この世界の裏側にある「数」

皆さんこんにちは。少しでも未来館に数学を、ということでコソコソ活動している科学コミュニケーターの鈴木です。

数学は身の回りのいろいろなものに応用されています。それだけでなく、数学にはまだはっきりと解明されていない、奇妙な性質や不可思議な類似など面白さもたくさん隠れています。しかし、数学というと、未来館という場所であってさえ、あまり反応がよくありません。

皆さんは、数学は好きですか?

そんなこと考えたこともないという人や、数学はそれほど好きではないという人でも、「ちょっと数学おもしろそう」と思ってもらえそうなものをこのブログで目指したいと思います。

 

■1.方程式の中のそっくりさん

小学校までに皆さんも「1、2、3、4、・・・」のような普通の数字を覚えたと思います。そのあと小学校で分数や小数が出てきます。やがて、中学に進むと√2や円周率などの無理数と呼ばれる数がお目見えします。そして、高校では虚数記号「i」の登場です。同じ数を二度かける(二乗する)と「-1」になるという、取り出して見ることのできない数です。無理数までの数と違い、目に見えず、数遊びのように思える虚数ですが、実は物理学でも一般的に使われ、私たちの世界の現象を説明することができる数となっています。

 

しかし、逆に、「目に見える数」というのは本当にこの世界の現象を表しているのでしょうか?
それでは、虚数や普通の数の裏にある目に見えない別の数の世界をお見せしましょう。

 

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ほったらかしで健康になる? ~体内ナノマシンによる医療革命~【後編】

体内に極微小の「ナノマシン」を送り込み、病気を発見!さらにその治療まで行ってくれる新コンセプトの医療技術「体内病院」。SF映画の世界で描かれたことを東京大学特任准教授の安楽泰孝氏は現実のものにしようと研究を進めています。
ほったらかしで健康になる? ~体内ナノマシンによる医療革命~【前編】では、安楽氏が研究を進める体内病院の研究について紹介しました。ブログ後編では、2018年12月9日に安楽氏をお招きして行ったトークセッション「ほったらかしで健康になる?~体内ナノマシンによる医療革命~」の内容を報告します。(イベントでは参加者が考えたことをふせんに書いて共有しました。)

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【速報】2019年のノーベル化学賞はリチウムイオン電池で日米の3博士

やっぱり、これでした!今年のノーベル化学賞はリチウムイオン電池の開発により、アメリカのジョン・グッドイナッフ博士、スタンレー・ウィッテンハム博士、旭化成の吉野彰博士です。

リチウムイオン電池の研究に関しては、2015年に科学コミュニケーターの田中健さん(現在は世界的な自然保護団体に勤務)が受賞を予想し、詳しく解説しています。
https://blog.miraikan.jst.go.jp/topics/201509152015.html

ウィッテンハム博士は1970年代前半からリチウムの特性に着目し、電池への開発を手がけ始めていました。

グッドイナフ博士は、リチウムイオン電池のうち、プラス極の開発に携わりました(今回の受賞は逃していますが、この研究には水島公一先生もかかわっています)。1980年のことです。

でも、このときマイナス極はまだ良いものが見つかっていませんでした。多くの研究者がリチウム系の素材を試すなか、炭素系の素材を試みたのが吉野先生です。こうして、リチウムイオン電池の原型ができました。

充電をして繰り返し使えるリチウムイオン電池は、軽いうえに高い電圧が得られます。今日のタブレット端末や携帯電話が軽くて小型化できたのは、リチウムイオン電池のおかげとも言えるでしょう。

グッドイナッフ博士、ウィッテンハム博士、吉野博士、おめでとうございます!

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【速報】2019年のノーベル物理学賞は宇宙の理解に関して、カナダとスイスの3博士

2019年のノーベル物理学賞はカナダのジャームズ・ピーブルス博士(James Peebles)、スイスのミシェル・マイヨール(Michel Mayor)博士、その弟子のディディエ・ケロー(Didier Queloz)博士に贈られました。

ピーブルス博士は宇宙の理論的な研究、マイヨール博士とケロー博士は太陽系の外にある惑星「系外惑星」の発見をした方々です。賞金の半分はピーブルス博士に贈られ、その残りの半分をマイヨール博士とケロー博士が分けます。

ピーブルス博士は初期宇宙がどのようにできていたかを研究していました。宇宙マイクロ波背景放射の観測でも重要な貢献をしています。ビッグバンからどのように宇宙ができていたのか、元素がどのようにできたのかの理解に関する研究などがあります。宇宙背景マイクロ波放射に関してはすでに観測のチームがノーベル賞を受賞しています。ですが、ピーブルス博士の理論的な計算がなければ、観測も難しかっただろうといわれています。未来館の科学コミュニケーション専門主任の池辺靖によると「もうずっと、この人がまだ受賞していないなんて!という状態だった」そうです。

系外惑星の発見に関しては、2015年に科学コミュニケーターの谷明洋さんが受賞を予想して、受賞した場合の予定原稿を残していました。以下にその原稿を転載します(なお、谷さんは現在は会社員をしつつフリーランスの科学コミュニケーターをしています)

ーーーーーー元・未来館の科学コミュニケーター谷明洋さんによる原稿ーーーーーーー

マイヨール博士とケロー博士は1995年、恒星の周りを回る太陽系外惑星を初めて発見しました。スイス・ジュネーブ天文台で、マイヨール博士が、当時大学院生だったケロー博士を指導していた、という関係です

概要は、2015年9月23日の予想記事から、大きく外れてはおりません。
https://blog.miraikan.jst.go.jp/topics/201509232015-5.html

内容をざっくりとまとめると、
・太陽系外惑星は、太陽以外の恒星(=夜空に輝く星)を回る惑星。
・マイヨール博士とケロー博士が1995年、はじめて(*)発見した。
・「生命が住む惑星が、宇宙のどこかにきっとある」ということを示し、人類の宇宙観を大きく更新した。

ということになります。

*「初の太陽系外惑星の発見」は、この3年前の1992年、ポーランド出身のアレクサンデル・ヴォルシュチャン博士によってなされました。ただし、中心にあったのは太陽のような恒星ではなく、「パルサー」と呼ばれる超新星の残骸でした。

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2019年もノーベル物理学賞を楽しもう!【後編】~たくさんの窓から見える新しい宇宙~

こんにちは!ノーベル物理学賞チームぶつりーずの片平です。
みなさんにノーベル物理学賞を通してみた、物理研究の面白さを紹介するブログ後編です!

前回のブログで、2002年ノーベル物理学賞"天体物理学とくに宇宙ニュートリノの検出へのパイオニア的貢献"と"宇宙X線源の発見を導いた天体物理学へのパイオニア的貢献"に代表される、宇宙を見つめるたくさんの窓、マルチメッセンジャー天文学が開かれる歴史を見てきました。

今回の記事では、マルチメッセンジャー天文学によって、どんな宇宙の姿が見えてくるのか、現代の研究についてお話していきます。

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【速報】2019年のノーベル生理学・医学賞は細胞の低酸素応答で米英の3博士

2019年のノーベル生理学・医学賞は

米国のウィリアム・ケーリン(William G. Kaelin Jr.)博士、英国オックスフォード大学のピーター・ラトクリフ(Sir Peter J. Ratcliffe)博士、米国のグレッグ・セメンザ(Gregg L. Semenza)博士、が受賞しました。受賞となったテーマは「低酸素状態における細胞の応答」です。(写真はノーベル財団のライブ中継からの画面キャプチャです)

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ノーベル財団のプレスリリースによると、以下のようにこの研究を評価しています。

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動物は、食物を有用なエネルギーに変換するために酸素を必要とします。 酸素の基本的な重要性は何世紀も前からかわっていましたが、酸素濃度が変化したときん、細胞がどのように適応するかは長い間知られていませんでした。 William G. Kaelin Jr.、Sir Peter J. Ratcliffe、およびGregg L. Semenzaのお三方は、細胞が酸素の濃度を感知し、それに応じて適応する方法を発見しました。 酸素のさまざまな濃度レベルに応答して遺伝子の活性を調節する分子機構を特定したのです。 今年のノーベル賞受賞者による独創的な発見は、生命にとって最も重要な適応プロセスの1つを明らかにしました。酸素レベルが細胞代謝と生理機能にどのように影響するかを理解するための基礎を確立しました。 彼らの発見はまた、貧血やがん、その他の数多くの病気と戦うための有望な新しい戦略への道を開いたのです。(ノーベル財団のプレスリリースより)

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このお三方は、ガードナー国際賞や、ラスカー賞も受賞しています!

身体がでてきていく発生の過程や、がんが大きくなっていくときにも酸素の濃度は変わります。さいきんでは、どの細胞にもなれるiPS細胞から、ほしい細胞へと分化をさせるときにも酸素濃度をかえたりしているそうですよ。

おめでとうございます。

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SDGsリレーブログ・バングラデシュ編 建物を"強く"して、生活を支える【前編】

 「世界で最も人口密度が高い都市」のひとつであるバングラデシュの首都ダッカでは、低品質なコンクリートの使用や、耐震設計が十分でない建築構造などによって多くの建物がもろく壊れやすいという課題に直面しています。そんな建物を補強し、安全で住み続けられる都市にしようと努力する人々をご紹介します。

 今回は国連の持続可能な開発目標(SDGs)の目標11「住み続けられるまちづくりを」に注目して取材しました。 (科学コミュニケーター小林望)

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SDGsリレーブログ・バングラデシュ編 建物を"強く"して、生活を支える【後編】

 TSUIBプロジェクトでは、バングラデシュから留学生を受け入れている。日本で学んだ知識や技術をバングラデシュに持ち帰ってもらい、現地の建物への応用や、知識の普及を進めてもらうことが狙いだ。

 東北大学工学研究科で学ぶ留学生、モハメド・シャフィウル・イスラムさんは耐震診断の手法を開発し、2019年9月に博士号を取得し帰国する。もう一人の留学生、ジャシア・タフィーンさんは昨年秋に来日し、博士課程の研究に取り組み始めた。お二人から、バングラデシュの様子や留学中の活動についてお話を聞いた。

前編はこちら→

https://blog.miraikan.jst.go.jp/topics/20191004sdgs-2.html

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ジャシア・タフィーンさん(左)とモハメド・シャフィウル・イスラムさん(右)

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2019年もノーベル化学賞を楽しもう! ~化学反応を追い求める人々~

10月に入りいよいよ、今年のノーベル賞発表の時が近づいてまいりました!

未来館ノーベル賞チームも、10月7日からの発表に向けて盛り上がりをみせております。
こちらのブログでも既に、生理学・医学チームから蚊に関するお話、物理学チームからは宇宙を見る窓のお話をしてきました。

続いて化学賞チームからは、ノーベル化学賞とも関係が深い「化学反応」についてたっぷりお伝えします!


■ 化学反応ってモノづくりなんだ。

みなさん、「化学」「反応」ときいて何を思い浮かべるでしょうか...?

『 理科室、白衣、ビーカー、三角フラスコ、‥‥ 』
こんな道具を使って、実験しませんでしたか?
『 スチールウールの燃焼、リトマス紙、炎色反応、‥‥ 』
色や状態の変化を思い浮かべた人は上級者?!

ここでは、化学反応とは
世の中に存在するあらゆるモノをつくるための方法 と紹介しておきましょう。

化学反応の発展によって、これまで世の中になかったモノをつくったり、簡単につくれるようになったり、安くつくれるようになりました。

そう、化学反応って「モノづくり」なのです。

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1分農業ブログvol.4~地球とつながろう~

皆さんこんにちは。科学コミュニケーターの綾塚です。
少しずつ秋の気配を感じはじめた今日この頃です。

1分農業ブログ第4弾お送りいたします!

枯れたかぼちゃが教えてくれた、天気のこと

それは8月はじめのこと、私の家のかぼちゃが枯れました。
悲しい...。

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中央にある茎も茶色くスカスカになっている...

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