物理学 | Superprof

物理学に関するすべて

紀元前250年頃まで遡るアルキメデスの原理から、現代の量子重力理論を証明するための学者たちの切磋琢磨に至るまで、物理の世界への関心は時代を経るにつれて膨らみました。とは言え、ほとんどの人が物理（学）と聞くと身構えます。学生は物理を勉強するのに気が進まず、また学校は学校で優秀な物理の先生を惹きつけ、留めておくのが難しいと嘆いています。確かに、物理学は素粒子から天文学に至るまで、その研究分野は多岐にわたっています。覚えておいてほしいのは、他の学問と同じ様に、何も物理学全体を学ぶ必要はないということです。物理学の基礎、計算式や概念を学ばなければならないのはもちろんですが、基礎ができたら情熱をどの分野に傾けるかを決めるのは、あなた自身です！ Superprofは、物質の性質、物質の状態と平衡、そして作用・反作用の法則など、物理学の基礎を身につけるのをサポートします。私たちの身の回りの世界の見方を一変させた歴史上の物理学者や今を時めく物理学者をご紹介できるのは、先生冥利に尽きます。もちろん、物理学の専門用語を知らなければ、何も始まりませんが・・・。告白の時です。NHKの天文学のドキュメンタリーにテレビのチャンネルを合わせたとき、目がぐるぐる回ってしまうような感覚を覚えた人は・・・？もちろん、そのような人は一人や二人ではありませんビッグバン理論のドキュメンタリーは、他のどのテレビ番組よりも人々に物理を身近に感じてもらうきっかけになったのではないでしょうか？科学的な側面の話は諸説紛々としていてまとまりがなく、聴いてもピンと来ない言葉でまくし立て、科学について語るのに深淵な話をしているというよりも、どのスーパーヒーローの映画がヒットするかを熱っぽく語っているかのようにああでもないこうでもないと論じているように感じられませんでしたか？何の内容について話をしているかについて少しでも内容を理解していたら、科学者が熱っぽく語る話も、夢うつつというより、興味がそそられることもあったかもしれません。以下の用語について知っていたら、目の色も変わったかもしれません。量子：それ自体、「物理量の最小単位」を意味します。さまざまな物理的概念と結び付けられ、最小の粒子レベルの研究に使われます。量子レベルの研究分野には、以下があります。量子力学は、場の量子論など、微視的な物理現象を記述する力学です。量子力学は、量子物理学、量子論、行列力学とも呼ばれています。量子のもつれは、多体間の相関やそれに関わる現象を指しています。量子光学は、光のふるまいを研究する分野です。より具体的には、光子を扱います。量子トンネリング（または量子トンネル、量子トンネル現象）は、エネルギー的に通常は超えることのできない領域を粒子が一定の確率で通り抜けてしまう現象のことを指しています。量子電磁力学（量子電気力学とも）は、特殊相対性理論と量子力学を上手く組み合わせたような研究分野です。すべての量子論が実体を持つわけではありません。たとえば、量子重力理論は、量子力学の観点から重力を記述しようとする仮説ですが、まだ実証されていません。ボース粒子とフェルミ粒子は、インドの理論物理学者のサティエンドラ・ナート・ボース（Satyendra Nath Bose）と、イタリアの理論物理学者で実験物理学者のエンリコ・フェルミ（Enrico Fermi）にちなんで名付けられた亜原子粒子です。ハドロンと呼ばれる3番目のクラスは、2つ以上のクォークからなる複合粒子です。ハドロンはボース粒子とフェルミ粒子間のすき間を埋めます。クォークは別の種類の素粒子で、クォークは標準模型において唯一、四つの基本的な力すべての影響を受ける素粒子のグループです。基本的な力とは、電磁力、重力、強い力および弱い力です。物理学の領域を説明する用語は他にもたくさんあります。少し掘り下げて、新たな発見をしてみるのはいかがでしょうか？上記の説明ではちらほら学者の名前が出てきましたね。そこで、私たちの世界をより良く理解するのに貢献した、偉大な物理学者について話しましょう！現代文化は有名人をもてはやす文化だと言われていますが、それが本当なら、有名な物理学者の名前も知っておいて損はないでしょう！物理学はルネッサンス時代に学問分野として確立されましたが、物理的な世界の本質についての研究はそれ以前から行われていました。ガリレオ（Galileo）は宇宙論の研究を大きく前進させましたが、最初の近代科学者の称号にふさわしいのは、16世紀のイギリスの医師・物理学者のウィリアム・ギルバート（William Gilbert）でしょう（たとえ彼の長年信じられてきたいくつかの理論は正しくないことが後年証明されてしまったとしても）。ウィリアム・ギルバートは、しっかりとした実験の必要性を説き、議論の正統性を論証しました。それまでは、物理学者たちは実験なき理論に自己満足し、再現性のある理論に定式化せずに机上の空論をもてあそんでいました。ギルバートが予想や哲学的見解を避ける姿勢を見せたことで、他の科学者たちは彼の精神に追随し、科学としての物理学は飛躍的に進歩しました。今日でも、彼の研究哲学は、物理学者から普く支持されています。アメリカのアラン・グース（Alan Guth）は理論物理学者で、素粒子理論の研究により、ビッグバンが起こった理由に光明を差し込みました。実際、彼はインフレーション理論（宇宙は膨張しているとする理論）を開拓した第一人者です。数理物理学の教授であるエドワード・ウィッテン（Edward Witten）は、数理物理学の分野の中でも特に、超弦理論と量子重力の研究を行っています。イギリスのロジャー・ペンローズ（Roger Penrose）は、偉大なスティーブン・ホーキング（Stephen Hawking）博士の先生です。生徒のホーキング博士が先生を凌駕したことは決してありませんでした。それどころか長く続いた共同研究を楽しみながら、その途上でウルフ賞を共同受賞することになりました。物理学の分野は女性の研究者の数が男性の研究者よりも圧倒的に少ないにもかかわらず、女性は科学の発見と進歩に関しては男性とそん色ない功績を残してきました。天体物理学者のジョスリン・ベル・バーネル（Jocelyn Bell Burnell）がまだ大学院生だった頃、パルサーを観察し記録した初めての人となりました。その発見により、彼女はノーベル物理学賞を受賞しました。素粒子物理学者のファビオラ・ジャノッティ（Fabiola Gianotti）は欧州原子核研究機構（CERN）で女性としては初めて所長に就任し、ヒッグス粒子を初めて観測したATLASプロジェクトのリーダーでした。アメリカの天体物理学者のサンドラ・フェイバー（Sandra Faber）は、銀河がどのように発展したかについて集中的に研究しました。彼女は、銀河が明るければ明るいほど、その中の星は速く移動しているはずだとする仮説を立てた最初の人でした。理論を提唱することで、そして発見を通して、宇宙の神秘をひも解いてきた偉人はたくさんいます。他にどのような人がいたか、もっと調べてみませんか？物理学者がどれほどの名声を博していても、またどれほどの偉業を成し遂げたとしても、物理的な法則と発見はどれも一握りの同じ基本概念に基づいています。少し宇宙について考えてみましょう。宇宙は広大で、未だに拡大し続け、エネルギーと物質で充満しています。宇宙自体が圧倒的な概念かもしれません。結局、宇宙はとてつもなく大きく、私たちがまだ知らないことだらけです！ […]

2019-07-01 ∙ 1分で読むことが出来ます