量子を見るには設備完備の最高級3LDKが必要だ!
「量子を見る」には準備が必要です
わたしたちの周りには電子や原子や光などが満ちあふれています
部屋に当てはめてみると、ここを空っぽにして、シャイな量子のプライバシーが守れるような最高級物件を用意する必要があります
この項では現在、量子実験で使われているような準備を少し紹介します
多くの「量子は暑がり」です
人の指先やスマホの画面は室温付近ですが、絶対零度/0K/(ケルビン)=(–273.15℃)に比べると300K(27℃)ほどになります
室温近辺における物質を原子レベルで見ると、沸騰したお湯のように原子がブルブルと震えていますが、量子はそれが大嫌い
だから、振動を止めるためにとりあえず冷やさなければならなりません
希釈冷凍機という特別な冷凍庫を使うと、絶対零度より少し高い0.01Kの温度まで冷やせます
摂氏なら–273.14℃です
量子の中でも気体の原子は周りを囲む空気も嫌いです
なので、超高真空装置を使って原子のために空っぽの部屋をつくります
特殊ポンプで大気圧の1気圧から0.00000000000001気圧まで下げると気体の原子やイオンは大喜び
まだあります
光を遮断するために部屋を真っ暗にしたり、振動を完璧に抑制するエアクッションで浮遊させたテーブルに乗せたり、地磁気を嫌う量子には磁場を通さない「パーマロイ」というケージや冷えた超伝導体で囲ったり等々、すごく世話が焼ける
しかも、実験者が少しでも手を抜くと、 「量子性はお預け」とばかりに臍(へそ)を曲げます
実験物理学者にとって、量子は「すごく贅沢な生き物」で、手厚く扱わないとまったくいうことを聞いてくれません
「量子を見る」には量子にとっての、いわば「最高級3LDK」住宅が必要なのです
ちなみに、希釈冷凍機はおおよそ1億円します
冷気にかかる電気代は年間500万円ほど
そんな金食い設備に量子を1個だけ置くというのですから、贅沢も極まるわけです
富士山と希釈冷凍機の温度を比べると?
富士山3776mの頂上の温度を室温25℃(298K)と仮定すると、希釈冷凍機が冷やす温度は海抜10cmで−273.14℃(0.01K)になる
そこまで冷やさなければ量子は正体を現さない
量子のわがままは際立っている。人の生活環境のほとんどが嫌いだ
そのため、量子の要求のすべてを受け入れて環境を整えなければコミュニケーションが成り立たない
量子を見るには特殊な設備が欠かせない!
量子様がお喜びになられる設備完備の最高級 3LDKでございます・・・
希釈冷凍機はヘリウム3(3He)とヘリウム4(4HE)の混合溶液を希釈するときの希釈熱を利用する冷却器で、超低温領域の冷却法
暑さが嫌いな量子のために装置内を超低温0.01K(−273.14℃)まで冷やす
また、気体の原子は空気も大嫌い
そのため超高真空装置を利用して空っぽの部屋をつくる必要がある
希釈冷凍機イメージ資料:太陽日酸
https://www.tn-sanso.co.jp/gasequip/products/detail.html?pdid=174
【出典】『眠れなくなるほど面白い 図解 量子の話』著:久富隆佑、やまざき れきしゅう
(この記事は、ラブすぽの記事で作りました)
量子はシャイでぜいたくでわがままだ!
「量子を見る」には、準備と設備が必要でお金は電気代だけで年間500万円ほどかかる
シャイで暑がりで空気も嫌いなどわがまま、ぜいたく・・・
「量子を見る」のは精神面や労力だけでなく、お金もかかるのだ!!
眠れなくなるほど面白い 図解 量子の話: 量子の世界を知らずして たぶん 未来は語れない。 単行本
物理の世界を一変させた量子(力学)論
相対性理論もかなり「ぶっとんだ」理論だが、量子(力学)論も「ぶっとんだ」凄い理論だ
この驚異の量子の世界を追う
2025年02月02日
「風が吹く」ってどういうこと?風はどこからやってくるのか
地球上で起きていること、どれだけ知っている?
この地球で当たり前に感じていることでも、うまく説明できないことがありますよね
例えば、「青い空が夕暮れに赤く染まるのはなぜ?」「台風が日本列島めがけてやってくる理由は?」
そんな地球に生きる私たちが知っておくべき「理系雑学」をご紹介します
太陽系を含む地球の歴史をはじめ、地球上で成立した大自然や気候、動植物、資源など、地球をめぐる大疑問にスッキリ回答!
あらためて考えると、私たちはこの地球にまつわるさまざまなことを、じつはほとんど知らないのかもしれないかもしれません
※本記事は雑学総研著の書籍『人類なら知っておきたい 地球の雑学』から一部抜粋・編集しました
「風はどこからやってくるの?」風が吹くメカニズムを解説!
「風」とは、地球上における水平な空気の流れのことだが、「風が吹く」とはどういうことなのか
それは「空気が移動する」ことにほかならない
では、なぜ空気が移動するのか
そこに深く関係してくるのが「気圧」である
そもそも「気圧」とは、地球の表面を覆っている、空気の層の重さによって生じる圧力のことである
その強さはヘクトパスカル(hPa)という単位によって表され、地球上の平地の平均気圧は1013pPa(=1気圧)となる
たとえば、標高が高い場所へ行くほど気圧が下がるのは、その上にある空気の層の厚さが薄くなっていくためで、場所はもちろん時間によってもさまざまな変化を見せる
さらに、気圧はその不均一を解消するため、常に高いほうから低いほうへ、空気を押し出そうとする性質がある
そのときに発生する空気の流れこそが、「風が吹く」という現象だ
また、風の強弱は「気圧差」によって引き起こされる。そのため、天気図に描かれている
気圧の等しい部分を結んだ等圧線を見れば、その場所の風の強弱を確認することができる。
等圧線の本数が多く、間隔が狭いほど、気圧の差が大きいことを示しており、この気圧差のことを「気圧傾度」と呼ぶ
そして、気圧傾度が大きいほど風が強く、小さいほど風は弱い
実際の天気図でも、気圧の低い低気圧ほど等圧線の間隔が狭く、高気圧の中心では間隔が広い
ただし、低気圧や高気圧のように広範囲にわたる場合、風は気圧の高いところから低いところへまっすぐに吹くわけではない
地球の自転や地表の形状の影響を受けるため、右方向にずれて吹くことがわかっている
著=雑学総研/『人類なら知っておきたい 地球の雑学』
(この記事は、レタスクラブの記事で作りました)
「風が吹く」ってどういうこと?風はどこからやってくるのか
「風」とは、地球上における水平な空気の流れのことだが、「風が吹く」とはどういうことなのか
それは「空気が移動する」ことにほかならない
では、なぜ空気が移動するのか
そこに深く関係してくるのが「気圧」である
そもそも「気圧」とは、地球の表面を覆っている、空気の層の重さによって生じる圧力のことである
その強さはヘクトパスカル(hPa)という単位によって表され、地球上の平地の平均気圧は1013pPa(=1気圧)となる
たとえば、標高が高い場所へ行くほど気圧が下がるのは、その上にある空気の層の厚さが薄くなっていくためで、場所はもちろん時間によってもさまざまな変化を見せる
さらに、気圧はその不均一を解消するため、常に高いほうから低いほうへ、空気を押し出そうとする性質がある
そのときに発生する空気の流れこそが、「風が吹く」という現象だ
人類なら知っておきたい 地球の雑学 (中経の文庫) 文庫
地球(を含めた宇宙)には謎や不思議、ギモンが多くあります
空はなぜ青く、夕焼けは赤いのだろうか!?とか・・・
そんな「理系雑学」を楽しくわかりやすく解説
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※本記事は雑学総研著の書籍『人類なら知っておきたい 地球の雑学』から一部抜粋・編集しました
「風はどこからやってくるの?」風が吹くメカニズムを解説!
「風」とは、地球上における水平な空気の流れのことだが、「風が吹く」とはどういうことなのか
それは「空気が移動する」ことにほかならない
では、なぜ空気が移動するのか
そこに深く関係してくるのが「気圧」である
そもそも「気圧」とは、地球の表面を覆っている、空気の層の重さによって生じる圧力のことである
その強さはヘクトパスカル(hPa)という単位によって表され、地球上の平地の平均気圧は1013pPa(=1気圧)となる
たとえば、標高が高い場所へ行くほど気圧が下がるのは、その上にある空気の層の厚さが薄くなっていくためで、場所はもちろん時間によってもさまざまな変化を見せる
さらに、気圧はその不均一を解消するため、常に高いほうから低いほうへ、空気を押し出そうとする性質がある
そのときに発生する空気の流れこそが、「風が吹く」という現象だ
また、風の強弱は「気圧差」によって引き起こされる。そのため、天気図に描かれている
気圧の等しい部分を結んだ等圧線を見れば、その場所の風の強弱を確認することができる。
等圧線の本数が多く、間隔が狭いほど、気圧の差が大きいことを示しており、この気圧差のことを「気圧傾度」と呼ぶ
そして、気圧傾度が大きいほど風が強く、小さいほど風は弱い
実際の天気図でも、気圧の低い低気圧ほど等圧線の間隔が狭く、高気圧の中心では間隔が広い
ただし、低気圧や高気圧のように広範囲にわたる場合、風は気圧の高いところから低いところへまっすぐに吹くわけではない
地球の自転や地表の形状の影響を受けるため、右方向にずれて吹くことがわかっている
著=雑学総研/『人類なら知っておきたい 地球の雑学』
(この記事は、レタスクラブの記事で作りました)
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それは「空気が移動する」ことにほかならない
では、なぜ空気が移動するのか
そこに深く関係してくるのが「気圧」である
そもそも「気圧」とは、地球の表面を覆っている、空気の層の重さによって生じる圧力のことである
その強さはヘクトパスカル(hPa)という単位によって表され、地球上の平地の平均気圧は1013pPa(=1気圧)となる
たとえば、標高が高い場所へ行くほど気圧が下がるのは、その上にある空気の層の厚さが薄くなっていくためで、場所はもちろん時間によってもさまざまな変化を見せる
さらに、気圧はその不均一を解消するため、常に高いほうから低いほうへ、空気を押し出そうとする性質がある
そのときに発生する空気の流れこそが、「風が吹く」という現象だ
人類なら知っておきたい 地球の雑学 (中経の文庫) 文庫
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