【物理】自由空間の電子に新しい性質「軌道角運動量」を発見＝理研

軌道角運動量は、スピン角運動量などとともに最も基本的な物理量の1つです。
これまでに、光あるいは、原子や結晶中の束縛された電子が、軌道角運動量を持つことはよく知られています。
しかし、原子や結晶から飛び出した、真空中（自由空間）を動く電子が、軌道角運動量を持つとは考えられていませんでした。

研究グループは、鉛筆の芯（黒鉛）を砕いて、その厚みがらせん状をしている構造を作製し、そこに電子を通過させ、
電子の波面の形をらせん状にねじることで、軌道角運動量を持つ電子を作り出すことに成功しました。
これは、世界で初めて電子の波面構造を制御し、電子の位相特異点を生成したことを意味しています。
電子が発見されてから100年以上も経って、また1つ電子の新しい性質が発見された画期的な成果といえます。

本研究成果は、量子力学研究や素粒子実験などの基礎研究だけでなく、革新的な電子顕微鏡の開発など
幅広い分野に寄与するものとして期待できます。

理化学研究所プレスリリース
http://www.riken.go.jp/r-world/info/release/press/2010/100401/detail.html


Generation of electron beams carrying orbital angular momentum
Nature 464, 737-739 (1 April 2010) | doi:10.1038/nature08904
http://www.nature.com/nature/journal/v464/n7289/abs/nature08904.html

2なの。

すげえ。
　
日本始まったな

なんとなくよく分からん

凄い！

嘘じゃ…ないよな？

ファン・ウソコじゃないことを祈る。

タイミングが悪すぎるｗ

超電子砲に流用できそうな技術だな

こんな研究も仕分けで潰されるのです
そして 半島の手柄に…

>1【・・・鉛筆の芯（黒鉛）を砕いて・・・
鉛筆の芯を使ったての　ホンと？

>>1
英語でおk

すごくエイプリルフールっぽいんだけど本当なのかｗ

>>12
あ、そうか。

高度に発達した科学は、四月馬鹿と見分けが付かない

……いや、本当にどっちなんだ、これｗ

ネタにしては何を言ってるのかさっぱりわからん

やられた、結構色々調べてたのに

宇宙戦艦のビーム砲でらせん状にビームが飛ぶやつだろ。

真空中（自由空間）を動く電子が、軌道角運動量を持つとは考えられていませんでしたw
詳細なしｗ

リンク先行って見たけどネタにしちゃあ、手が込みすぎてる感じがするし、「ウソです」って表記も見当たらないね・・・

世紀の大発見？

何だこの記事

ジャイロボールみたいなもの？

鉛筆の芯ってとこが四月っぽい

これまたセンスのいい４月馬鹿だなｗ

三行読んで混乱した俺はまだ大丈夫なのかもしれない

さすがに理化学研究所がエイプリルネタなんてやらないだろ

もう日本語からしてわかりません。
厚みが螺旋状って何だ？

エイプリルフールネタだろこれ
もしもこれが本当なら科学史に残るレベルの凄い発見だぞ

なぜ１日なのですか？２日じゃだめのなですかｗ

簡単に言うと磁界、電界、重力場の一切がない空間で電子が螺旋運動を続けるって話
あまりにも従来の物理の常識を覆す大発見

>>30
クルクル回ってるからいいんじゃね？

>>30
空間子の発見か！？

おい本当にNatureに掲載されてるぞ

ttp://www.nature.com/nature/journal/v464/n7289/

>物理: 軌道角運動量をもつ電子ビームの生成
>Generation of electron beams carrying orbital angular momentum

natureがソース元だから一応信頼できるんじゃないか？
なんでわざわざ今日発表したんだ…

つか、こんな凄い発見を4月1日に発表されればどうしても疑うわなｗ

１ April 2010 ってのがなんとも・・・ｗ

>本研究成果は、英国の科学雑誌『Nature』（4月1日号）に掲載されます。

ここが肝かなと思ったけど毎週木曜日発行なのか、木曜じゃん・・・。

その号のNature自体がネタ臭く思えてしまう。
なんせ英国だもの・・・・。

外村彰なんて大物の名前が出てるからなあ。
「エイプリルフールでした」じゃちょっと洒落にならないようなｗ

>>30
違うだろ。電子は直進を続ける。

　 　　　*　　　　　　*
　　＊　ｴｲﾌﾟﾘﾙﾌｰﾙ　＋　　
　 　　 n ∧＿∧　n
　＋　(ﾖ（* ´∀｀）E)
　 　 　 Y 　　　 Y　　　　＊

さすがにNatureとか外村が絡んでてウソでしたｗはないだろ

内田 正哉 (UCHIDA, Masaya) 「微小領域回折法による薄片試料中のオリビンの結晶学的研究」

らせんスピン秩序の実空間観察内田正哉

ネイチャーに載ってるから本当だと思うんだが
理科研の英語サイトだと、らせんの説明でマカロニの写真使ってて半信半疑になるｗ
http://www.riken.go.jp/engn/r-world/info/release/press/2010/100401/image/01.jpg

ゼルニケがノーベル賞取るなら外村さんだってノーベル賞だと思うんだけどなあ

量子現象観測技術研究チーム
チームリーダー　外村　彰

ホログラフィ電子顕微鏡のトップ
イギリスのPhysics World誌が科学史上最も美しい実験を
読者に募集したところ、見事一位に輝いたのが外村氏の行った
電子の二重スリットの実験だ。
「二位以下を見るとガリレオやニュートンといった面々が並んでいる

>1992年にL. アレンらのオランダの研究グループが、光が軌道角運動量を持つことを明らかにしました。

この前提があれば当然推測は可能なのだが、美しく観測したのが大きいですね。

電子の波面構造を制御

ここが重要だと思う
なぜかクライン巻コイルというのを思い出した・・・・。

従来考えられていた以上に電子の粒子性は強いってこと？

>>33
natureまで巻き込むとは、なんて大掛かりなエイプリルフールなんだ。

youtubeに理研チャンネルも出来たのか。
これもエイプリルフールネタか?

>>32
重力子じゃね？

要は、魔貫光殺砲ができたってこと？

>>49
逆じゃね、波面ってあるし、波動性がつよいってことじゃん
光、電子でできてたら、音とか中性子とか素粒子でもできるの？
やべ、すごいじゃん、これ、使える

角運動量を開放できれば凄いエネルギーになる・・・

クオーク単体でも

エエエエイプリルフールじゃなかったのかあ

高校の教科書が書き換わるのか？

特異点には磁場が発生するわけだから
磁子ができたと見なすことができるんじゃないか？

電子ライターから出る火花をコイル状にしたゴム管の一端から放つと
出てきた火花がコイル状の形が継続されたかのような軌跡を辿る

みたいな感じ？

ちがうな↓やっぱこれ

電子ライターから出る火花をコイル状にしたゴム管の一端から放つと
ぐるぐる回ってゴム管の反対側の出てきた火花がコイル状の形が継続
されたかのような軌跡を辿る

みたいな感じ？

よくわからんが
アインシュタイン超えた？

平面はを球面波で展開すると、自然にいろんな角運動量のモードの合成が
出てくるから、その個々のものを選んで指せば、軌道角運動量を持つと
いえる。散乱理論などでは量子力学の出来たのとそれほど違わない
昔から知られている話。

>>59
>特異点には磁場が発生するわけだから

エイプリルフールはもう過ぎている

複数の粒子系が軌道角運動量を持つのは自明だが、
一つの粒子の波面を工夫して、
軌道角運動量を持たせることができただけだろ。

すでに光子で確認されてるし、ノーベル賞クラスの画期的ではないよ。

>>65
ノーベル賞意識してるところが朝鮮人っぽい

角運動量ってなんだっけ？
わかんなくなった
電子も光も、クルクル回せばいくらでも大きくなって
エネルギーも大きくなる？

ひも理論あたりがまた出てくるのか？

>>65
>複数の粒子系が軌道角運動量を持つのは自明だ

どのへんが自明？

これは、凄くないか？

物知らずな俺には軌道角って意味がわからないんだけど

電子をクルクル周回させながら飛ばしたら、中心が無いのに、まだクルクル周回してますよってこと？
遠心力や引力や重力とは別の不思議パワーですか？

>>30
>簡単に言うと磁界、電界、重力場の一切がない空間で電子が螺旋運動を続けるって話 

電子流がグラファイトから出られないのは電界のせいだから、サイクロトロンの電子が
軌道角運動量を持つっていう自明な話と同じじゃ？

え？軌道なんかないんじゃなかったっけ
月みたいに電子がぐるぐる回ってたら
あっという間にエネルギー使い果たして
原子核に突っ込むんだろ？

10年間に渡る恐怖の集団ストーカー被害の詳細を記録。
層化の真実を書いています。北朝鮮層化は気持ち悪い無差別テロをやっている。
永田議員を殺した「BMI兵器による電磁波犯罪」も暴露してます。

創価学会のハイテク兵器を使用したテロ「集団ストーカー」の告発

ブログURL運営乗っ取ってる層化の妨害で貼れないのでここ経由で行って下さい。
http://society6.2ch.net/test/read.cgi/soc/1248778636/203

今年の参院選は国民へのテロの脅しで勝利を勝ち取るつもりらしいです。
被害者ブログ書いてながら被害を激化させてるのはそうとしか考えられない。
票を入れない人間は全員電磁波攻撃という感じですね。完全にオウム化してます。
キチガイがどんどん過激化してますよ本当に。

ちなみに、この犯罪は永田議員を思い出せばわかるように被害者を精神病に
罹患したと周囲に思わせながら、電磁波攻撃で拷問にかけ暗殺するやり方なので
被害者を精神病と思ったら、層化の思う壺です。

◆集団ストーカー犯罪を追及するスレッド ３２
http://society6.2ch.net/test/read.cgi/soc/1268142793/901-1000#tag984
集団ストーカーやるって本当ですか？その79
http://society6.2ch.net/test/read.cgi/koumei/1268787897/301-400#tag306

凄いんだろうけどFラン文系の俺にはさっぱりだ

>>72
グラファイト無いに束縛されている電子が軌道核運動量を持つのは当たり前だが、｢グラファイトを通過させ｣だから
通過後の自由空間でもその軌道核運動量を保持してるってことなのでは？

波なのか粒子なのかわからないヌボーっとしたソフトクリームがあります。
アイスクリームを波と仮定して、波切り板で回転を与えてツイスト状にしてやったら
あーら不思議、「粒子描象」ではあたかもアイスクリーム粒子がくるくる回っているように見えます・・・つづく

>>76
外力が働かなきゃ、等速直線運動するよ。

>>78
はずなのに、起動角運動量を持っていることを発見したってのが大ニュースなんだと理解したんだが

>>79
電子は等速直線運動するけど軌道角運動量も波動関数内に保持されるってニュースだと理解してる。

自由空間を伝播する光でも軌道運動量を持たすことは可能。
電磁波でもできることは、物質波でもできるに決まっている。
そんなのは前期量子論の時代から、誰でも考えられる話じゃないか。
いったい、いつまで電子の物質波の性質を見るだけで喜んでるんだ？

>>80
なるほど、波動関数に過去の履歴みたいなのが残っているってことなんかな。
するってーと、自由空間を飛んでいるほぼ全ての電子が軌道角運動量を持っているってことか．．．．

ところで、電子の軌道角運動量ってどうやって測定するんだろう

電子にも偏光面みたいのがあると言う話とおもた

>>81
そういうこと。

ちょっと調べたが、円偏光とはちょっと違うが、似たような話のようだな。

つまり、軌道角運動量といっても、進行方向に沿って右ねじとか左ねじとか。

自由空間でビームがある程度の距離伝わると、拡散してスピンと紛れちゃいそうだ。

わけわからんけど
すごいのはわかる

> 拡散してスピンと紛れちゃいそうだ

正気？なんらかの相互作用を受けなければ拡散しようがないだろ

>>87
おまえこそ、正気？

自由空間のビームなんて、ほっとけば拡散する。粒子じゃないんだからな。

FFPはNFPのフーリエ変換だから、細いビームほどよく広がる。

>>83
電子の偏向って、スピン角運動量のことだよね
特異点ができると、なにがいいの？

>>83
電子線の円偏波？

>>82
波動関数に量子情報のせて、運べたらいいなあ

量子力学�UがCだった俺に言わせると、
軌道角運動量って名前に騙されてはいけない。
これは量子力学における自由度の1つであって、
マクロな動き（螺旋運動など）を想像しても正確ではない。
電子のスピンだって、本当に回転しているわけではないだろ？それといっしょ。
（アナロジーとしては意味があるが。）

太陽系みたいに考えるとわかりやすいんだけど

角運動量はなにかを回す力なんだよね？

つまり、偏光電子顕微鏡が作れるわけですね。

>>94
偏光電子顕微鏡でなにが見えるんですか？写るんですか？
透けちゃうとか

だれか女子大生にでもわかるよう説明して

>>96
男のキン○マがぐにぐに移動する感じです。

>>82
クルクル電子とふつうの電子をぶつければ、いいとおもた

よくわからない

物質波といえば、フラ−レンも干渉するんだよな

最近、スピン伝達もそうだが、日本すごくないか

Natureは２位じゃだめで、１位じゃないと載せないと聞くが

これも、レンホウの仕分けのおかげなのか

偏光電子顕微鏡で、スピン構造がわかるんだって
先生がいってた

パスタの形がどうとか、書いてあったけど
クルクルらせんの他に
どんなのができるのかな〜

電子をこんなふうにできるなんて、電子顕微鏡つかっているのに
思ったことないなあ

ノーベル賞貰えますか？

>>105
ノーベル章は社会に寄与しないともらえないからね
こういう基礎研究は受賞しにくい罠

にして、手のこんだエイプリルフールだったなｗ

>>106

エイプリルフール過ぎても、世界中のサイトにパスタの写真
と増殖しているのがW

誰か、偏極ビームとの違いを教えて

クルクルしてると、波長とかエネルギーも違うんだろうな

「そんなものが国民の幸せにつながるんですか？つながらないでしょう。」

教科書が厚くなるな

高校で電子って習うんだっけ？

中学生で電子って知ってたぞ

中学までは「電流は＋極から−極に流れるけど、電子は−極から＋極に動いてる」って習うね。

高校までは原子の周囲に電子が回ってるモデルまで。量子化の基礎は一応習う。
パウリの排他律（禁制律）でフェルミ粒子についても知っているはず。

大学の教養では、物理・化学をとっていればスピン角運動量も軌道角運動量も習う。
専門にはいってＥＳＲとかを使う人はこの辺の勉強はかなりさせられたはず。
この研究でＥＳＲのデータ解釈にも影響があるかも。

電球とか、蛍光灯とかも、おなじ電子？

> 世界で初めて電子の波面構造を制御し、電子の位相特異点を生成したことを意味しています。
> 電子が発見されてから100年以上も経って、また1つ電子の新しい性質が発見された画期的な成果といえます

地味なニュースだけどこれは凄い発見。ノーベル賞、京都賞、日本国際賞のどれかは貰える業績。

>>30　サンキュー
公報ではまったく分からなかったよ、
で、何が出きるの？
外力がないところで、螺旋運動するって、理解に苦しむけど
電子は光の親戚みたいな物だから、似てるってことかな

ノーベル賞　１億５千万／３
京都賞　５千万／人数
国際賞　５千万／人数
<
巨人一軍の平均年棒　１億
＜
大リーガーの平均年棒　３億

いまだに信じられない。エイプリルネタではなく本当の話なのか？

当たり前だろ。単なる光渦の電子版。

>>30
> 電子が螺旋運動

これは（午後だが）エイプリルフールネタだが。

>114

ＥＳＲ以外、なにに使えるか教えてください

じゃあ、電子渦か電子ボルテックス
といったところか

久々に科学って、スゴイと思ったぞ

電子分光とか、磁気顕微鏡とか
あと、加速器の中で回して、他の素粒子とぶつけたりすると
いいんじゃん　　

なんておもったりする

螺旋力
グレンラガン始まったな

グレンラガン 遺伝子、電子もそうだし

螺旋にはなにか神秘な力があるのか

これでも仕分けの対象になるんですね

レンホウはネイチャ−なんて知らないんだろな

なんでも仕分け仕分け言えばいいと思ってねーか

ねじればねじるほど、運動量が大きくなるのだろうか？

ねじり過ぎると、電子が分裂するんじゃん

新たな電子の振る舞いの１つを人工的に制御できたという点で、評価されるのか？

なるほど〜
加速器実験とか宇宙線観測だと、粒子を発見するって感じだから

意図的に性質をつくりだすことが重要なのかあ

理研って、仕分けの対象になってるんでしょ

先行き暗いなあ

この研究みたいに、鉛筆の芯で、ネイチャ−載るのなら、材料費安くて済むし、仕分けされなさそうなんだけど

そんな甘くはないよね

>1992年にL. アレンらのオランダの研究グループが、光が軌道角運動量を持つことを明らかにしました。
初めて知った。こっちの方がすごくね？

もともとは、ベリー位相のベリーが、波の位相特異点っていう概念を提案したって
いうから、ベリーはこれでノーベル賞、もらえるんじゃんないかい

この方法とか、分子コンピューターもそうなんだが
波動関数に情報を記録したり、運んだりするのが
トレンドになりそうな

orbital angular momentumと書いても、軌道角運動量と
書いても意味がわからないわｗ

これがワカメスープとどう関係があるの?

>>136
2000年にイグノーベル賞受賞済みだから
これでノーベル賞取ったらすげぇな。
ある意味紙一重

< *｀∀´>ウリの指示通り、さっさと仕分けするニダよ☆

ﾆﾀﾞｰAA荒しには関係無い。

ベリーは生きたカエルを磁気浮上させたことで
イグノーベル賞でしょ〜

イグノーベル賞なら俺でもとれそう

>>143
それはすごい！

固体中の電子って、軌道角運動量もつって、常識なんですか？

束縛されてるんだから当然だろ。そうじゃなきゃ彼方へ飛んで行く。

束縛されていると、軌道角運動量をもつものなんですね

電子の波動関数の形が、パスタの形に対応するってことかあ

ようわからん

結晶中d軌道とかの電子分布が、球座標で展開されているんだが、球座標じゃなくてもいいってこと

よくわからん
カーブやシュート投げれるってこと？

どんだけ低学歴だよｗ
× 球座標で展開されている
× 極座標で展開されている
○ 球面調和関数で展開可能

スクリューボールは投げられる

AB効果だと、たんなる検証だからノーベル賞はムリっぽだけど
これは、応用次第で、ノーベル賞いけるかもな

つまり、螺旋運動は横からみれば波形を描く
螺旋運動もその系だけを見れば同じところをクルクル回っている。

つまり地球だって太陽を中心とした系では同じところをクルクル回ってるが
太陽系自体がある方向に動いているので、ある系外から地球を観察すれば
螺旋を描きながらある方向に宇宙空間を進んでいると見なせる。
相対性理論の説明でよくある観察する系とその対象の系の選択で
運動自体の見え方が変わってくるし、そもそも運動は絶対基準の
運動はなく全てが相対的ってこと。

地球の宇宙空間での螺旋が、そのまま光の粒子の運動と見なせる

こういう理解はおかしいですか？

追試を待とう。
以上。

＞155
相対論といえば、

電子に寿命ってあるのか？
誰か、教えて

無い。

これって超弦理論と関係ある？

>>159
もし超弦理論で説明出来ないなら超弦理論終焉。
全ては現実が優先する。

>>160
超弦理論でしか説明できない可能性だってあるだろ。

は？　これは既存の量子論で説明が済んでるが？

光や電子と同じように、宇宙を飛んでいる他の素粒子も、軌道角運動量を
もっているんだろうけど
この運動量とかエネルギーかは、考慮されているんだろうか？

なるほど、考えたことなかった

ワカメスープは戦前の発明

俺一応旧帝卒理系なんだがこれのすごさがさっぱり理解できん

test

>>163
要は電子は回転してるだけで、その軸自体が動いてるから
螺旋運動しているように外部からは「見える」ってことか？

軌道角運動量という概念自体を考え直さなきゃならんのでは？
旋回軸運動量とでもいうか・・・要はそう見えるだけなんじゃない？

地球だって太陽系外から見れば螺旋運動と見なせるが、地球自体に
その原因があるわけではない。

観測する系とされる系の関係性が即ち運動ってことなの

わかった

米国で追試に成功したって聞いた

電子はある軸を中心に旋回している
その軸が動いているので電子は見なし上螺旋を描く
螺旋を描くから２次元でプロットすればある一定の範囲で波形を描く

>>1
どんだけ凄いのか美味しんぼに例えてくれまいか？

「鉛筆は三菱ですか、ぺんてるですか？ダイソーで売ってるものではダメなんですか？」

「　むしろ、モーツァルトの作品と同じ芸術的深みに達した
絵画なり文学なりで語らせた方が、
この研究を射ることが容易かもしれぬ。」

発言者： 海原 雄海

ええと、ついていけないのだが、電界と磁界がらせん状に伝わる電波のように振舞うってことでつか？

>>166
球面調和関数は完全直交系であるからして、平面波は球面調和関数の
重ねあわせと考えることができる。そこで、飛んできた光や電子の平面波
を、ある軌道角運動量Lの成分だけを透過させるようなフィルターを通し
たとすれば、そこから出てくる電子や光は、たとえ自由空間であっても
軌道角運動量を持った状態になっている。

ところが、電子の軌道角運動量の古典力学的アナロジーは、原子核などの
中心力による電子の回転運動（公転運動）だとされている。このアナロジー
で考えた場合、自由空間には中心力がないのにもかかわらず軌道角運動量
を持つ電子、すなわち中心力がないのに公転運動を続ける電子を作り出せた
ことになる。ニュートン力学では有り得ない状態だ。
あー驚いた(棒)。

よくわからんのだが、こういうのって予め予想があって、実験で確認するもんなんでしょ。
「軌道角運動量を持つとは考えられていませんでした」って、いきなり確認できましたってニュースなの？

それとも実験してたら、そういう動きをしてるとしか考えられない現象が、なかば偶然に発見されたという話？
それはありえそうもないが。

正直なところ、そういう予想がもともとあったところで、確認実験しましたってだけなら、それって本当に
凄いことなの？って疑問を持ってるだけなんだけど。

>>177

「もし私が他の人よりも遠くを見ているとしたら、
それは巨人の肩の上に立っているからだ」

ｂｙ　ニュートンさん

日本の科学者さん達頑張ってるなー

>>1
凄さを実感できるだけの知識がないのが口惜しい・・・orz

>>176
信じちゃうよ。信じていい？裏切ったら承知しないから・・・

>>178
阪神ファンどん引き
「りんごが落ちるのは巨人ファンの仕業」

>>176
光渦はマクスウェル方程式を特殊な境界条件で解けば示せるらしいから、なんか違うんじゃない？

因果律って言葉を使うなら、その意味を明確にしたほうが良いと思う。

無相互作用測定（爆弾が光子に反応して爆発するか、爆発させずに判別するやつ）とか見ると、
古典的な意味での因果関係はもう無いんだよな。

測定しなくとも、測定可能であるということが測定できるって話なんだから。

>>184　誤爆した。

>>183
電子でも光子でも、軌道角運動量を持った進行波の解があるという前提。
でないと、フィルターから出てこれないか、出てきても減衰波になってしまう。

>>186
拡散はしちゃうよ

>>187
なぜですか？

NFPとFFPの間の不確定性による。

拡散しないのは平面波しかない（もともと無限に拡散してるともいえるがwww）が、中
心部の特異性によりこれが平面波じゃないのは自明だろ。

要はハンマー投げの選手がハンマーをぶんぶん振り回している状態が
電子と原子核の関係で、選手がハンマーの手を離せば当然ハンマーが
放物線を描くにしてもまっすぐ離れていくように、
電子も離れていくはずなのに、なんでか知らんがハンマーがひとりでに
小さい円で何にもないはずの空間を中心にクルクル回りながら離れていきました
ってことだろ？

やっぱあれだ、何か計測できない素粒子みたいなもんが電子と対になって
回ってるんだよこれ、電波と磁波は交互に組み合わさってるから
磁子に相当する素粒子があるんだよ。

>>162
へーどうやって説明するの？

なにに応用できるか、できる人教えてください