この2か月間さる事情があり──いや、本当は大した理由もなく──数学や物理のトピックをいろいろ漁って勉強していた。そして過剰に期待しては幻滅するのをくり返していた。その過程を本記事では紹介する。 アタシっていつもこれだ……。 1. 機械学習 2. 数値計算 3. 確率論 4. 数理ファイナンス 5. 非平衡統計力学 6. 量子情報 7. 型理論・ラムダ計算 8. 物性物理 1. 機械学習 思ってたのと違った度：10/10 時代の要請と思って石井／上田『わかりやすいパターン認識』（オーム社、第2版2019年）の3部作を読み始めた。そして1巻目を読了した時点で気づく。 「こいつら線形代数とか数理統計学とかを使ってアルゴリズムを組み立てるけど、それがなぜ・どのくらい上手くいくか実験以外で全く説明しねえ！ 仮説もねえ！」 結果、萎え落ちした。有名なビショップ『パターン認識と機械学習 上・下』（丸善出
教室の壁に掛かるお馴染みの周期表。 しかしその並び方を大胆に組み替えることで、時間計測の未来が拓けるかもしれません。 ドイツのマックスプランク核物理研究所（MPIK）で行われた研究によって、原子核中の陽子数ではなく残りの電子の数で元素を配置し直した全く新しい「周期表」が提案されました。 チームによれば、この方法で整理したところ、高電荷イオン（たくさんの電子を奪われて強い正電荷をもつ原子）の中に眠っていた700種類以上も「次世代の光格子時計の候補」が浮上したといいます。 従来の周期表からも多くの知見が得られたように、新たな周期表を作ると同時に大量の知識が一網打尽的に現れた訳です。 「新・周期表」は、これまでの周期表では見落とされていた原子の秘密を暴き出し、人類科学を新たな段階に高めてくれるのでしょうか？ 研究内容の詳細は2025年4月16日に『arXiv』にて発表されました。
X（旧Twitter）で、物理に真剣に向き合おうとする学生からの興味深い質問を見つけました。それは「速度には光速という限界があるけれど、加速度には限界がないのか？」というものです。 相対性理論によれば、物体の速度は光速度ｃを超えることができないことがよく知られています。この制限は、速度のｘ成分、ｙ成分、ｚ成分のいずれにも適用され、そして速度の大きさ自体もｃを超えることはありません。 では、速度ではなく「加速度」についてはどうでしょうか？加速度にも上限が存在するのかという問いは、物理学の最先端の観点から見ても非常に意義のある問題です。 この加速度の問題を考える上で、便利な「次元」という概念をまず説明します。物理学では、さまざまな物理量が「次元」という特性を持っています。この次元は、空間の自由度を表す幾何学的な次元とは異なり、物理量の性質を示すものです。たとえば、ある物体の「長さ」という量は、
「光が光の影」を落とす影を知ることは光を知ることでもある矢印で示した部分が「光の影」となっています / Credit:Raphael A. Abrahao et al . Optica (2024)人類の影に対する理解は、常に光に対する理解と並行して進化してきました。 影の研究と利用は芸術と科学の歴史にも深く刻まれています。 たとえば演劇の分野では、影は影絵として世界中のさまざまな文化で数千年にわたり存在してきました。 両手を交差させた「カニ」や片手の小指を動かす「イヌ」の影絵は、誰もが一度は見たり試したりしたことがあるでしょう。 また美術の分野では、ルネサンス時代の影の研究が西洋絵画における写実主義の発展に大いに貢献しました。 原始的な芸術として知られる洞窟壁画や古代エジプトの壁画が影をあまり意識しない一方で、ルネサンス期以降の絵画ではあえて「影を描く」ことで物体を写真のように描くことに
わかりやすい高校物理の問題集 わかりやすい高校物理の部屋問題編 400問以上の演習問題がいまなら無料！ 定期テスト対策 共通テスト対策 入会金０円！月額０円！！
このコーナーでは、2014年から先端テクノロジーの研究を論文単位で記事にしているWebメディア「Seamless」（シームレス）を主宰する山下裕毅氏が執筆。新規性の高い科学論文を山下氏がピックアップし、解説する。 X： ＠shiropen2 米カリフォルニア大学サンディエゴ校に所属する研究者らが発表した論文「Second law of thermodynamics: Spontaneous cold-to-hot heat transfer in a nonchaotic medium」は、「熱は高温から低温へ流れる」という物理学の基本原理が、特殊な条件下では異なる振る舞いを示すことを明らかにした研究報告である。 熱力学第二法則によれば、熱は常に高温の場所から低温の場所へと自然に流れる。長年にわたって物理学の基本法則として確立されてきた熱力学第二法則について、特殊条件下での新たな現象が見つ
静岡大学は10月11日、粒子、弦、膜などのさまざまな物体の間に働く重力の性質を多様な空間次元で比較したところ、「十次元空間における膜」だけが「スケール不変性」と「非自己双対型電磁双対性」と呼ばれる2つの性質を同時に満たせることを解明し、十次元空間における膜は「量子重力理論」において特別な存在であることがわかったと発表した。 同成果は、静岡大 理学部の森田健准教授によるもの。詳細は、日本物理学会が刊行する理論物理と実験物理を扱う欧文学術誌「Progress of Theoretical and Experimental Physics」に掲載された。 我々の宇宙は、重力(マクロの世界)を扱う「一般相対性理論」と素粒子(ミクロの世界)を扱う「量子力学」を統合した量子重力理論によって記述できると予想されているが、両理論は折り合いが悪いため、現状では量子重力理論の完成には至っていない。 これまでの
遊園地は入らなければ出れない量子の世界は常識が通じない遊園地の敷地に入った時間は、出る時間よりも必ず前になります。 この常識はお客だけでなく、遊園地のスタッフや上空を通過する鳥、銃弾のような無生物にも適用されます。 生物も無生物も一定の領域を「通過」するならば、入るのが先で出るのは後、逆はできません。 それは子供でもわかることです。 しかし量子の世界においては日常の常識が通じないことが知られています。 量子の世界では1つのものが2つの通路を同時に通ったり、何もない空間から粒子が現れては消えていくことが確認されています。 また量子の世界の曖昧さは、物体の場所だけでなく、時間にも及ぶことが示されており、実験室レベルでは過去と未来を干渉させることにも成功しています。 二重スリット実験を物理的スリットではなく「時間の切れ目」で再現成功！ さらに物体の持つ電荷のような「性質」を、物体の「質量」から切
イスラエルのテルアビブ大学や英ブリストル大学などに所属する研究者らが発表した論文「Angular Momentum Flows without anything carrying it」は、粒子の角運動量が粒子から切り離されて、それ自体で2つの場所の間を移動できる可能性を理論的に示した研究報告である。 物体の回転運動の勢いを表す物理量である「角運動量」は、必ずその物体と一緒に移動すると考えられてきた。しかし、この研究では、量子の世界において、角運動量が物体から離れて単独で移動できる可能性が示された。 keyboard_arrow_down 研究内容 keyboard_arrow_down 研究評価 研究チームは、反射壁で囲まれた箱の中にスピン1/2の粒子を置いた思考実験を行った。箱の左側の壁は完全反射、中央には高反射性の仕切り、右側の壁はスピン依存性（z軸上向きスピンに対しては透過させ、z
どうも！宇宙ヤバイch中の人のキャベチです。 今回は「仮説上の粒子グルーボールを遂に発見か」というテーマで動画をお送りします。 中国科学院高エネルギー物理研究所のチームは、仮説上の粒子であるグルーボールを生成することに成功した可能性があると、2024年5月に発表しました。 これまで仮説上の存在だったグルーボールが実在することが示せれば、人類がミクロな世界を理解する上で信頼している理論が正しいことの裏付けとなります。 今回のニュースは理解するために必要な前提知識が普段より多めなので、それらをじっくり解説してから本題に触れていきます。 ●4つの力と標準理論 重力、磁石の力、摩擦力、弾性力など、私たちの日常には様々な力が働いています。 よりミクロな世界やマクロな世界にも様々な力が働いているはずです。 しかしその根源を辿ると、宇宙に存在するあらゆる力は全て「重力」「電磁気力」「強い力」「弱い力」と
【▲ 図1: 誕生直後の宇宙におけるクォーク・グルーオン・プラズマの “色荷の海” の中で誕生した色荷ブラックホールの想像図。（Credit: Kaća Bradonjić）】 重力を通してのみその存在を知ることができる「暗黒物質（ダークマター）」の正体は今でもよく分かっていません。候補の1つとして誕生直後の宇宙で生成されたとされる「原始ブラックホール（Primordial black hole）」があげられているものの、その生成過程はよく分かっていません。 マサチューセッツ工科大学のElba Alonso-Monsalve氏とDavid I. Kaiser氏の研究チームは、初期宇宙で原始ブラックホールが生成される過程を調査しました。その研究の副産物として、理論的には提唱されていたものの生成ルートが判明していない “異色” の存在であった、いわば「色荷ブラックホール」とでも表現できるような
スーパーブラディオン (英: Superbradyon) は、光速よりも数段速く運動することができる仮説上の素粒子である。タキオンと違って、スーパーブラディオンは正の実数の質量とエネルギーを持つ。 スーパーブラディオンは光速より速く伝播する新しい種類の粒子である。これは特殊相対性理論の標準的な因果律を破る。場の量子論では、タキオンが現実の粒子ではなく系の不安定性が粒子の形態を持つのに対して、スーパーブラディオンは粒子が実在性を持つと仮定されている。 この用語[1]、および粒子の実体[2][3]は、ルイス・ゴンザレス・メストレ（スペイン語版）によってブラディオン（ターディオン）の反意語として提案された。メストレのローレンツ対称性の破れに関する研究の意義は、2002年にCERNクーリエ[4]およびニューヨーク・タイムズ[5]の記事で取り上げられている。1997年には、彼の研究はシドニー・コール
TOPコラム海外最新IT事情重力を媒介する未発見の粒子「重力子」に似たものが見つかる Nature誌で論文発表、半導体使った実験で【研究紹介】 中国の南京大学、米コロンビア大学、ドイツのミュンスター大学、米プリンストン大学に所属する研究者らが発表した論文「Evidence for chiral graviton modes in fractional quantum Hall liquids」は、重力を媒介すると考えられている「重力子」に似たものを半導体から発見した研究報告である。 ▲論文のトップページ（スクリーンショット画像） アインシュタインの一般相対性理論によると、重力は時空の歪みによって生じるとされる。一方、量子力学の枠組みでは、力を媒介するのは粒子であり、重力の場合は「重力子」と呼ばれる仮説上存在する粒子が媒介すると考えられてきた。しかし、長年の探索にもかかわらず、宇宙空間で重力
リンク Wikipedia Boundary layer In physics and fluid mechanics, a boundary layer is the thin layer of fluid in the immediate vicinity of a bounding surface formed by the fluid flowing along the surface. The fluid's interaction with the wall induces a no-slip boundary condition (zero ve 14 リンク Wikipedia 境界層 境界層（きょうかいそう、英: boundary layer）とは、ある粘性流れにおいて、粘性による影響を強く受ける層のことである。1904年、ドイツの物理学者ルートヴィヒ・プラントルによって
そもそも「量子もつれ」や「量子テレポーテーション」とは何か？そもそも「量子もつれ」や「量子テレポーテーション」とは何か？ / Credit:Canva . ナゾロジー編集部通信における長距離の情報伝達は、セキュリティが非常に重要です。 従来の通信方法では、情報を2種類の信号（1と0）で表現し、これを電線や光ファイバーを通じて目的地に送信しています。 しかし、量子力学の原理を通信に導入することで、量子ビットを増やすごとに、使用可能な信号パターンを2種類から増やし、より多くの情報をより高速かつ安全に送ることが可能になります。 その代表的な方法が「量子もつれ」を使用した「量子テレポーテーション」です。 量子テレポーテーションでは、量子もつれの状態にある粒子を用いて、一方の粒子に何らかの操作を行うと、もう一方の粒子に即座に影響が現れるという量子力学の特性を利用します。 ただ、多くの人にとっては言葉
因果を破って充電します。 東京大学で行われた研究により、因果律の壁を打ち破る新たな手法によって、従来の量子電池の性能限界を超えることに成功しました。 これまで私たちは古典的な物理学も量子力学でも「AがBを起こす」と「BがAを起こす」いう因果律が存在する場合、一度に実行できるのは片方だけであると考えていました。 しかし新たな充電法では、2つの因果関係を量子的に重ね合わせる方法が用いられており、「AがBを起こす」と「BがAを起こす」という2つの因果の経路から同時に充電することに成功しました。 研究者たちはこの方法を使えば、既存の量子電池の充電能力を高めることができると述べています。 しかし因果律を破るとは、具体的にどんな方法なのでしょうか？ 今回はまず因果律を打ち破る不確定因果順序（ICO）と量子電池の基本的な仕組みを解説し、その後、2つの量子世界の現象を組み合わせた今回の研究結果について紹介
情報理論は世界の秘密を暴くのでしょうか？ 英国のポーツマス大学（UOP）で2023年に行われた研究によって、情報力学第2法則の存在は、私たちが存在する宇宙全体がシミュレーションであることを示すとする、興味深い結果が発表されました。 情報力学は情報は宇宙の基本的な構成要素であり、エネルギーと質量の両方を持つ物理的な存在であると定義しており、既存の情報熱力学とは厳密には異なっています。 また情報力学第2法則においては、あらゆる現象の情報内容は最小限に抑えられる傾向があるとされています。 新たな研究ではこの情報力学の第2法則による情報圧縮が、生物の遺伝情報や原子の情報量、数学的対象性、さらには宇宙全体に対して普遍的に適合できることを示しています。 また情報圧縮が起こるように世界がプログラムされているのは、この世界をシミュレートする演算機の負荷を軽減する目的があるためだと述べられています。 情報力
宇宙の「まとめ」です。 オーストラリア国立大学（ANU）で行われた研究によって、宇宙に存在するあらゆる物体のサイズと質量の関係を1枚の紙に並べた、最もスケールが大きい図表が作られました。 この図表を見れば、宇宙に存在するあらゆる物体のサイズと質量がどんな関係にあるかがわかり、私たちの宇宙の基本的な性質を視覚的に知ることができます。 ただ作られた図表は「素粒子から全宇宙」までを網羅する極スケールであるため、ぱっと見ただけではよくわかりません。 そこで今回は図表のどこに何があるかをわかりやすく説明し、「宇宙全体がブラックホールになる」ことを示唆する理由についても解説したいと思います。 研究内容の詳細は、2023年10月1日に『American Journal of Physics』にて「全ての物体といくつかの疑問（All objects and some questions）」とのタイトルで公
この記事は別の言語から大ざっぱに翻訳されたものであり、場合によっては不慣れな翻訳者や機械翻訳によって翻訳されたものかもしれません。 翻訳を改善してくださる方を募集しています。 太陽が赤色巨星になり、地球が炭化した時の想像図 遠い未来のタイムライン（とおいみらいのタイムライン）では、現在から遠く離れた未来の出来事を時系列順に列挙する。 遠い未来に起こることを完全に予想することは出来ないが[1]、様々な分野において、現在の知識に基づいて、大まかながら予測することは可能である。分野としては、惑星や星の形成・死を明らかにする天文学、最小スケールでの物質の挙動を記述する素粒子物理学、生命の進化を予想する進化生物学、数千年単位での大陸の動きを予想するプレートテクトニクスが挙げられる。 地球の将来、太陽系の将来、宇宙の将来は熱力学第二法則によって説明される。熱力学第二法則によれば、時間とともにエントロピ
「レイトレーシング」は 3D グラフィックスの重要な技術となっていて、レイトレーシングを使ったリアリティの高いグラフィックス表現を見る機会が増えてきました。 また同時に、「レイトレーシングをオーディオに応用する」といった言及もちょいちょい見かけるようになりました。 しかし、グラフィックスのシミュレーションにレイトレーシングが有効なのは光の特性をレイトレーシングで近似できているからであり、音の特性に関してはレイトレーシングだけで近似するのは困難です。これはもう少し広く知られていて欲しい事実なのですが、何故かあまりきちんと知られていません……。 そもそも悲しいことに、「物理シミュレーションによる音響空間表現(方角、残響、遮蔽などの表現)」を網羅的に真面目に考察した資料は恐ろしく少ないです。この現状では、レイトレーシングだけで音響空間表現が簡単に出来るというような誤解が生まれてしまうのも仕方ない
リリース、障害情報などのサービスのお知らせ
最新の人気エントリーの配信
j次のブックマーク
k前のブックマーク
lあとで読む
eコメント一覧を開く
oページを開く