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【物理学】ノーベル賞間違いなし、日本発「準結晶超伝導転移」[03/06]
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0001しじみ ★
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2018/03/06(火) 18:46:41.65ID:CAP_USER
年明けの1月11日、雑誌「Nature communications」に一報の論文が発表されました。

 「Discovery of Superconductivity in Quasicrystal」。
日本語なら「準結晶中での超伝導状態の発見」とでも訳しましょうか。

 名古屋大学、豊田工業大学、東北大学、豊田理化学研究所などのグループが達成した、
人類史的な価値をもつ大業績と思います、

 一定の確率でノーベル賞が出て不思議ではない驚くべき成果ですが、
ことさらに大メディアが騒ぎ立てたりすることはありませんでした。

 まあ、記事の編集担当デスクが理解できなければ仕方のない、いつものことですが、
今回はこの「準結晶の超伝導」の何が凄いのか、簡単に解説してみたいと思います。

■準結晶とは何か?

 まず最初に「準結晶(Quasicrystal)」とは何か、から話を始めなければなりません。
ワープロに「じゅんけっしょう」と入力すると「準決勝」と変換される程度に、
世間にはほとんど知られていない物質の形態と思います。

 原子分子レベルで見ると「結晶」は、
ちょうど公園などにあるジャングルジムのようにアトムが規則正しく並んだ構造を取っています。

 こうした「結晶」は「並進対称性」と呼ばれる規則性を持ちます。
分かりやすい例としてオランダの版画家M.C.エッシャーの作品をリンクしておきましょう。

 例えばこの「鳥による平面の規則分割
(参照=http://www.mcescher.com/gallery/back-in-holland/regular-division-of-the-plane-with-birds/)」という作品は、
ちょうど、床や壁をタイルで覆い尽くすような意味で、2次元平面を完全に充填します。

 ここで、一部を切り出して別の部分に平行移動すると、完全に重なり合う。
こういう特徴を「並進対称性」といいます。

 さて、世の中にはこういう充填とは別に、平行移動では決して重なり合わない、面や空間の充填の仕方があります。

 例えば、イスラム教のモスク建築には、壮麗な幾何学模様のタイル張りの埋め尽くしが見られます。

 いくつか例を挙げて見ましょう。

 例えばこういうもの(参照=https://en.wikipedia.org/wiki/Girih_tiles)はギリーと呼ばれます。
英文のイスラム文様のウィキペディアには、尖塔の屋根を埋め尽くす曲面パターン
(参照=https://en.wikipedia.org/wiki/Islamic_geometric_patterns)なども紹介されています。

 あるいはこんなもの(参照=http://archive.aramcoworld.com/issue/200905/the.tiles.of.infinity.htm)もある。

 最後のリンクには、
こうしたモザイクの幾何学模様を数学的に整理した英国の数理物理学者ロジャー・ペンローズ
https://en.wikipedia.org/wiki/Roger_Penrose)の名が挙げられています。

 ペンローズは1974年、2種類のひし形を組み合わせて空間を充填しながら、
決して平行移動では重ね合わせができないパターンを見出し発表します。

 「ペンローズ・タイル」と呼ばれるパターンで、
非周期的でありながら空間を埋め尽くす特異な幾何学構造として注目を集めます。

 ペンローズとエッシャーの間には親交があり、
ペンローズの見出した数理構造に影響を受けた作品をエッシャーは発表しましたが、
残念ながら版画家は1972年に亡くなってしまいました。
そのためペンローズ・タイルの幾何を応用した作品は残されていません。

 しかし、「サークルリミット」と題された作品群
(参照=http://www.mcescher.com/gallery/recognition-success/circle-limit-iv/)のように
円の内部を自己相似なパターンで埋め尽くしていく図案には、イスラムのモザイクに源流をもち、
のちのフラクタル幾何学などにもつながる、ペンローズ・タイルとよく似た発想を見ることができます。

 こうした充填は、しかし幾何学的対象、あるいはモスク建築のタイル貼りなどには見出せても、
自然界の物質として安定に存在するとは考えられていませんでした。

続きはソースで

画像:すでに様々に利用されている超電導。
写真は超電導磁石を使った独西部グライフスバルトのマックスプランク・プラズマ物理学研究所にある核融合装置「ベンデルシュタイン7-X」。
http://afpbb.ismcdn.jp/mwimgs/d/6/600w/img_d6f6919603dce4f3d888c74c10696df8201375.jpg

JBpress
http://jbpress.ismedia.jp/articles/-/52503
0111名無しのひみつ
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2018/03/19(月) 13:39:31.74ID:6NEKgU6S
通常、金属材料は単結晶ではなくて微結晶の集まりでしかないのに、
なぜ超伝導状態になったら、それが全体に広がるのだろうか?
結晶の粒界の不整合だとか粒界に存在する不純物の影響はトンネル効果か
なにかで無視されるのかねぇ?
0112名無しのひみつ
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2018/03/19(月) 13:51:01.71ID:7vmwZgd5
自由電子が限りなく自由になるってことだね
0113名無しのひみつ
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2018/03/19(月) 23:06:37.07ID:/pEnMcmy
>>111
電子の状態数(界面が関与) << 電子の状態数(界面があまり関与できない)

この大きな差を覆すような強い影響力を持つ仕組みがない場合に
バルクの性質が主役になる。
0114名無しのひみつ
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2018/03/21(水) 04:29:26.48ID:59WdPHEb
NatureそのものよりNature photonicsとかNature physicsとかの方が箔が付く感
まずNature系なんか出せないし
0115名無しのひみつ
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2018/03/21(水) 13:27:42.45ID:y1ejdMsq
>>111-113
希ガスが超伝導になる希ガス
0116名無しのひみつ
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2018/03/21(水) 19:37:51.37ID:VsKe4E78
>>111
そりゃ一部でも非超伝導だと全体として超伝導と観測されんからね
最後の一部が超伝導になった瞬間全体が超伝導になったと観測されるわけよ

>>114
アホすw
0117ニュースソース検討中@自治議論スレ
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2018/03/24(土) 01:31:20.96
しじみ ★ sage New! 2018/03/06(火) 18:46:41.65 ID:CAP_USER
年明けの1月11日、雑誌「Nature communications」に一報の論文が発表されました。

 「Discovery of Superconductivity in Quasicrystal」。
日本語なら「準結晶中での超伝導状態の発見」とでも訳しましょうか。

 名古屋大学、豊田工業大学、東北大学、豊田理化学研究所などのグループが達成した、
0118ニュースソース検討中@自治議論スレ
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2018/03/24(土) 05:33:35.19ID:RQByIxiL
最近はアモルファス言わんの
0119ニュースソース検討中@自治議論スレ
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2018/03/24(土) 05:48:36.79ID:fsmnOBNI
日本語で説明してくれないと理解出来ません。
0120ニュースソース検討中@自治議論スレ
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2018/03/24(土) 10:46:20.32ID:FHpTHmXF
自分でもうっかりすると間違えそうになるが、アモルファスと準結晶は違うものだよ。
準結晶は明確な秩序がある。結晶は秩序に周期性があり
準結晶は秩序に周期性がない。

アモルファスは乱雑で目立った秩序がない。
0121ニュースソース検討中@自治議論スレ
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2018/03/24(土) 10:52:32.50ID:VWqfrfbc
>準結晶は秩序に周期性がない

なるほど
うっかりさんですね
0122ニュースソース検討中@自治議論スレ
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2018/03/24(土) 18:28:19.21ID:+ASGgmCb
>>111
>通常、金属材料は単結晶ではなくて
>>88
>結晶だって無限に大きくないと並進対称性ないけど有限サイズで超伝導は起きるわけで、準結晶でも
>局所的に周期性ある場所あるからそこでクーパー対ができるってだけの話じゃねーの

単結晶だって並進対称性はない

>>116
>そりゃ一部でも非超伝導だと全体として超伝導と観測されんからね

電流は超伝導部分だけ流れりゃいいから、それはない
0123ニュースソース検討中@自治議論スレ
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2018/03/25(日) 00:14:49.16ID:zXLybrje
>>121
>準結晶 [quasicrystal]
>周期性のない新しい秩序構造である.1984年にAl‐Mn合金系で融液から
>急冷によって生成される準安定構造として発見された. (以下略) 理化学辞典第5版
0125ニュースソース検討中@自治議論スレ
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2018/03/26(月) 10:37:29.16ID:y6HnIIRh
ミューオンでピラミッドとか原発とか火山とかの透視はノーベル賞取れるん?
ただの応用だから無理?
0126ニュースソース検討中@自治議論スレ
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2018/03/26(月) 13:45:33.31ID:A9LB5CEx
そんなの無理に決まってるだろ
その程度の応用にさえノーベル賞を与えてたら毎年数百件って数の物理学賞や化学賞や生理学・医学賞をばら撒かねばならない
0127ニュースソース検討中@自治議論スレ
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2018/03/26(月) 14:27:58.02ID:d/aKS9L9
青色LEDとかそんなレベル
0129ニュースソース検討中@自治議論スレ
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2018/03/27(火) 21:33:46.93ID:s3XEswj3
超電導なんて数多の材料で起こるのだから取り立ててどう言うこともない話だわ
0133ニュースソース検討中@自治議論スレ
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2018/04/11(水) 23:28:42.17ID:7hyK1Xa2
日本はどっちかというとお花畑
0134ニュースソース検討中@自治議論スレ
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2018/04/12(木) 06:42:54.55ID:FjHmsqVl
>>69 石野先生ムリなんか… (´・ω・`)ショボーン
0135ニュースソース検討中@自治議論スレ
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2018/05/08(火) 01:16:28.66ID:wIKSyL8F
超電導は日本は昔から地道に研究してた分野だからね
新たな発見は嬉しい
0136ニュースソース検討中@自治議論スレ
垢版 |
2018/05/08(火) 15:58:48.67ID:TyugDaZ7
冷温停止ω
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