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カシミールトルクの値を測定

07.01.2019

メリーランド大学の研究者は、科学史上初めて、40 年前にその存在が予測され、カシミールトルクと呼ばれる物理的効果の値を測定することに成功しました。サイズが XNUMX ミクロン以下の XNUMX つの小さな粒子が、深い真空内で互いに非常に接近して配置されると、それらは互いに引き付けられます。この引力の効果は、カシミール効果として知られています。カシミールトルクはこの現象に関連しており、同じ量子電磁効果によって引き起こされます。カシミールトルクの影響下で、真空中の金属材料の表面近くにある小さな粒子が回転し始めます。しかし、カシミールトルクによって生成される力は非常に小さいため、最近までその絶対値を測定することは非常に困難でした。

測定を実行するために、科学者は複雑なセットアップを作成する必要がありました。その構成の敏感な要素は、液晶ディスプレイで使用されるものと同様の液晶です。液晶は、より大きな固体結晶の表面からわずか 10 ナノメートル離れた位置にありました。液晶ムーブメントレコーダーは、液晶の光軸の位置を正確に測定できる特殊な偏光顕微鏡です。

液晶は、外力の影響に非常に敏感であり、液晶を通過する光を偏光するという事実により、いつでも正確に位置を特定できるため、理想的なセンサーです。偏光顕微鏡は、液晶自体の軸の位置に応じて、液晶の各ピクセルを明るい点または暗い点として見ます。そして、この位置の変化は、顕微鏡によって即座に記録されるピクセルの明るさの変化につながります。

科学者たちは、カシミールのトルクによって生成される正確な力を測定するために、いくつかの異なる種類の粒子と結晶を使用しました。これらの力は、粒子が作られている材料の種類に大きく依存していることがわかっており、各材料はこれらの力に関して独自の「特徴」を持っています。

カシミール効果に関連する力の正確な値を知ることは、科学的な観点からだけでなく重要です。カシミール効果とトルク力を使用して、ナノサイズの部品や小さな機械のアセンブリに動力を与えることができます。これは、より大きなスケールの機械や機構のアセンブリにすることができます。「従来の機械では、トルクはモーター、クランクシャフト、カルダンシャフトなどを使用して生成および伝達されます。」 - 研究者は次のように書いています - 「カシミールトルクは、ナノスケールレベルですべて同じことを行うことができます。」

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量子もつれのエントロピー則の存在が証明された 09.05.2024

量子力学は、その神秘的な現象や予期せぬ発見で私たちを驚かせ続けています。最近、理化学研究所量子コンピューティングセンターの Bartosz Regula 氏とアムステルダム大学の Ludovico Lamy 氏が、量子もつれとそのエントロピーとの関係に関する新しい発見を発表しました。量子もつれは、現代の量子情報科学技術において重要な役割を果たしています。ただし、その構造は複雑であるため、理解と管理が困難になります。レグルスとラミーの発見は、量子のもつれが古典系と同様のエントロピー規則に従うことを示しています。この発見は、量子情報科学技術の分野に新たな視点をもたらし、量子のもつれと熱力学との関係についての理解を深めます。研究結果は、もつれ変換の可逆性の可能性を示しており、これにより、さまざまな量子技術での使用が大幅に簡素化される可能性があります。新しいルールを開く ... >>

ミニエアコンソニーレオンポケット5 09.05.2024

夏はリラックスしたり旅行したりするのに最適な時期ですが、多くの場合、暑さが耐え難い苦痛に変わることがあります。ソニーの新製品、Reon Pocket 5 ミニエアコンをご紹介します。ユーザーにとって夏をより快適にすることを約束します。ソニーは、暑い日に体を冷やすユニークなデバイス、Reon Pocket 5 ミニコンディショナーを導入しました。首にかけるだけでいつでもどこでも涼しさを楽しめます。運転モードの自動調整と温度・湿度センサーを搭載したミニエアコンです。革新的なテクノロジーのおかげで、Reon Pocket 5 はユーザーのアクティビティや環境条件に応じて動作を調整します。ユーザーはBluetooth経由で接続された専用モバイルアプリを使用して簡単に温度を調整できます。さらに、ミニコンディショナーを取り付けられる、便利な特別デザインのTシャツとショーツも用意されています。デバイスはああ、 ... >>

スターシップのための宇宙からのエネルギー 08.05.2024

新技術の出現と宇宙計画の発展により、宇宙での太陽エネルギーの生産がより実現可能になってきています。スタートアップ企業のトップである Virtus Solis は、SpaceX の Starship を使用して地球に電力を供給できる軌道上発電所を構築するというビジョンを共有しました。スタートアップ企業のVirtus Solisは、SpaceXのStarshipを利用して軌道上に発電所を建設するという野心的なプロジェクトを発表した。このアイデアは太陽エネルギー生産の分野を大きく変え、より利用しやすく、より安価になる可能性があります。このスタートアップの計画の中核は、Starshipを使って衛星を宇宙に打ち上げるコストを削減することだ。この技術的進歩により、宇宙での太陽エネルギー生産は従来のエネルギー源と比べてより競争力のあるものになると期待されています。 Virtual Solis は、Starship を使用して必要な機器を配送し、軌道上に大型太陽光発電パネルを構築することを計画しています。ただし、重要な課題の 1 つは、 ... >>

強力なバッテリーを作成する新しい方法 08.05.2024

技術の発展とエレクトロニクスの使用拡大に伴い、効率的で安全なエネルギー源を作り出すという問題はますます緊急になっています。クイーンズランド大学の研究者らは、エネルギー産業の状況を変える可能性のある高出力亜鉛ベース電池を開発するための新しいアプローチを発表した。従来の水ベースの充電式電池の主な問題の 1 つは電圧が低いことであり、そのため最新の機器での使用が制限されていました。しかし、科学者によって開発された新しい方法のおかげで、この欠点は見事に克服されました。研究の一環として、科学者たちは特別な有機化合物であるカテコールに注目しました。これは、バッテリーの安定性を向上させ、効率を高めることができる重要なコンポーネントであることが判明しました。このアプローチにより、亜鉛イオン電池の電圧が大幅に向上し、競争力が高まりました。科学者によると、このようなバッテリーにはいくつかの利点があります。彼らはbを持っています ... >>

温かいビールのアルコール度数 07.05.2024

最も一般的なアルコール飲料の 1 つであるビールは、飲む温度によって変化する独自の味を持っています。国際的な科学者チームによる新しい研究で、ビールの温度がアルコールの味の知覚に大きな影響を与えることが判明しました。材料科学者のレイ・ジャン氏が主導したこの研究では、温度が異なるとエタノールと水分子が異なる種類のクラスターを形成し、それがアルコールの味の知覚に影響を与えることが判明した。低温ではより多くのピラミッド状のクラスターが形成され、「エタノール」の辛味が軽減され、飲み物のアルコール感が軽減されます。逆に温度が上がるとクラスターが鎖状になり、アルコール感が強くなります。これは、白酒などの一部のアルコール飲料の味が温度によって変化する理由を説明します。得られたデータは飲料メーカーに新たな可能性をもたらします。 ... >>

アーカイブからのランダムなニュース

電池用新接合材 15.03.2021

北陸先端科学技術大学院大学は、バッテリー開発のブレークスルーを約束する新しい研究の結果を発表します。日本人が開発した新しいバインダー材料は、より効率的な電荷保持を示します。リチウムイオンバッテリーの現在の性能と比較して、将来のバッテリーシステムは、電気自動車やスマートフォンにより高いレベルで電力を供給することができます。

バッテリーの内部には多くの可動部品があります。これらはそれぞれ、パフォーマンスの低下に寄与します。そして現在、北陸先端科学技術大学院大学の科学者たちが行っている研究は、電極と電解質の間のバインダー材料など、電池構造の重要な要素に焦点を当てています。

接合材は、XNUMX つのシステム電極の XNUMX つであるバッテリーのグラファイトアノードを保護する上で重要な役割を果たします。バインダ材料は粒子をまとめて保持し、集電体との接触を維持します。現在のリチウム電池バインダーは、ポリフッ化ビニリデン (PVDF) でできています。そのため、日本の専門家ははるかに優れた代替手段を見つけました。

新しい日本製の製品は、ビス-イミノ-アセナフテンキノン-パラフェニレンと名付けられました。日本の接合材料は、集電体への接続を提供するアノード保護を備えた実験用ハーフセルバッテリーの一部としてテストされています。同時に、多くの大幅なパフォーマンスの改善が見られました。まず第一に、複数回の充電サイクルに対して容量を維持するバインダー材料の能力によるものです。

機械的安定性が向上し、アノードと集電体への確実な接着が実現します。新しいビス-イミノ-アセナフテンキノン-パラフェニレン結合剤も、現在使用されている PVDF と比較して、より微細な構造条件下で優れた導電性を示しました。

まったく異なる方法で、新しいバインダー材料が電解質と反応し、バッテリーの耐用年数を延ばすのに役立ちます。顕微鏡スキャンでは、1700 サイクル後までに小さな亀裂の出現が示されました。繰り返しになりますが、PVDF と比較すると、日本の科学者は 500 サイクル後に PVDF 構造に大きな亀裂が出現したことに気付きました。

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