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現代数学社版『変数と図形表現』の全9章の全問題にわたっての講義(2014年)を行った,文字通りのコンプリート版です。なお,エクステンション版との問題の重複はありません。

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地球 物理 ナノテクノロジー

GPMは重い雨のリングを見つけるカテゴリ3ハリケーンオリビアの目

全球降水量測定ミッションまたはGPM衛星はハリケーン・オリビアを通過し、目の周りのタイトなリングで最も激しい雨を発見しました。 9月6日午前6时31分(EDT:1031 UTC)に、GPMコア衛星はハリケーン・オリビアで発生した降水量の分析を提供しました。 GPMは、毎時1.5インチ(38 mm)の割合で最も重い降雨率が目の周りに発生していることを発見しました。 嵐はコンパクトなので、雨の多い地域もコンパクトです。 ハリケーン・フォースの風は、中心から25マイル(35km)まで外側に広がり、熱帯暴風の風は115マイル(185km)まで外側に広がります。 ナショナルハリケーンセンター(NHC)は、9月6日午前5時(日本時間9:00)に、ハリケーン「オリビア」の中心部が北緯18.2度、西経126.5度付近

光合成で観測される量子効果

光合成に関与する分子は、無生物と同じ量子効果を示すと、フローニンゲン大学の理論物理学者トーマス・ラ・クール・ヤンセン(Thomas la Cour Jansen)を含む国際的な科学者チームが結論づけている。 量子力学的挙動が光合成に関与する生物系に存在することが初めて証明された。 光合成におけるこれらの量子効果の解釈は、自然由来の光収穫装置の開発に役立つかもしれない。 結果は5月21日に Nature Chemistry に掲載されました。 数年前から、生体系における量子効果に関する議論がありました。 基本的な考え方は、電子が一度に2つの状態になることが観測されるまでです。 これはSchrödinger's Catとして知られる思考実験と比較されるかもしれません。 猫は、有毒物質のバイアルを入れた箱に入れられます。 バイアルのキャップが量子システムでロックされている場合、それは同時に開閉することができるので、ボックスを開いてシステムを観察するまで、猫は「死んだ」状態と「生きている」状態が混在しています。 これはまさに電子の見かけの挙動です。 振動 以前の研究では、科学者はすでに、細菌の光収穫分子が同時に2つの状態に励起される可能性があることを示唆するシグナルを発見していました。 しかし、これらの実験では、励起状態が1ピコ秒(0.000 000 000 001秒)以上持続してい

圧力機能ナノ材料によるより良い生活が容易になりました

2021-09-28

化学物質の代わりに圧力を使用して、Sandia National Laboratoriesチームは、センサ、コンピュータ、携帯電話、テレビ用のタッチスクリーンの表面の下にあるナノワイヤアレイ構造にナノ粒子を加工しました。 圧力ベースの製造プロセスはナノ秒かかる。 化学に基づく工業技術は数時間かかる。 ストレス誘発加工と呼ばれるこのプロセスは、すでにメーカーが使用しているインプリントプロセスを模倣する新しい技術です」とSandiaの研究者であるHongyou Fan氏は述べています。 「クレジットカードをエンボスする代わりに、超短時間でナノワイヤや他のナノサイズの部品を製造するために、同じタイプのプロセスを使用しています。 3つの特許が発行されたこの方法は、100, 000気圧の圧力を発生させるSandiaのVeloceパルスパワーマシンで実施された場合、既知の化学的方法よりも9000万倍高速であると、同僚のJack Wiseは述べている。 外見的には、研究の代わりに製造するために、既に商業的に使用されているものに類似したエンボス加工機が役立つことがある。 「マシンをエンボス加工から加工加工に変換するために必要な変更はほとんどないだろう」とFan氏は語った。 Sandiaプロセスは以下を保存します。 化学的方法で必要とされる時間ではなく数秒で回路を製作することができるため、 クリーンア

プログラム可能な障害:分子規模でのランダムアルゴリズム

2021-09-28

自然界にある多くの自己組織化システムは、決定論的プロセスとランダムプロセスの洗練された組み合わせを利用しています。 成長はランダムであるため、2つの樹木はまったく同じものではありませんが、レッドウッドはジャカランダとは区別されます。 生物の無作為性の価値は完全には理解されていませんが、細かいゲノムサイズが可能であるという仮説が立てられています。 ランダム性はまた、適応進化の根底にある変化を提供する。 生物学とは対照的に、エンジニアリングは複雑な構造を作るためのランダム性の利点をほとんど利用しません。 現在、カルテックの科学者グループは、分子自己集合におけるランダム性が決定論的なルールと組み合わされてDNAから複雑なナノ構造を生成することを実証している。 生物工学ルル銭助教授の研究室で行われた研究は、 Nature Nanotechnology 誌の11月28日号に掲載されています。 生き物は遺伝情報を保存するためにDNAを使用しますが、DNAは分子工学のための頑強な化学構築ブロックとしても使用できます。 ヌクレオチドと呼ばれるDNAを構成する4つの相補的分子は、特定の方法でのみ結合する:AはTと結合し、GはCと結合する。 2006年、Caltechのバイオエンジニアリング、コンピューティング、数理科学の研究教授であるPaul Rothemund(BS '94)は、DNAヌクレ

TNTの検出のための新しいナノセンサー

新しいタイプのセンサーは、TNTなどの爆発物を検出する際にスニファードッグを置き換える可能性があります。 今週、TUデルフトを含む多くの機関の研究者がアメリカ化学会の雑誌「 ナノレターズ(Nano Letters) 」にこのテーマに関する記事を掲載しています。 ケージ構造 「初めてTNTのような爆発性物質を検出することができる感受性ナノセンサーを製造するために、ランタン型ケージ構造の分子を初めて使用した」と研究者Louis de Smet(TU Delft and Wageningen University所属)は述べている。 「これらのケージ構造は、約1立方メートルの容量を有し、単一のTNT分子を正確に収容する。 TUデルフト、トウェンテ大学、フィリップスリサーチ、香港市立大学、メルボルン大学の研究者らは、これらの特別に開発されたケージの極薄層を、数十種類の感受性ナノセンサーを含むセンサーチップの表面に化学的に結合させた。 単一のケージでは検出目的では不十分です。 多孔質 「多孔質分子は周囲の分子を捕らえるために非常に頻繁に使用される」とDe Smet氏は説明する。 '比較的小さな分子の場合、爆発物と同様に、ケージ構造が適切なサイズであるだけでなく、分子が適所にクリックできるように正しいアンカーポイントを持つようにして、検出可能にします。 このため、我々は、いわゆるMOP分

研究者は、二重層グラフェンのエキゾチックな量子粒子を観察する

2017年10月5日 - コロンビア大学の物理学の助教授コリー・ディーンとコロンビア・エンジニアリングの機械工学教授であるWang Fong-JenのJames Honeが率いるチームは、凝縮物性物理学における激しく研究された異常、 -denominator分数量子ホール(FQH)状態 - 二重層グラフェンにおける輸送測定。 この研究は本日、 Scienceに オンラインで掲載されています。 「あらゆるシステムで5/2状態を観測することは、出現、準粒子形成、量子化、さらには超伝導など、現代の凝縮物物理学における最も難解な概念の一部を網羅しているため、注目すべき科学的機会です」とDean氏は言います。 「二重層グラフェンでは、5/2状態がこれまで考えられていたよりもずっと高い温度で生存するという我々の見解は、我々がこの現象を新しい方法で研究することを可能にするだけでなく、FQH状態の見解を大部分科学的好奇心特に量子コンピューティングにおいて現実のアプリケーションに大きな可能性を秘めています。 ガリウム砒素(GaAs)ヘテロ構造の1980年代に最初に発見された5/2分数量子ホール状態は、分数量子ホール状態が奇数分母のみで存在できるという厳しい規則の例外を除いています。 発見の直後に、理論的な研究は、この状態が、量子計算に対する根本的に新しいアプローチを可能にする可能性があるという点で、こ

化学 天文学、宇宙 他のサイエンス
科学のニュース - 2021

大量の電池と分子データが公開されました

Materialsプロジェクトは、革新を加速させるためのGoogleのような材料特性のデータベースで、膨大な量のデータを公開し、科学者が燃料電池、太陽光発電、熱電機などの高度な材料に取り組むことで、新しい研究の道を探る しかし、これはバッテリーで働く研究者にとって特に重要なリソースとなっています。 共同設立され、Lawrence Berkeley National Laboratory(バークレー研究所)の科学者Kristin Perssonによって指導されたMaterials Projectは、スーパーコンピュータを使用して、第1原理の量子力学的枠組みに基づいて材料の特性を計算する。 それは、米国エネルギー省(DOE)の科学局によって2011年に開始されました。 DOEは、2012年にDOE Energy Innovation HubであるJCESR(Joint Center for Energy Storage Resarch)を設立し、材料プロジェクトを次世代電池電極および液体有機電解質の新しいシミュレーションで大幅に強化しました。 JCESRのジョージ・クラブツリー(George Crabtree)取締役は、「マテリアル・プロジェクトを通じて発表されたこの膨大な量の正確なデータは、バッテリ研究コミュニティに深刻かつ永続的な影響を与えます。 "これは、バークレー研究所

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「プラスチックスープの海」を防ぐ

毎年およそ800万メートルトンのプラスチック廃棄物が海洋に流出しています。 ボトルキャップ、歯ブラシ、小さなプラスチック片、フィラメント、ペレット、フィルム、樹脂が水柱の周りに浮いています。 プラスチックの破片の渦巻くスープは、表面に「島々」を形成し、太平洋の北東部の旋回を妨げます。 ResesarchersはそれをGreat Pacific Garbage Patchと呼んでいます。 Captain Charles Mooreは1997年にそれを発見しました.2年後、彼はプラスチック汚染の研究と海洋生物と生態系への影響の研究の先駆者Algalitaを設立しました。 非営利団体の教育責任者、Katie Allenは、予防と治療の措置を提唱しています。 「プラスチック製品を価値ある、持続可能なものに再設計することは、予防への最大の飛躍です。クレイドルからクレードルシステムで設計されたプラスチック製品は、回収やリサイクルの可能性が非常に高く、優れた製品設計により、プラスチックリサイクラーの顔。 生分解性食品包装用のバイオソース材料の開発は、研究プロジェクトEcoBioCapの目標となっています。 プロジェクトチームは、オリーブミル廃水やチーズホエーなどの食品産業の副産物を使用しました。 これらの

天文学者によって発見された最小の星

まだ測定されていない最小の星は、ケンブリッジ大学が率いる天文学者のチームによって発見されました。 土星のそれよりも大きなスライバーの大きさで、その恒星表面の重力の引力は人間が地球上で感じるものより約300倍強力です。 星は、水素核をヘリウムに融合させるのに十分な質量しかないので、星が可能な限り小さくなる可能性が高い。 それがもっと小さくても、スターの中心の圧力はもはやこのプロセスが起こるのに十分ではありません。 水素の融合はまた、太陽を動かすものでもあり、科学者たちはこれを地球上の強力なエネルギー源として再現しようとしています。 これらの非常に小さく淡い星は、地球上に7つの地球規模の世界に囲まれた超矮星TRAPPIST-1のような、表面に液体の水を持つことができる地球規模の惑星を検出するための最良の候補です。 新たに測定された星は、EBLM J0555-57Abと呼ばれ、約600光年離れている。 これはバイナリシステムの一部であり、星よりもむしろ惑星を検出するために通常使用される方法である、はるかに大きなコンパニオンの前を通過すると識別されました。 詳細は、 天文学と天体物理学 のジャーナルに掲載されます。 「私たちの発見は小さな星がどのようにできるかを明らかにします」と研究の主著者であるAlexander Boetticherとケンブリッジのキャヴェンディッシュ・ラボラトリーと天文

科学:公共の利益が高く、識字率が安定している

ミシガン大学ソーシャルリサーチ研究所の調査によると、科学に対する一般の関心は高まり続けていますが、米国の科学リテラシーの水準はほとんど変化していません。 NASAの資金提供を受けて、アメリカ人の51%が科学に興味を持っていることが分かったが、現在の科学技術政策の問題について討論するには十分なレベルの科学的理解がある。 科学リテラシーの水準は、ほぼ10年にわたり一定のままである。 国立科学財団の最近の報告は、UMの所見を強化している。 1980年代以降の分析では、成人識字率は、主に大学レベルの科学コースの修了と学士号の修了によってもたらされたことが示されています。 このグループは、伝統的でもオンラインでも、科学技術のニュースをメディアに密接に従っています。 NASAの2011年Mars Curiosity Landingと2015年に初めて冥王星の画像をクローズした後、アメリカ人の科学への関心は高まったが、科学的な識字率は依然として遅れていた。 なぜ切断するのですか? NASAは知りたかった 2015年9月、NASAの科学ミッション・ディレクターは、全米の27の組織を選び、NASAの科学教育プログラムと活動に関するすべての年齢の学習者に効果的に取り組む新しい戦略的アプローチを実施しました。 UMは選択された人の1人であり、NASAの5年間の共同助成金520万ドルの支援を得て、科学リテラ

主要な開花植物群の最大の家系を科学者が再構築

科学者たちは、多様性を保護するのに役立つ、単子葉植物と呼ばれる花卉植物の主要なグループの最大の家系を開発しました。 単子葉植物はすべての開花植物の4分の1を占める。 彼らは地球上で最も多様で経済的に重要な植物の一つですが、それらの進化系統は決して適切にマッピングされていません。 単子葉植物には、トウモロコシ、米、小麦、大麦などのステープル類; パイナップルやバナナのような多くの熱帯果実; 日付やサトウキビなどの他の食品。 牧草、竹、ヤシなどの単子葉植物や繊維を含むそれらの派生植物は、中国などの多くの国で重要な建築材料として使用されています。 現在、Imperial College Londonの研究者は、最新の家系樹または系統樹を作成しました。これは、単子葉植物の進化系統を追跡しています。 研究者らは、単子葉植物種の多様性にどのような要因が影響を与えたかを調べることを目的として、世界中のDNAサンプルを分析しました。 彼らの研究は、科学者が単子葉植物の生物多様性を保全し、新しい医薬品の開発など、これらの植物のための新しいタイプの使用につながるのを助けることができます。 インペリアルカレッジロンドンのライフサイエンス部門の共同研究者であるVincent Savolainen教授は次のように述べています。「単子葉植物は私たちの生活の中で非常に重要なものであり、必要不可欠な食糧や建築材料を

どのように細菌の抗生物質抵抗性の間の競争と協力

新しい計算シミュレーションは、細菌のコミュニティに対する抗生物質の影響は、隣接する種が競合的または協調的な関係を有するかどうか、ならびにそれらの空間的配置に依存することを示唆している。 Yale大学のSylvie EstrelaとGeorgia Institute of TechnologyのSam Brownは、これらの知見を PLOS Computational Biologyに発表してい ます。 近接して生息する細菌は、限られた資源のための戦いや、ある種が他の種のための食糧として働くような協力的(相互主義的)相互作用などの競合的相互作用を有することがある。 以前の研究では、競合が抗生物質に対する細菌群の反応にどのように影響するかを調査したが、相互関係の潜在的役割についてはあまり知られていない。 この質問に対処するために、EstrelaとBrownは計算手法をとった。 彼らは抗生物質耐性と抗生物質感受性の種間の競合的または相互作用的相互作用が抗生物質治療に対する2種のコミュニティの反応にどのように影響するかを予測するために既存の細菌増殖モデルを修正した。 このシミュレーションは、2つの競合種の間で、抗生物質処理が感受性種を抑制し、耐性種の成長を促進することを示した。 しかし、相互主義的関係の中で、感受性種に抗生物質を当てることは、それらの相互依存性のために耐性種を抑制した。 研究