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サイエンス

絶対零度より低い温度で「負の質量」を観測したとの報告 41

ストーリー by hylom
何がどうなっているのだ 部門より

米ワシントン州立大学の研究者らが、「負の質量」を持つ物体を確認したと発表した(PC Watch、ITライターのゆきまさかずよし氏のTweet)。

「負の質量」を持つ物体は、たとえばある方向への力を加えると、その方向とは反対方向に加速する。研究者らはルビジウム原子を使ってこの現象を確認したという。ただしこの現象は絶対零度近くで粒子が並のように振る舞う状態になっている場合でのみ発生し、また生成できる確率もまだ低いという。

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  • by acountname (43053) on 2017年04月22日 11時57分 (#3198341) 日記

    東北大学の堀田さん(量子学のエキスパート)による一連のツイート

    https://twitter.com/hottaqu/status/854576777187938308 [twitter.com]
    https://twitter.com/hottaqu/status/854578273824546817 [twitter.com]
    https://twitter.com/hottaqu/status/854579409205866497 [twitter.com]
    https://twitter.com/hottaqu/status/854580661507706880 [twitter.com]
    https://twitter.com/hottaqu/status/854806274721988608 [twitter.com]

    凝縮体が1次元的に拡散するときに、なんとなーく右側に広がりにくくなってる現象を論文では「まるで負の質量のようだ」みたいなことを書いてはいるが、ちゃんとスミっこに「self-trappingというダイナミカルな不安定性」と目立たないように書いてある。
    ある部分の有効質量についてだけ見ると負になる部分があるよ、というだけで、実はたいした意味は無い。

    とのこと。ついでに「負の絶対温度」なんて論文のどこにも出てないことは、スラドの皆さんもご指摘の通り。

  • by Anonymous Coward on 2017年04月22日 8時41分 (#3198276)

    No, Scientists Didn't Just Create Negative Mass or Defy the Laws of Physics [gizmodo.com]
    Physicists created a negative effective mass, trusty physics debunk-blogger Sabine Hossenfelder writes
      in her Backreactions blog. Not a negative mass. Dropping the “effective” makes an enormous difference.
      And no, this lab-made atomic arrangement, similar to some other cold physics things we’ve covered before,
      does not explain black holes, the expanding universe, or any other weird phenomena of the cosmos...

    のだそうだ。

    • by tamaco (19059) on 2017年04月22日 10時17分 (#3198304)

      リンク先からさらにリンクされているブログを読んでみました。
      負の"有効"質量であって、負の質量ではないと述べていますね。

      いいえ、物理学者は”負の質量”を作り出していません(英文) [blogspot.jp]によれば、

      2017年4月21日金曜
      この論文では、負の有効質量であるかのように振る舞う凝縮体を物理学者が作成した実験結果を報告しています。
      小文字の「有効」(effective)という言葉は、紙のタイトルには現われず、見出しには現れませんが、重要です。物理学者は、「有効」頭につけるのは、本質的でなく不意に発生した場合で、そのような用語の正確な定義としてよく使われます。
      例えば、銀河の「有効半径」はその半径ではありません。「核の有効電荷」は核の電荷ではありません。そして、あなたが推測した "負の有効質量"は負の質量ではありません。
      有効質量は、凝縮液の挙動を説明するのに便利な数学的な量に過ぎません。

      ここで問題となっている凝縮液は、約1万個のルビジウム原子の過冷却雲である。その有効質量を導出するには、凝縮物の構成成分の分散関係、すなわちエネルギーと運動量の関係を見て、運動量に関する二次導関数を取ります。あなたはそれを逆有効質量と呼んでいます。そして、それは負の値を取ることができます。

      文脈上意味をなす命名法ですが、見出しにふさわしいとは言えません。
      "物理学者は、歴史的なアクシデントによって何が起こったのかを、依然として負の有効質量と呼んでいます。
      いずれにしても、この定義を使用すると、流体の運動方程式を書き換えることができます。それらは、逆有効質量に力を乗じた項を含む通常の流体力学方程式に似ています。

      私は、たとえ流体が負の有効質量を持っているかのように振る舞いを考えることが有益な解釈であるかもしれないことを認めます。しかし、それは物理学者が実際に負の質量を作り出したことを意味するわけではありません。

      ブラックホール、ダークエネルギー、ワームホールなどとは何の関係もありません。
      私を信じて、物理学はまだ逆さまでなく正常です(physics is still upside up.)。

      親コメント
      • by Anonymous Coward

        身近な例でいえば半導体内で正孔が移動したと表現しても、実際には正電荷の粒子が移動しているわけではありません、みたいな?

        • by Anonymous Coward on 2017年04月22日 13時01分 (#3198368)

          半導体とかの伝導電子の話をするのであれば、そのものずばりの負の有効質量が出てくるじゃん?
          有効質量は分散関係の2回微分(の逆数だっけか)になるから、バンド上端付近では負になる。
          だから、バンド端付近の電子(群)を加速しようとして電場をかけると、逆方向に加速される(=減速される)。
          もちろんどこからともなく運動量が沸いて出てくるわけではなく、差額分は格子系に吸収されてるんだけど。

          親コメント
      • by Anonymous Coward

        「もどき」…とは違うな、「ダックタイプ」みたいなものでしょうか。
        そうだ、「実質0円」の「実質」ですね。

    • by Anonymous Coward on 2017年04月22日 9時11分 (#3198282)

      負の質量を持った物質と同じ挙動を示しただけで、質量が負に変化したわけではない、ってこと?
      負の質量の持った物質と反物質を対消滅させるとワームホールが出来るという説があると何かで読んだので、期待したのに。

      #腐の質量と変換されたが、どんなものか想像するのは怖いのでやめた。

      親コメント
      • by Anonymous Coward
        >腐の質量と変換されたが、どんなものか

        カルマたっぷり
  • by kentok (41940) on 2017年04月22日 8時02分 (#3198264)

    なぜ負の温度だと負の質量になるんだ?

    --
    -- 風は東京に吹いているか
    • by kentok (41940) on 2017年04月22日 8時04分 (#3198265)

      ボルツマン分布に従うと運動エネルギーは負になる。
      速度は虚数になるんじゃないの?

      --
      -- 風は東京に吹いているか
      親コメント
    • by Anonymous Coward

      「負の温度」とはどこから出てきた話?
      タレコミにもリンクされた記事にも出てこないが?

      • Re:負の質量 (スコア:2, 参考になる)

        by Anonymous Coward on 2017年04月22日 8時56分 (#3198279)

        失礼w「ITライターのゆきまさかずよし氏のツイート」とここのタイトルにあったwww
        「絶対零度より低い温度で…」ってとこか。

        これはこのITライターの勘違いやね。
        ワシントン大学のニュースリリース [wsu.edu]でも、"just a hair above absolute zero"とあるし。

        親コメント
        • by Anonymous Coward on 2017年04月22日 9時48分 (#3198296)

          で、そのデタラメをもとにまた釣りタイトルかよ。ほんとまとめサイト並みに悪質だな。というかまとめサイトそのものか。

          親コメント
        • by Anonymous Coward

          なんだよ, タナトスとヒュプノスを凍気で倒せるようになれるのかと思ったよ

          つまり, 氷河までいかなくとも師カミュのレベルでこの現象が起こるかもってことだな

          • by Anonymous Coward

            タナトスとヒュプノスが着ている鎧、神衣を凍結させるには絶対零度の何百倍もの冷気が必要。

            絶対零度は空間方向(熱運動)の話なんで、きっと時間軸方向も凍結させるんだろう。
            時間がたったらあったまりだすってことを許さないってことだな。
            氷河の攻撃はブラックホールを生み出すようなことをしているんだろう。

            • by nim (10479) on 2017年04月24日 8時46分 (#3199111)

              > 絶対零度の何百倍もの冷気が必要。

              何百倍しても零度だと思うのですが……

              親コメント
              • by Anonymous Coward

                いいか nim 絶対零度とは全てのものが凍結される摂氏零下273.15度の温度をいう

                だから-273.15 の何百倍と考えれば零度ではない?

              • by Anonymous Coward

                絶対零度は絶対温度の下限値だからそれ以下になることはないってことでは?

                そういった意味ではセルシウス度かランキン度で計算するべきかと

            • by Anonymous Coward

              黄金聖闘士は光速で動けるらしいからそれくらいできても不思議はないかもな。

  • by Anonymous Coward on 2017年04月22日 15時48分 (#3198426)

    重力が反発力になるわけか
    これ集めたら空を飛べるかな?
    あ、飛行石ってそういうことか!

    • by Anonymous Coward on 2017年04月22日 17時40分 (#3198477)

      反重力スカートに採用されているはずですが…。
      あれ? 通常状態ではめくれていない、どういうこと?

      # 「サカサマのパテマ」には期待したのですが、しっかり対策済みでした

      親コメント
  • by Anonymous Coward on 2017年04月22日 8時08分 (#3198266)

    ボース凝縮は並ではなく波だと思います。

    • そして、日本語の情報だと絶対零度付近って書いてある

      絶対温度マイナスに出来たらそれだけでニュースです。
      というか、何をもって絶対温度マイナスだと言うのか^^;
      --

      ------------
      惑星ケイロンまであと何マイル?
      親コメント
    • by Anonymous Coward

      「並」の仮説
      例えば、水溜りにピンポン玉を浮かべたとする。
      水面上に波が無い理想的な状態だったとする。
      そこに実験者が適当に力学的の波を発生させたとする。
      その波によってピンポン玉が擾乱的に位置を変えた。

      観測者「これは負のエネルギーだ、質量だ!」。
      一般人「並だね」。

      • by Anonymous Coward
        良くも悪くもないので星3つとします。
    • by Anonymous Coward

      ボース凝縮を知らなくても、それは予想付くよね…。
      高校で物理を少しでも聞いてたら、かな。

    • by Anonymous Coward

      並のように振る舞う特上寿司 だとアレがアレでがっかりだw

  • by Anonymous Coward on 2017年04月22日 11時06分 (#3198321)

    正の質量の物質を集めたら空間が凹んで重力場に
    負の質量を集めたら逆に凸っぱって斥力場に
    現実的には正でもできないけど夢が広がるなぁ

    • by Anonymous Coward

      腐の質量を集めたら逆に凸っぱって斥力場に!

      # そしてケツが凹んでアッーーー

    • by Anonymous Coward

      負質量の物質同士でも間に働くのは引力ですよ

  • by Anonymous Coward on 2017年04月22日 16時26分 (#3198443)

    水素は反重力ではないんでしょうか?
    重力に逆らって上に行きますよね

    • by Anonymous Coward on 2017年04月22日 17時20分 (#3198468)

      ビート板は反重力ではないんでしょうか?
      水に沈めると、重力に逆らって上に行きますよね

      ……というのと同じ事です。

      親コメント
    • by Anonymous Coward

      すごい発想力です!

      # 未就学児がスラドにカキコするご時世なのかと慄いた

  • by Anonymous Coward on 2017年04月22日 18時22分 (#3198498)

    本論文というかこの分野になるのでしょうが、
    温度の定義と質量の定義はどうなっているのでしょう。

  • by Anonymous Coward on 2017年04月23日 4時29分 (#3198684)

    つまりそういう事ですね?

  • by Anonymous Coward on 2017年04月23日 8時31分 (#3198712)

    電荷の正負をについては、アップクォークとダウンクォークの二種類の素粒子で説明するものであって、
    負の質量があるとしてもそのまま例えとして持って来られるのは違和感があるんだけど。

    どうなんですかね。

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人生の大半の問題はスルー力で解決する -- スルー力研究専門家

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