【物理】重イオン衝突型加速器「RHIC」で、4兆度の超高温状態を実現

米・重イオン衝突型加速器「RHIC」で、4兆度の超高温状態を実現
−原子は熔け「完全液体」となり、宇宙創成時のクォークスープを生み出す高温に−

◇ポイント◇
* 金の原子核同士を限りなく光速に近い速度で衝突させ、発生する光で温度測定
* 陽子や中性子を融かしてクォーク・グルーオンからなるプラズマを生成
* 実験室で実現してきた温度の最高記録を達成、宇宙創成の謎解きに貢献

独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長）と大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
(KEK　鈴木厚人 機構長）を中心とする研究グループは、米国ブルックヘブン国立研究所（BNL）の国際共同
研究で、相対論的重イオン衝突型加速器（RHIC）を用い、太陽中心温度の10万倍も高い、約4兆度の超高温
状態を初めて実験室で実現することに成功しました。この高温状態では、宇宙をつくる元素の構成要素である
陽子・中性子が融けて、クォーク・グルーオンからなる新物質相「クォーク・グルーオン・プラズマ（QGP）」に
なっています。これは、理研BNL研究センターや日米科学協力事業「RHICにおける重イオン衝突実験」が
参加するPHENIX実験による成果です。

高温状態の物質の温度は、高温物質が発する光の色（エネルギー分布）と発生量から測定することができます。
これは、溶鉱炉内の鉄が光を発して輝く様子から、その温度が高温であると分かる原理と似ています。
この原理を活用し、RHICで衝突させる重イオンの物質に金原子を用いて、衝突初期の高温物質の温度を
測定した結果、この金原子核同士の衝突が、約4兆度の超高温物質を作り出していることを確認しました。
この温度は、太陽中心温度の10万倍も高く、宇宙をつくる元素を構成する陽子や中性子を融かして、クォーク・
グルーオンからなるプラズマを生み出すために必要な温度よりも高温で、これまでに実験室で実現していた
温度としては最高となります。

この結果は、RHICで実施してきた9年間のさまざまな実験成果と合わせて検討すると、RHICでの金原子核同士
の衝突が、クォークとグルーオンからなる高温・高密度で粘性ゼロの「完全液体」を生み出したことを示しています。
この完全液体は、しばしばクォーク・グルーオン・プラズマ（QGP）と呼ばれ、約137億年前に起こった宇宙創成
（ビッグバン）直後の数十万分の１秒の間、宇宙を満たしていたと考えられています。

この研究成果は、ワシントンで2月13日(土)〜16日(火)に開催される米国物理学会で、2月15日(月）に研究グループ
を率いる理研の秋葉康之副主任研究員が報告するとともに、米国の科学誌『Physical Review Letters』に近く
掲載されます。

理化学研究所プレスリリース
http://www.riken.go.jp/r-world/info/release/press/2010/100216/detail.html

あたらしい宇宙が出現したりするの？

以下、ゼットン禁止。

ゼットンに近づいたってこと？

うおおおおすっげえ

クォグマ・データ

４兆度の中に星の数ほどの生き物が見えた

テスト

お、書けた
ところで温度って粒子の運動エネルギー量によるんだよね？
っていうことは粒子が光速で運動している状態が最高温度ってこと？

前に超ヒモ理論で２兆度以上にはならないと聞いたことがあったが、ウソだったか。

生命のスープも禁止しとくか

>>9
粒子一個で温度は定められないだろ

>>9
粒子の移動と粒子の振動は、同じ動きとして感じ取ってしまいがちだが、
全く別のことらしいぜ。

>>13
ああ、振動なのか。なるほど

エ?もう一つ宇宙が出来ちゃうの？？

地球蒸発しないの？

>>14
振動も温度とは違うんじゃねーか

粒子が複数ないと定義できないだろ

>>3
ゼットン禁止してなにを語れというんだ

>>17
レーザー冷却で停止させれば絶対零度近くになるの考えれば、
粒子の数は問題にならんだろ。

>>19
ありゃ複数の粒子が相対速度ゼロになるからだろ

粒子の数は関係あるよ

クオークは単体では存在できないって言ってたのは嘘なの？

ゼットン涙目

＞＞１８
ウルトラマンに決まっているだろ。
早く教えにいけ！

>>21
高エネルギー下ではその限りにあらずってことでしょ

ゼットン終わったな

どうやって温度測ったの？

凄すぎて良く分からん
宇宙が熱エネルギーを失って死を迎えるのを防げたりするのか

>>17
温度ってのは平衡状態にある無数量の粒子の運動（その速度はボルツマン分布を取る）から導かれる量であって、
単独粒子について温度云々は普通言わないな。

>>20
すんません、意地悪じゃなくて無知で聞いてるんだけど、なんで1個じゃダメなの？
複数っていくつならいいの？

数てより乱雑さじゃなかったかな

>>29
俺も無知だけど、粒子同士を超高速で互いにぶつける、そのために複数個必要、ってことじゃないのかな

>>29

>>28
>>30
が答えなんだけど

粒子が相互に運動エネルギーを交換できる状態じゃないと温度は定義できない

>>32
なるほど、よくわからんけどそういうことか
100回読んでみる

>>32
運動すれば体が暖かくなるイメージか。

>>34
そうそうおしくら饅頭








ワロタ

仮に衝突した地点にたまたま人間が立ってたらどうなるの？

たまたま人間ってなに？新しい言葉はちゃんと定義してから使ってよね

完全液体てなんだ？
いくらでも分解できる液体てことか？
どうやってそれがわかるんだ？

人工、金とかダイヤとかつくれるようになる？

やっぱり宇宙の全てがプラズマだったんだ(´･ω･`)

>>38
超流動体のことだろ。

４倍か・・・人間は凄い

これだけの高温でも電弱理論の実証温度には遠く及ばないんだな。
4つの力が統一される温度を作り出すことは果たして出来るのだろうか。

超ひも理論なら最高温度無限も可能だぜ。

一瞬といえどもゼットンを超えたか！

宇宙の起源が金だということが証明されましたスミダ

やっとゼットンに勝てた。。（涙

ゼットンの火球も、こういう事なんだろうなｗ
表面は数千度程度とか・・・

なにが４兆度だよ！測ってから言えや！ボケ！

これ我々の生活にどう役に立つの？

物理学もどんどん発展しそうだな

兆度いい湯加減

空間の相転移は観測できなかったのか

>米・重イオン衝突型加速器「RHIC」で、4兆度の超高温状態を実現

出来る事なら
日本で加速器作って実験出来る環境があればいいんだけどな・・・・

スイスのLHCの役立たずじゃん

360度以上ってあるんだ

よくわからないが4兆度とかウソくさい

これって実は超弦理論（M理論）の実証研究と期待されている実験．
クオークグルーオンプラズマは強結合多体系で計算が難しい
それを超弦理論で予言される理論の双対性で弱結合でテーラー展開的に
求められるはずなので，それに合う数値が出ると非常にめでたい
日本だと東大柏の数物連携機構に理論の詳しい人がいる．
仕分けないでね＞政府の中の人

>>4
4兆度・原子も溶ける超高温状態を実現　理研とKEKなど成功
http://www.itmedia.co.jp/news/articles/1002/17/news009.html
あの「ゼットンの火球」の4倍となる4兆度という超高温状態の実現に、理研と高エネ研などの研究グループが成功した。

ゼットンの４倍！

ゼットンさんの火球は、こんなもんじゃないし。
温度は確かにゼットンさんの一兆度こえてるけど、ほんの一瞬だろ？
ゼットンさんはもっとでかいのを連射できるしウルトラマンも倒せる
おまえらゼットンさんバカにしすぎ

>>39
今でも作れるが普通に金買った方が圧倒的に安い

マイナス４兆度の方が科学的インパクトは高いと思うよ
負エネルギー

これはバスタースマッシュでも相殺できない！？

爆発とかしないだろうな　

>>61
ゼットンごめん(´・ω・｀)

エネルギーを温度の次元で表現しただけじゃね？
物理化学だとエネルギーをケルビンで表すことがあるよ

4ちょうど>>>およそ3

ゆとりの勝利なのか？

> ボルツマン定数 * 4兆ケルビン = 0.344693692 GeV
> Google 電卓機能について

ふむ。

ちなみに元のビーム強度は
> 金ビームでは核子あたり100 GeV

>>59
ちょ、４倍てｗｗｗｗ釣りか？ｗｗｗｗｗｗｗ

この人たちは４℃が１℃の４倍だとでも思ってるの？ｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗ

４℃は１℃の４倍ではないが、４兆℃はほぼ１兆℃の４倍だよ。

ラギュ・オ・ラギュラ

>>61
ごめんなさいゼットンさん

ところでゼットンさんがよく発するピポポポポポって
何の音なのか教えてください

このスレの賢人に聞きたいんだけど「温度」って何？

>>74
>>28,>>30
>>30の方が分かりやすいかな

ごめんなさい。頭悪くてよくわからないんだが
１℃の４倍って４℃じゃないの？違うの？

>>76
絶対温度って知ってるよな？

>>76は知能が１上がった！

セルシウス温度(セ氏・℃)は、1気圧の状態で水の氷点(氷の融点)を0℃、沸点を100℃としました。
そして、その間を100等分したものを1℃としました。
もし、私たちが温度計を作って0℃と100℃の間を100等分するとしたら、
定規で測って1℃づつ目盛りをつけていくでしょう。

しかし、この方法は不正確なのです。なぜなら、水銀温度計やアルコール温度計は、
細管中の液体の熱膨張を利用したものであるが、熱膨張率は温度によって違うのです。。
そこで、ケルビン(K)は、物質の種類に左右されない温度を定める為、
理想気体の熱膨張を計算して、絶対温度を定めました。
理想気体に近いのはAr(アルゴン)やHe(ヘリウム)です。

あらゆる物質が原子や分子で構成されているのは、ご承知のとおりですが、
これら分子や原子はたえず運動をしています。そして、その運動は温度によって変化し、
高温になるほど激しくなります。温度を低下させていくと
理論上、分子や原子の運動が完全に停止する状態ができます。

その温度を絶対零度といいます。分子や原子の運動が停止しますので、
これより低い温度は存在しません。絶対零度はセ氏ではマイナス273.15℃です。
ケルビンはこの温度を0Kと定めました。なお、温度に上限はありませんので、
1万度や10万度といいた高温は存在します。 セ氏(℃)と絶対温度(K)の関係は次の通りです。
T(K)＝t(℃)＋273.15

>>76
温度を計算する時はケルビンを使う。
摂氏に273.15を足すだけ。
1℃と4℃なら、274.15Kと277.15Kで比較。

>>78
>なお、温度に上限はありませんので、
ひも理論だと上限も存在するそうです
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1011670110
達することができるかどうかは別として

速度って絶対に光速度を越えないんだよな？
だったら分子の速度も光速を越えることができないから温度の上限って決まるんじゃ？

いや、ふと思っただけなんだ。

>>81
上限ってないだろと思ってる

分子は温度上げると壊れるし、原子も今回みたいにクォーク作る程行くと壊れるから
その構造を保つ意味での上限はあるかも知れないけど

熱い水素1gが水素999999gと混合した時に温度が1度上がるとしたら元の温度は100万度

と定義したら静止質量1gの水素が4000兆度と言うには相対論的な
質量の増加を加味してもいいと思うので光速に近い物質の温度は
e = v^2*m/√{1-(v/c)^2} とmv^2のように指数的に増えて
光速度以下のどこかでどの温度の速度も定義できるように思うのだが

>>82
騙されたと思って>>80のリンク先(できればさらにそのリンク先)読んでみろって
そういう発想が有るのかと感心するから
>>81
相対性理論で質量のある物質は光速に近づくと重くなるので、運動エネルギーはいくらでも高い状態に出来る
ので、その考えでは上限は決まらない

スープは冷ますものだよ

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４兆度なんてだめです！地球が温暖化しちゃいます！
みたいな人ﾏﾀﾞｰ?(･∀･ )っ/凵⌒☆ﾁﾝﾁﾝ

アグネエエエエエエエエス

よく分からんけど何に使えるの？
核融合？宇宙開発？おしえてエロい人

一瞬で4兆度になったから今すぐ何かに使える訳じゃないが
そのメカニズムを解明していけばそれを元に何にでも使える事が出来る可能性がある

個人的にはクォーツ融解完全液体になったらそこから別のものに再構成出来そうかな
と思ってしまうぜ

>>89
×クォーツ（石英）

まったく何に使うのと聞かれて1日も答えられなかったのに
こういうツッコミだけはクソ早いおまえらは人としてクズの部類にはいりかねない

>>91
一般人が理解できる使い道はありません。　
以上

とはいえ、最初何の役にもたたないと思われていた電気も今や大活躍、
それ以上に使い道なしだと思われてたミュー粒子さえ、爆弾検知や山の透過写真に使われてるわけで、
将来役に立つかどうかなんて、そもそも現時点では想像もできない。

暖房器具に使うと一瞬で温まりそうだけど
γ線バリバリっぽいから使いたくないな

蛍光灯って何度だっけ？

>>95
約一万度だな

このまま温度をどんどん上げ続けると何が起きるんだろう？
重力が増え続けるとブラックホールになるみたいに
温度も上がり続けるとものすごいことが起きるの期待

>>97
いい疑問だな

けど温度が上がるって事はその過程において質量が必要にならね？

4兆度の超高温状態で器が解けないようにする
器が必要だ。

なぜ、金の原子核？
ウランの方がよくない？

>>73
あの音は宇宙電子音よ。

ゼットンは、宇宙恐竜となってるがキング・ジョーと同じロボットに近いのです。

キング・ジョーはウィ〜ンウィ〜ンと言う音がするでしょう、あれは完全なロボットだからだけど。

温度というかエネルギーに上限はあるんかね？

量子統計力学的な温度か
素粒子の速度やスピンなどの状態で計算

4兆度が1兆度の4倍？温度って倍に出来るの？とあちこちにある

たしかに1℃と4℃じゃ倍にならない。摂氏だしｗ
しかしこれを絶対温度換算にするとちゃんとエネルギーに比例する

更に、摂氏温度＋273度が絶対温度だが、
1兆℃と1兆273K、および4兆度ど4兆273Kじゃ
後者のどちらかの数字を前者のどちらかの数字で割ったところで
誤差は1%も無い

だから、4倍、で問題ない

>>102
http://homepage3.nifty.com/iromono/PhysTips/maxtemp2.html
http://okwave.jp/qa/q2775803.html
10^31度位だそうだ

四兆度と3,500,000,000,000度の違いって明らかなん？