
クビサの体重分を合わせて、全体には50[t]以上もの重りを乗せられたようなもの!!
 
 
もう少し正確にいうと、
50[t]以上の重りを持ち上げるような凄まじい力で、
ドンッとコンクリートウォールにぶつけられたってことだ。
 
 
もちろん、マシンを壊したり激しく回転させたりということに使われた分もあるし、
斜めからぶつかってるっていうのもあるから、実際には50[t]の重りを乗せるほどじゃないにしろ、
すさまじい衝撃だったことに変わりは無い。

10年前のマシンだったら即死だったと専門家が口を揃えるように、
あの状況で軽い脳しんとうと捻挫だけっていうのは奇跡と言っていいだろう。。

瞬間的だとはいえ、50[t]の重りを乗せられたような状況で、
マシンの中心部分は潰されずに中のドライバーを守ったんやから
F1マシンって凄まじいよなぁ。。

普段は速さばかりに気が行くけど、
こういう超ハイレベルな安全性を備える研究も一生懸命やってはるんやなぁって
改めて思った。

 
【余談】
おそらく、事故の状況を調査して、
マシンのぶっ飛び方や壊れ方からマシンにかかった力を計算して、
マシンとクビサの質量は分かってるから、
そこから運動方程式を使って加速度を計算して75Gという結果に辿り着いたんでしょう。
俺はその順序を逆にたどったわけだ。
 
 
以上。ケン坊のF1的物理学でした♪

(ただし、以上の議論は物理的には必ずしも厳密なものではありません。)
前から見たいなーと思ってて、
こないだの土曜か日曜にテレビでやってたのでようやく見れた!

で、日記に書こうと思ったけど忘れてたのでいまさら書いてみる。
(やや視点がおかしいけど、キモがらんといてねw)
 
 
なんでこの映画に興味を持ったかというと、
珍しくバリバリ理系の人の話だったから。(特に邦画では珍しいよね)

俺は物理学者ではない。まして数学者でもない。
ただ物理を勉強してる、あまりレベルの高くない学生ということで、
一応、理系人間の端くれなのでね(^^;)

そんな俺でも分かる感覚。「Euler(オイラー)の公式は美しい」

あぁ、一般の人の冷たい視線を感じる(爆
しかし今日は気にしない( ̄∇ ̄)

(注)「Euler」は「エウラー」とは読みません。「オイラー」です。
たぶんドイツ系の人なので、ドイツ語読みで「eu」は「オイ」と読みます。
 
 
 
で、映画の中では『e^ = −1』というのが出てくる。
(うまく表示されてないけど、『Π』はエヌじゃなくてパイです)
最後はこれを移項して、『e^ +1 = 0』となってたのがミソなんやけど、
とりあえずおいといてw

(参考)e^は、『e』の『iΠ』乗ってことです。(ホントは右上に小さく書きたかった)
3の2乗は9とか、2の3乗は8とか習いましたよね!
『e』は『ネピア数』と言うより『自然対数の底(てい)』と言うほうがピンとくる人も多いのでは?
『i』は複素数で出てくる、2乗したら−1になる数です。
『Π』はご存知『円周率:3.1415926535897932384・・・』です。
 
 
けど、Eulerの法則(公式)の元々の形ってこうじゃないんですよ。

ホントは『e^ = cosθ + i×sinθ』っていう式なんです。(θ:シータです)

変な感じでしょ?
左辺は複素数が乗っかった指数関数。
右辺はcos(コサイン)とiかけるsin(サイン)を足したもの。

ホントに一緒なの?と誰しも思うでしょう。

一緒なんです!

普通の大学で理系っぽいことをやると、
数学なり物理なりで必ずといっていいほど出てきます。

これが正しいと証明する方法も非常に簡単で、
高校数学で赤点取らずに済んだ人なら分かります。
(でも、ここでは数式が書きにくいので書かないけどw)

この証明を分かりやすく説明してもらうと、
けっこう多くの人が「へぇ〜」「ほぅ!」と少し驚いたり関心したり。

バリバリ理系の人はシンプルな形に表された式や法則を見たときに、
特にその感動が強く感じられることがあり、
そういう感覚を「美しい」と表現したりしますww
 
 
で、これと映画に出てきた数式とは似てるけど、
sinとかcosとかはどこに行って、1はどこからきたのか、と。

はい。
ここで問題。みなさんは『ラジアン』というものを覚えておられるでしょうか?
「は?何それ?知りませんが。」という声が聞こえてきそうだw
いや、高校で習ってるはずだ!
 
 
ラジアンというのは、円周率Πを使った角度の表し方。

直角である90度は・・・Π÷2
直線になる180度は・・・Π
1周まわる360度は・・・2Π
になります。
 
 
ということで、Πは180度のこと。

とすると、『e^ = cosθ + i×sinθ』のθにΠを代入すると、
e^ = cosΠ + i×sinΠ

んで、
cosΠ=cos180゜=−1
sinΠ=sin180゜=0
っていうのは、高校の1年か2年で習うことやから、
知らない人はまだ高校行ってないか忘れたかのどちらかやねw

はい。
この−1と0を元の式に入れてあげると、
e^ = cosΠ + i×sinΠ = −1 + i×0 = −1

結局、
e^ = −1
となるのが分かりますよね!?
 
 
以上、証明終わりw
 
 
んで。
俺は何が言いたかったのかと言うと、
「『Eulerの法則』は美しい」ということと、
「『0』と『無』は全く違うものだ」ということ!!(そんなこと一言も言ってないw)

銀行口座の残高が0なのと、口座を持ってないことが一緒か?と。(何w
 
 
こんなことを熱く日記に書いたりするから
理系はキモイとか言われるんやろうなぁ(;´ー`)

最新の日記 一覧

<<  2025年6月  >>
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293012345

お気に入り日記の更新

最新のコメント

この日記について

日記内を検索