環境・サイエンス・ITニュースへのコメントだよ!

史上初、複雑な光のパターンを量子テレポートさせることに成功(スコットランド・南アフリカ研究)
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 量子の不可思議さでもってメッセージをくるんでしまうことは、情報漏洩を防ぐ最上の手段である。これは量子技術に劇的な進歩をもたらし、無限のチャンネルを通じて暗号化された情報を送信する量子通信の未来の扉を開くことになるかもしれない。



 スコットランドと南アフリカの研究チームは、世界初となるエンタングルメント・スワッピング(もつれの交換)なるものの実験デモを行なった。



 これを利用することで、光子の軌道角運動量をこれまでよりずっと遠くに送信することが可能になる。

長年にわたり謎とされてきた粒子の特性



 長年にわたり、粒子の特性は、それを測定する系の文脈においてでしか記述できないと言われてきた。粒子がその特性がある数であることを告げるものに衝突しなければ、その粒子は無限の確率を持つ曖昧な状態で存在し続ける。



 ここで奇妙なことがある。もしその粒子が測定される前に別の粒子と干渉したとすると、その別の粒子もまた測定系の一部であると言えるということだ。それについても、測定された粒子についても、両方がもつれるのである。



 最初の粒子の特性を測定することは、それを可能性から現実のものに変えるということだ。さらに、その測定はまったく同時にもつれた相手を可能性から現実のものに変える。



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 アインシュタインはこの理論にはどこか欠陥があると考え、折に触れて「不気味」とこき下ろしている。これについては1世紀近くが経過しているというのに、我々はいまだに得心できないでいる。



 それでも、もつれの奇妙なプロセスを用いれば、傍受不可能な超複雑コードを生成して、極めて堅牢なセキュリティを構築することができる。

 

 もつれた”可能性”(量子ビットという)の2つの配列が別個の2点に送信されているところを思い浮かべてみよう。各受信者は、伝達の特性を解読し、それが一致しているか相手に確認をとることで、それぞれが携えるメッセージが干渉されたのかどうかを知ることができる。



 一致していなければ、何者かが不正に光子を交換したということだ。



 しかし問題が1つある。量子ビットの配列を長距離で送信すると喪失するリスクがあるのだ。



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 このところ量子通信が大ニュースとして報じられている。分割されたレーザーを用いて1,200キロ上空の宇宙空間にまでもつれた光子を飛ばしたという実験のことだ。



 快挙であることは間違いないが、それでも世界的なネットワークを構築しようというのであれば、話にならないくらいの短距離でしかない。しかもこの送信にはダイレクトな見通し線が不可欠だ。



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エンタングルメント・スワッピングにより長距離の送信が可能に



 今回の新手法は、基本的に、一定間隔でセット可能で、もつれた粒子を量子状態のまま通過させることができる増幅器である。



 鍵となるのがエンタングルメント・スワッピング現象だ。A1とA2、B1とB2という2対のもつれた光子を想像してほしい。それぞれのペアの1つ(A1とB1)の同時に観測すると、それらはいわゆるベル状態測定の同じ系の中でもつれる。



 このことは、A2とB2もまたその相棒のおかげでもつれるということだ。



 これがもつれのスワッピング(交換)部分であり、中継器の基盤となる。これを使うと、短距離の量子メッセージを盗聴されたとみなされることなしに複写し、さらにもう一飛び送信することが可能になる。



 量子状態は通常2値である。ゆえに短点(トン)と長点(ツー)のモールス信号とほとんど変わらない。



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 だが、これで終わりではない。情報技術の歴史から何かしら学べるとすれば、十分すぎるバンド幅などないということだ。



 そこで軌道角運動量の出番だ。一種の光子のねじれだと思えばいい。1と0、あるいはトンツーでメッセージを作る代わりに、軌道角運動量を用いれば粒子1つで運べる情報を増やすことができる。これ自体は新しいものではなく、大量の光子で長距離をカバーするために必要となる一種の空間モードとして、コード化された情報の送信がすでに行われている。



 エンタングルメント・スワッピングが意味することとは、こうした光子を短距離の送信を繰り返しながら送信可能であるということだ。さらに、可能性としては別種の空間モードを利用しての情報送信を実現し、チャンネル数が無限にある未来への扉を開くこともできるかもしれない。



 アインシュタインに頭痛の種を与えたほど奇妙な量子力学だが、実に役立つものだ。きっと未来はもっと不気味だろう。



via:phys / sciencealertなど

☆全くわけが分かりません!

5000年前の巨大石板「コックノー・ストーン」は宇宙地図なのか?その秘められた謎に迫る科学者たち
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 昨年、紀元前3000年頃のものと思われる巨大石板が51年ぶりに発掘された。エジプト文明やメソポタミア文明と同時期のものだ。



 この石板は1887年、スコットランド、クライド・バレー地方で、レヴァランド・ジェームズ牧師によって発見されたものだが、1965年に考古学者、ルドヴィック・マクレラン・マン氏が破壊されたり、工作されないよう、保護のために埋め戻した。



 その大きさは、横13メートル、縦8メートル。そこには90以上の摩訶不思議な螺旋模様が描かれていた。



 だが現在に至るまで、この石板がどういった理由で作られたのかは判明していない。

 コックノー・ストーンの特徴はなんといってもカップ&リング・マークと呼ばれる渦巻き模様で、石板に約90個ほど描かれている。



石板の意味は?様々な説が打ち立てられる



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1930年代、助手とコックノー・ストーンに描かれた記号を分析するルドビック・マクレラン・マン(右)


 研究者の間でも、この石板の存在理由に関して様々な説が存在する。儀式的な意味合いで作られたという説、星や地球を示す宇宙地図説、生と死を行き来するための扉や輪廻転生を描いた図説など、多くの説が存在している。



 石板に描かれた螺旋模様の多くは新石器時代から青銅器時代(紀元前8500年~紀元前3000年)に描かれた物であると考えられているが、いくつかの模様は鉄器時代に描かれた物であることが判明している。



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 研究者アレキサンダー・マッカラムはこの地図がスコットランドのクライド・バレー地方にある集落内のスポットを示すものではないかという説を打ち出した。



 石板に描かれているマークが、新石器時代から青銅器時代にヨーロッパ広域で使用されていた、通りや井戸、狩猟場や住処を知らせるために使用されていたシンボルに似ているからだという。



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 これまで、似たような模様を描いた石板がスペイン、メキシコ、ギリシャ、インドなどでも発見されている。



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 また、コックノー・ストーンが芸術作品として作られたという説も存在しており、もしそれが本当であれば先史時代の人間と私たちの芸術を結ぶ懸け橋になるかもしれない。



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 上記に上げた説を箇条書きにしてまとめてみよう。



1.儀式用に作られたもの

2.星や地球を示す宇宙地図

3.生死間を行き来する扉や輪廻転生を描いた図

4.集落のスポットを示す地図

5.芸術作品


 果たしてこの中に正解はあるのか?



 現在、科学者たちは石板そのものをデジタルで復元し、5000年前の人々が私たちに何を残したのかを紐解こうとしている。



 グラスゴー大学のケニー・ブロフィー博士は考古学に精通し、現在コックノー・ストーンの解読に尽力している。



 彼は人生で初めてコックノー・ストーンを掘り起こして確認した時のことをこう振り返っている。



「人生で一度きりの体験をさせてもらいました。コックノー・ストーンは私がまだ子供の頃に本で読んで、それ以来夢見ていた存在でしたが、こうやって間近で見るのは初めてです」



 今後コックノー・ストーンが解読され、そこに何が描かれているのかが判明した時、私たちはどんな真実にたどり着くのだろうか。



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via:youtube / latest-ufo / ancient-code

☆こんなんもあるんかいな・・・!

ゴムのように伸縮自在の人工皮膚でロボットの触覚を実現(米研究)
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 ロボットに触覚を与えることで医療や危険物の察知、ロボットの歩行サポートなどに役立てようという研究が進んでいる。



 前回、3Dプリンタを利用した触覚生体スキンの開発に関するニュースをお伝えしたが、また新たな技術が開発されたようだ。



 まるでゴムのようで、最大50パーセント伸ばすことが可能な電子機器センサーである。それは人間の皮膚と同じように捻れ・圧力・温度を検出することができ、ロボットの人工皮膚としての利用が期待できるという。

伸縮自在のゴムのような素材でロボットに触感を



 米ヒューストン大学のツンジャン・ユー(Cunjiang Yu)博士によると、ラバー電子機器センサーは生体インプラントやウェアラブルデバイスへの応用など様々な用途が考えられるという。



 この半導体は最初液状であるため、型に流し込んで成型したり、大きくしたり、さらにはそれを3Dプリンターで使うある種のインクとして用いることまでできるそうだ。



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 ラバー電子機器センサーは、極小の半導体であるナノフィブリル(人間の髪の毛の1,000分の1の細さを持つナノ繊維構造物質)をジメチルポリシロキサンというシリコンベースの有機ポリマーに混ぜることで作る。



 この溶液を60度で乾燥させると、電流を流す無数のナノワイヤーが組み込まれた伸縮自在の素材が完成する。





ロボットと共存する未来への第一歩



 特に面白い応用法はロボットへの利用だろう。将来的に人間とロボットが共に暮らすような状況を想定するなら、安全のためロボットには周囲の状況をきちんと認識してもらわなければならない。



 そこで今回のラバー電子機器センサーを人工皮膚として応用し、人間に怪我をさせたりしない柔軟かつ柔らかい触覚を持つロボットの制作が考えられる。



 実験ではユー博士らはこの電子皮膚を使って、コップに入れた水の温度を正確に感知したり、ロボットの手に信号を送り、それに応じてジェスチャーでアルファベットを示したりさせることに成功した。



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 コンピューター回路を構成する半導体の硬さは、電子機器やロボットに制限を加える要因だ。ほとんどの電子機器に伸縮性が欠けているのはこのためである。



 柔軟性を有した電子機器の開発は世界中で試みられており、小さなトランジスターを組み込んだものや、伸縮性のあるポリマー半導体などが存在する。



 現時点で最大の問題は、大量生産が難しすぎるか、できたとしてもあまりにもコストがかかりすぎることだ。また、ほかにも電子の伝達効率に劣るという欠点もある。



 ユー博士によると、今回の最新機器はそのどちらの問題にも対応しているという。高度なポリマーを一から発明するかわりに、低コストで普通に流通している代替品を用いて、安定した半導体として機能しつつも伸縮性のある素材を開発。このため大量生産にも向いているとのことだ。



via:uh.edu / sciencedaily / advances/

 ヒューマノイド的ロボットが触覚をもって体温も持って人間と同じように握手したりタッチしたりとか、また妄想が一歩進むじゃないかおい。


☆生物の最終形はいったいどんなものになるのだろうか?

タイムトラベル?未来になら行けるよ。高速で移動できる宇宙船が開発されればすぐにでも(米物理学者)
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 タイムトラベルが単なる想像上の産物であると考える人は多い。が、技術的には可能だ。



 米オハイオ州立大学の宇宙物理学者ポール・サッター氏によると、仮に光速で移動できる宇宙船を作りだすことに成功し、それに乗って地球から遠ざかれば、乗員は地球にいる人たちよりも早く未来へと移動することになるという。

未来への流れをコントロール



 この概念を初めて提唱したのはアルベルト・アインシュタインだ。彼は、光速で地球から出発すると、地球の人々の時間が通常通りに流れる一方、移動者の時間はゆっくりになると唱えた。



 スペース誌に寄稿したサッター氏は、「我々が未来へと進むことは避けられないが、その流れをコントロールすることはできる」と述べている。



 「これは相対性理論が告げる帰結の1つだ。時計はどれも同じではない。仮にあながた常に1Gで加速(9.8メートル毎秒毎秒。地球表面の重力によってもたらされる加速と同じ)できるロケットを作ることができれば、乗員の時間で数十年もあれば天の川の中心(地球から2万光年先)に到達できる」



 「数時間ほどいて座A*(天の川中心にあるブラックホール)の近くでピクニックしたら、地球に帰還する。到着する頃までには年金がもらえるようにな年齢になっているだろう。ただし年金を支払う政府が存在すればの話だ。あなたが宇宙船の時計で数十年を過ごしている間に、地球では40,000年が経過しているからだ」



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過去には行けない



 一方、過去への旅はできないかもしれない。



 「一般相対性理論は、原理的には、過去へのタイムトラベルを許容するが、それはあらゆる状況において除外されるように思える。過去から未来へという不可避的な時間の流れは、また別の絶対の自然法則にも似ている。すなわちエントロピーだ。これは熱力学における鉄の掟で、閉鎖系は秩序ある状態から無秩序な状態へと移行すると説明する。ゆえに割れた卵は元の形に戻らないのである。覆水盆に返らずだ」



via:Time travel IS possible and this is how astronauts can do it | Science | News | Express.co.uk

2050年くらいには、未来に行けるそんな未来が待っているのかしら。

☆過去に帰れんのは困るがな・・・!

小惑星番号1番「ケレス」に関する6つの豆知識
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 小惑星が初めて発見されたのは1801年、ジュゼッペ・ピアッツィによってだ。それが小惑星番号1番を持つ「ケレス」である。



 ピアッツィは火星と木星の間にも惑星があるのではないかと考えて観測を行っていた。当初それは小惑星とは呼ばれず、惑星であると考えられていた。



 なおケレスの名はローマの農業の女神ケレースにちなんだもので、シリアルもこの女神を語源とする。

惑星発見ラッシュでセレスは「小惑星の準惑星」という区分へ



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 セレス発見後、他にも似たような惑星が次々と発見された。

 考えられないほど頻繁にだ。



 異常なまでに多くの惑星が発見されてから50年後、火星と木星の境界にあるものは「小惑星」という新しい天体に区分されることになった。



 そして2006年、天文学者はケレスをまた別の区分に格上げすることにした。冥王星が格下げされた区分でもある「準惑星」である。



 NASAの探査機ドーンの調査によると、ケレスは火星、小惑星、氷の衛星、彗星の要素を兼ね備えた不思議な存在である。



 以下ではドーンの調査チームの一員である惑星科学研究所(Planetary Science Institute)のハンナ・サイズモア氏によるケレスの豆知識だ。





1. 数字で見るケレス



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ケレス、月と地球の大きさの比較 image credit: Wikipedia


 ケレスは小惑星帯の質量の3分の1を占めており、そこでは圧倒的に大きな天体だ。直径952.4キロで地球の月よりは小さく、また重力は地球の2.8パーセントしかない。



 1日が9時間である一方、1年は長く地球の4.6年に相当する。また非常に寒く、気温はマイナス142.8~マイナス77.3度である。これといった大気はなく、地平線からの光景はどこまでも広がる宇宙の闇で、その地表もいかにも小惑星といった感があるものだ。





2. さまざまな天体のハイブリッド



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ケレスの地形図 image credit: - Wikipedia


 ケレスは火星(氷圏にある岩石の天体)のような惑星と土星の氷の衛星のハイブリッドのような天体だ。



 表面の氷は予想よりも少なく、土が多かった。しかし地中内部では氷が増え、その中心には密度の高いコアがもしかしたらあるかもしれない。



 ケレスの化学的性質もまた予想より複雑だった。その表面の層構造は微妙な差異があるもので、地球やエウロパのようなくっきりとした地層ではない。



 また氷の火山や予想外の構造的特徴も発見されている。小惑星や彗星の特徴も兼ね備えている。





3. 住むには悪くないかも?



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 宇宙生物学的には見所のある場所で、水と岩の相互作用が大量に起きている。表土に覆われ、表面には有機物がある。



 その筋の専門家の目には金鉱脈のような場所で、岩と水と有機物がしっかりと混ざっている。彼らの関心は生命の構成要素が育つ可能性があるかということに向けられている。



 NASAが2007年に打ち上げ、2015年1月よりケレスの撮影を開始した探査機「ドーン」が集めたデータからは、有機物がケレスに由来しており、完全には解明されていないプロセスによって形成されたことが示唆されている。詳細を探るために、ケレスに探査機を着陸させるミッションも検討されている。





4. とは言え異星人が住めるほど快適でもない



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 探査機ドーンが2015年2月にクレーターの中で輝く奇妙な白い斑点を発見したというニュースを覚えているだろうか?



 最初に発見されたのは2002年のことで、ケックII望遠鏡が何か変わったものを捉えた。しかし、それが本当に妙であることが判明したのはドーンが接近してからだ。氷の山か、氷の谷か、塩か、あるいは巨大な金属の輝きか、はたまた知的生命のテクノロジーの証拠であろうか?



 残念ながらそうではない。



 昨年、発表された論文によれば、斑点は一種の塩、つまり炭酸ナトリウムであるようだ。それは知られている中では、太陽系の地球以外の惑星において最も集中した炭酸塩である。おそらくは塩水が結晶化し、地下から表出した物質が変化した結果だ。





5. ドーンとケレスによって小惑星帯の採掘が実現するかも



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 人類が月の先に進出するには現地資源の有効活用(In Situ Resource Utilization)が必須になる。すなわち別の天体の資源を獲得し、物品を生産しなくてはならないのだ。



 物資を地球から打ち上げようとすれば、非常にコストがかさむ。そこで、例えば地球から火星にメタン燃料を輸送するのではなく、火星のメタンを抽出できる機器を輸送し、現地で燃料を生産するのだ。



 ケレスの場合、小惑星から資源を発掘するうえで重要な水を供給してくれるかもしれない。火星やベスタに見られるように、ケレスには新しいクレーターの中の滑らかな物質の上に小さな穴が空いている。これは衝突で蒸発した氷のガスの噴出によってできたもののようだ。



 最近ではそこに揮発性の物質が豊富に存在する一般的な印であることが示されつつある。ケレスでは極緯度、中緯度、さらには低緯度においてすら数メートルのところに氷があると考えられている。水はロボットによるミッションに非常に重要な資源で、ケレスはその実現性を実験するテストケースとなる。





6. 泥の海、ゆえにサメはいない



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 小惑星帯の探索ミッションが提案されてから、ドーンがケレスの軌道に進入するまでに34年がかかっている(なおドーンはケレスの前にベスタのミッションを成功させている。このためドーンは地球の遠くにある2つの天体を軌道した初のかつ唯一の探査機だ)。



 ケレスでの次のミッションは着陸して、サンプルを回収するものである可能性が高い。

 

 ドーンに搭載されていた観測機器は、その内部について新しい洞察を与え、エウロパのような地下の海を記録している。



 今や専門家はケレスに液体ではなく、一種の泥の海があると考えるようになっている。その外側は土っぽいが、地下に潜るにつれて水分が増える。しかしそれは塩分を含んだどろっとした泥だろう。よってサメは泳いでいないし、巨大なイカが潜んでいることもないだろう。



via:wikipedia / mentalflossなど

☆ここまでなんで分かんのや・・・!
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