ホーキングのブラックホールに関する最終論文がオンライン公開された

スティーヴン・ホーキングは今年76歳で死去したが、彼の驚くべき知性の科学界への貢献はまだ終わっていない。著名な物理学者の最終論文がオンラインで誰にでも読めるように公開され、博士の輝かしい経歴を明らかにした物質界の謎を振り返ることができる。

Black Hole Entropy and Soft Hair“[ブラックホールのエントロピーと柔らかい髪]と題されたその論文は、ホーキング博士と共同研究者のSasha Haco、Malcolm Perry、およびAndrew Stromingerの共著による。論文保存公開サイトのArXivから無料でダウンロードが可能で、ホーキングへの心のこもった賛辞も載せられている。

「私たちは最愛の友で共同研究者だったスティーヴン・ホーキングを亡くし深い悲しみにくれています。ブラックホール物理学に対する博士の貢献は、最後の最後まで絶大な刺激を与え続けるでしょう」

この論文は、ホーキングの経歴にとって一種のブックエンドといえるものであり、ブラックホールの量子構造に関する博士の最近の業績が集められている——ホーキングが 過去40年間追究してきたテーマだ。

ホーキングの最終論文が、物理学最大の未解決問題の一つへの挑戦となったことは実にふさわしいことだ。その問題は博士自身が提起したものでもある:ブラックホールに落ちていく物体は本当に消滅するのか、たとえ物理の法則がそれを不可能だとしていても? このパラドックスが悩ましいのは、量子力学の法則と一般相対性理論の法則を戦わせることになるからだ。

論文中ホーキングらは、「柔らかい髪」と呼ばれるものがその矛盾を解決することを示唆している。「髪」とは」とはブラックホールの縁である事象の地平線に存在する光子を意味している。柔らかい髪バージョンの事象においては、ブラックホールの縁にあるその「髪」が、ブラックホールに落下した物体に関する情報を保管する。これは、物質に付随していた情報は宇宙から消滅したのではなく、見かけ上の地平線の彼方に消えたように見えるだけであることを意味している。

「これは道半ばの一歩であり、決して完全な答えではない」と共同研究者のMalcom PerryがGuardianに語った。「これまでより若干パズルの数は減ったが、厄介な問題がいくつか残っていることは間違いない」

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(翻訳:Nob Takahashi / facebook

ペンシルベニア州立大の研究員が本物のクローキングデバイスを作った

ペンシルベニア州立大学の研究員Amanda D. Hanfordが、音波を迂回させる(反射しない)ことによって、一部の感知技術に対してオブジェクトを不可視にする、本当のクローキングデバイス(cloaking device, 物を隠すデバイス、忍者デバイス)を作った。

報告記事は曰く:

Hanfordのチームは、音波が、反射せずに迂回して進むようなメタマテリアルの開発に取り組んだ。メタマテリアルは一般的に、密度が負である、など、自然界に存在しない特異な性質を示す。そのために、メタマテリアルの最小の構成部位であるユニットセルは、この研究の場合、音波の波長よりも小さくなければならない。

Hanfordは、水面下で音を偏向させる音響学的なメタマテリアルを作った。それは、難しい開発テーマだった。テストではその素材を水中に置き、それをねらって発射した音波を測定した。水中のエコーは、音波がその素材から反射していないことを、示していた。したがってその新素材は、ソナーにとって不可視だろう。

まだ初期的段階の技術なので、オブジェクトが完全に不可視にはならないが、しかし水中では検出がきわめて困難だ。これからは、水平線上にレーザー銃を備えた潜水艦が現れたら、船の船長は“クローキングデバイスをonにせよ!”、と叫ぶようになるかもしれない。そう考えると、なかなか楽しい技術だ。

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(翻訳:iwatani(a.k.a. hiwa

Stephen Hawkingが76歳で逝去

物理学の進歩とともに、その大衆的な理解にも貢献したStephen Hawkingが、彼の家族によると、76歳で亡くなった。

Hawkingの優れた知性と頑強な個性は、彼を生涯苦しめ、彼の運動と発話を制限した破壊的な疾病と著しい対照をなし、彼はそのことでも有名だった。彼は21歳のときの診断と、30歳までは生きられないという予測にひるむことなく、あらゆる予想を撥ねつけて、非凡で実り多い生涯を生きた。

“知性とは変化に適応する能力だ”、と彼はかつて言った。それは、彼がその正しさを見事に証明した声明だ。

彼の作品が一般大衆に広く理解されたとはとても言えないが、Hawkingは執筆の才能に恵まれた物理学者であり、多くの著作の中でもとくにA Brief History of Timeはとりわけ有名で、複数の世代を楽しませ、教育した。彼は、専門分野への大きな貢献と、親しみやすい教育のスタイルを兼ね備えていた点で、Feynmanのような巨人たちの一人でもある。彼は聴衆や読者を見下したり見くびることが、決してなかった。

彼の逝去を受けて、その業績の優れた要約が次々と出版されるものと思われるが、彼に関心を持った方には、自伝My Brief Historyをお薦めしたい。

彼は複雑な人物で、自説に固執する天才でもあり、多くの人を啓発するとともに、ときには論争も招いた。しかしそれが、彼のふつうの姿だった。彼のような生き方をする人物は、過去にも、そして未来にもいないだろう。遺族の中には彼の三人の子ども、Robert, Lucy, そしてTimothyがおり、三人の孫がいる。

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携帯電話/スマートフォンを体に近づけてはいけない、とカリフォルニア州公衆衛生局が警告

カリフォルニア州公衆衛生局(California Department of Public Health, CDPH)が今週、携帯電話からの電磁波放射の危険性に関する警報を発令した。そう、今や私たち全員が中毒になっていて、手放すことができないと思われているあれから、電磁波が漏れているので、カリフォルニア州は安全のためのガイダンスを発表したのだ。

CDPHは、これらのデバイスの使用を減らすことと、できるかぎり遠くに置くことを求めている。

局長のDr. Karen Smithによると、“今後科学的知見が変わる可能性もあるが、現時点では公衆衛生の専門家と州民の一部に、携帯電話から放出されるエネルギーを過度に浴びることへの懸念がある”。

この警報は、今週サクラメント高等裁判所の命令で公開された同局の2009年の文書に書かれている所見に基づいている。

1年前に、携帯電話の使用とがんの罹患率の増加との相関を研究していたカリフォルニア大学バークリー校のJoel Moskowitz教授が、その所見の公開を求めて訴訟を起こした

その文書の草稿は3月に公開されたが、最終文書はもっと長い。

草稿が公開されたときMoskowitzは、地元のテレビKCRAでこう語った: “携帯電話のメーカーはユーザーの体が一定の距離以上離れていることを求めている。ユーザーは、その最小距離を知らなければならない。デバイスが体のそばにあると、FCCが定めている安全基準を超えることになるだろう”。

そのFCC(Federal Communication Commission, 連邦通信委員会)のWebサイトによると、公定の安全基準はまだない。しかしそれでも同委員会は、携帯電話のメーカーの全製品が“客観的な安全基準”を確実に守っていることを、求めている。

CDPHは、携帯電話をポケットに入れないことと、耳に長時間押し付けないこと、バーが二つ以下なら使い過ぎないこと、寝ているそばに置かないこと、車やバスや列車などで高速移動しているときは、携帯電話が接続を維持しようとして高周波エネルギーを多く放射するので気をつけること、などを勧めている。

そのほかの団体も、携帯電話の電磁波放射を浴びることの危険性を警告している。たとえばコネチカット州公衆衛生局は、2015年の5月に同様の推奨を発行している。

しかしながら、Moskowitzによると、ほとんどの州と国の保健機関が、この研究に対応していない。“この研究は特殊な少数意見ではないので、携帯電話の電磁波放射は健康にとって大きなリスクだと言える”、…彼は声明文でこう述べている。

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ノーベル賞を獲得した困難な実験をAIが各種パラメータを自力で最適化しつつ自分でやれるようになった

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【抄訳】
オーストラリアの物理学者たちが、たぶん連日の徹夜仕事から解放されたいためだと思うが、物理の実験をほとんど監視不要で自動的に行い、ときには人力よりも上手に行うAIを作った。このようなシステムによって今後、人間研究者は面倒な手作業等から解放され、より高度な問題や研究の設計に集中できるようになるかもしれない。

このAIが行った実験は、超低温のガスBose-Einstein condensate(ボース=アインシュタイン凝縮)を作ることで、そのプロセスで2001年に三人の物理学者がノーベル賞を授与された。この実験は、一定方向のレーザー照射により原子の集団を静止に近い状態にし、さまざまな興味深い効果を作り出す。

オーストラリア国立大学(Australian National University, ANU)のチームは、少量のガスを1マイクロケルビンにまで冷却した。これは、絶対零度よりも100万分の1度高い温度である。そしてそれを、AIのコントロール下に置く。AIはレーザーの当て方を自分で考え、そのほかのパラメータも、原子をもっとも低温に冷却できるためにコントロールし、その温度を数百ナノケルビンまで下げる(1ナノケルビンは10億分の1度)。それを数十回繰り返すことによって、もっとも効率的なやり方を見つけ出す。

“レーザーのパワーの上げ下げやそのほかの操作など、人間が従来、試行錯誤でやっていたことを、このロボットがやってくれる”、とANUの共同指導研究員Paul Wigleyがニューズリリースで言っている。“マシンは実験のやり方を1時間足らずで覚えたが、それはわれわれの想定外だった。今後は、人間が考えもしなかったような複雑なやり方を編み出して、さらに低温下での実験を行い、測定の精度を上げてくれるだろう”。

Co-lead researchers Paul Wigley (left) and Michael Hush.

共同指導研究員Paul Wigley(左)とMichael Hush

ボース=アインシュタイン凝縮には、奇妙ですばらしい特性があり、エネルギーの変動に対する極端な感受性が、そのほかの実験や測定の役に立っている。しかしその極端な感受性のため、作成と維持もきわめて困難である。AIは多くのパラメータを一度にモニタし、プロセスを素早く調節する。そのやり方は人間に理解できないかもしれないが、いずれにしても効果的なのだ。

その結果、凝縮をより早く、より多様な条件下で、より大量に作り出せる。しかもAIは、食べないし寝ないし休暇も取らない。言い換えると、人間物理学者よりコスパが大幅に高い。彼らの研究論文は、今日(米国時間5/16)発行のScientific Reportsに載っている。

【後略】

参考記事。〕

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(翻訳:iwatani(a.k.a. hiwa))

AuroraTekはCESで物理の法則に反する技術を売ろうとしていた

 

CESの取材のためにラスベガスのThe Sandsホテルの、スタートアップだらけのEureka Parkを歩きまわっていると、ひとつのブースがぼくと、同僚のDarrell Etheringtonの前に立ちふさがった。テーブルの上に数台の電動スクーターがあり、その背後のパネルには“惑星地球上のもっとも進歩したテクノロジ!”(The MOST Advanced Technology on Planet Earth!)と書かれている。

ぼくたち二人は、その(たぶん)素敵な電動スクーターに関心を向けるためのギャグだと思ったから、そのブースの主(あるじ)、AuroraTekの社長でCEOのWilliam Alekに話を聞いた。上のビデオにはぼく自身も写っているから、そのときの会話の全貌が分かる。

AuroraTekは実際に電動スクーターを作っているのだが、Alekの話では、そのブースの本当のスターは、ものすごく特別な変圧器(トランス)で、入力よりも大きい電力を出力するのだ。

“カン、カン、カン、カン、カン、…”、ぼくの頭の中の、いかさま検出器が鐘を連打した。それは、熱力学の第一法則に反している。小学校の初等物理で教わると思うが、エネルギーは作ることも破壊することもできない。

ライブでビデオを撮っているのだから、Alekの話はAlekに有利に解釈してやるべきだ。そこで、彼に説明を求めた。彼は、量子トンネル効果がなんたらかんたらという、ニセ科学のような大風呂敷を広げ始めたが、その効果をふつうの分かりやすい英語で説明できなかった。AuroraTekのホームページの方が、まだましだ: “私たちはこれを、負から正へのエネルギー変換(NEGATIVE-to-POSITIVE Energy transformation)によるフリーエネルギー、または過統一(overunity)技術と呼んでいる。なぜならばそれは、“無から有を生む”を実現しているように見えるからだ”。

AuroraTekのブースのパネル

ぼくの場合、スタートアップのアイデアがだめだと思ったら、黙って立ち去ることにしている。それについて、いろいろ否定的な記事を書くのは簡単だけど、世界にはぼくとは違う頭や心やニーズを抱えた人がたくさんいる。一部の人たちにとっては、それは、価値あるアイデアかもしれない。でもガマの油(いんちき薬)のようなテクノロジを売ることは? それは、我慢できないけどね。

ぼくの中の別のぼくは、Alekがプロ級のトロルだったらおもしろいな、と思っている。

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電弧が直接空気を振動させるプラズマスピーカーARC, Kickstarterで早くも目標突破

音楽をどうやって聴いてる? ヘッドフォンかな? AirplayやBluetoothスピーカーのこともある? それも、まあ、クールだけどさ、ぼくは今や、プラズマで聴くね。二つの電極のあいだでスパークが飛ぶとき、少量のオゾンが発生する。それだけのことだけど、クールな人たちはそれで音を出すんだ。

実は、ぼく自身はそうやって音楽を聴いてるわけではない。KickstarterでARC Plasma Speakerに出資したらそうなる、ということさ。まだ、出てから24時間経っていないけど、すでの目標の1万ドルを突破している。今でも増加中だ。きわめて特殊な人たちしか魅力を感じないプロジェクトだと思うし、また意外性のある科学的プロジェクトや物理の実験をDIYするのが好きな人たち向けだと思うけど、今回は全員がそうなったみたい。

ARCは、電弧というものの性質をうまく利用している。それは電極間の空気をイオン化して圧縮するが、そのときに音、つまり空気の振動が発生する。ふつうのスピーカーに使用されている、磁力の変化で振動する振動板、コーン紙のようなものは要らない。ARCは木製のケースに収納され、それを手作りするためのキットが、Kickstarterの支援者には89ドルで提供される。木製じゃなくて、内部が見える透明アクリルなら119ドルだ。完成品なら225ドル。発売は、7月の予定だ。

Kickstarterには、前にもプラズマスピーカーが登場したことを、覚えておられる方もいるかもしれない。それは今回とは別のグループで、目標額は達成したけど続かなかった。今回のARCプロジェクトは、そのときのチームにいた二名が作った。ただしデザインなどはずいぶん良くなったから、今度こそ長寿かもしれない。

その二名、Matt ChapmanとDavid Stoyanovが作ったシアトルのExcelPhysicsが、ARCの会社だ。同社は、DIYの放射能測定器なども作っている。同社の目標は、クールな物理学的プロジェクトを、世の中にお安く提供することだ。

ARCへの入力は、これまでのふつうのスピーカーへの入力と同じでよい。だから今使ってるスピーカーと交換するのも簡単。また、ハンドルがついてるから可搬性もある。もっとふつうの、商品らしいデザインでもよかったのでは、と思うが、でも物理学ギークの友だちをビックリさせるためには、今の方が良いだろうね。

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(翻訳:iwatani(a.k.a. hiwa))