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発見:ガラスはグー温度を持つ

発見:ガラスはグー温度を持つ
発見:ガラスはグー温度を持つ
非晶質固体のモデル。

わあ!科学者たちがまたやってのけました。コロンビア大学、筑波大学、テルアビブ大学の研究者たちは、絶対零度に近い温度で起こる量子ゆらぎによって、ある種のガラスがグニャグニャに変化することを発見しました。

数年前、科学者たちは絶対零度付近でガラスに何が起こるかについて紙と鉛筆で計算結果を導き出していましたが、その光景に驚きました。そこで彼らはそれをコンピューターの量子シミュレーションにかけました。周知の通り、コンピューターは嘘をつきません(少なくとも今のところは)。通常、科学と過去の研究によれば、温度が低いほど粒子のエネルギーは少なくなり、したがって振動も少なくなります。つまり、温度が低いほど物質は固体になるということです。しかし、量子シミュレーションが示すように、絶対零度から数度以内ではガラスはドロドロに変化します。そして、それより数度高い温度では、ガラスは予想ほど脆くなるのではなく、室温よりも実際には強くなります。

室温では非晶質固体であるガラスは、固体のように振る舞い、固体のように見えますが、絶対零度近くまで下げると、ガラスの小さな粒子が最大の量子特性を持ち、互いにトンネル効果を起こして自由に流れる液体となることが分かりました。わずかに高い温度で量子効果が減少する(粒子サイズが大きくなる)と、ガラスの密度が増加し、ガラスの強度も向上しました。詳細とシミュレーション動画については、Wired Scienceをご覧ください。

今は、量子テネリングを使って、炎を使わずに極低温でガラスを吹けるようになる日が来るのかな、とちょっと考えています。うーん…

[Wired Science経由のNature Physics / 写真: Flickrのvitroid、クリエイティブ・コモンズに基づいて使用]

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Otpoo

Health writer and researcher with expertise in evidence-based medicine and healthcare information.