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 大粛清の嵐の中で

 1962年のノーベル物理学賞の受賞者は、旧ソ連の物理学者レフ・ダヴィドヴィッチ・ランダウである。ランダウの授賞理由は「凝集系の物理、特に液体ヘリウムの理論的研究」である。

 時代は第二次世界大戦前夜、1937年、KGBはハリコフ研究所の数名のドイツ人物理学者と一団の科学者を逮捕した。ランダウの友人であったシュブニコフ(Lev Shubnikov)とロゼンケ ーヴィチ(Lev Rozenkevich)は、その後処刑されるがその前に、ランダウが反革命組織 を率いていることを「告白した」。ランダウは、ハリコフを離れてもっと安全な場所に逃れねばならないと考えた。

 彼の上司であったカピッツアが1934年、モスクワにある物理問題研究所の理論部長という地位をランダウに提供したので、彼は2月にそこへ向かった。間もなく、ランダウの友人コレツとルメルもそこに転勤する。そして、1年もたたない1938年4月28日、ランダウと二人の友人は逮捕さそこで逮捕された。罪状はスターリンを批判するビラを作成したことであった。

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参考 Wikipedia: レフ・ランダウ

物理学者ランダウ―スターリン体制への叛逆
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場の古典論―電気力学,特殊および一般相対性理論 (ランダウ=リフシッツ理論物理学教程)
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 日本は、世界一の長寿国

 長寿世界一の国はといえば、日本が話題になるが、今年の長寿世界一はどこだろう?

 世界保健機関(WHO)が5月19日発表した2016年版の「世界保健統計」によると、2015年の日本人の平均寿命は83.7歳で、世界で首位だった。日本は統計を遡ることができる20年以上前から長寿世界一の座を守り続けている。素晴らしいことである。

 日本の男女別では、女性が世界首位の86.8歳、男性が6位の80.5歳。男性の首位はスイスで、81.3歳だった。男女合わせた世界全体の平均寿命は71.4歳で、2000年に比べ5歳延びた。女性は73.8歳、男性は69.1歳だった。

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参考 National Geographic news: 約400歳のサメがみつかる

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 火山国アイスランド

 アイスランドは、名前の通り氷河と特異な景観や豊富な温泉、秋〜春にかけてはオーロラが見られるなど、一度は訪れたい国の一つ。アイスランドには活火山が多数存在している。現在30の活火山が確認されているが、2010年に噴火したエイヤフィヤトラヨークトルが記憶に新しい。

 この噴火は、火山噴火としては比較的小規模であったが、2010年4月の6日間を最初の期間とし、以後、西ヨーロッパと北ヨーロッパの全域で航空運行に重大な混乱を引き起こした。その後、一局に集中された混乱が2010年5月まで継続した。噴火は2010年10月に終わったと公式に宣言された。

 このような火山のある国によく人が住んでいると思うが、大丈夫なのだろうか?

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参考 産総研: 赤穂市は恐竜時代のカルデラの中にできた町だったことが判明

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 ゲノム編集のしくみ

 最近注目されている遺伝子工学の一つに“遺伝子編集(ゲノム編集)”というものがある。ゲノム編集(Genome Editing)は、部位特異的な核酸分解酵素(ヌクレアーゼ)を利用して、思い通りに標的遺伝子を改変する技術である。

 主なヌクレアーゼには、クリスパー・キャス9(CRISPR/Cas9)システムやTranscription Activator-Like Effector Nucleases(TALEN)がある。これまでの遺伝子組換え技術との違いは、その成功率である。これまでの遺伝子組換えでは、プラスミドやウイルスなどを使って、運ばれた新しい遺伝子がDNAに割り込んで操作する仕組みだが、成功率は0.01~0.001%程度。数万の細胞を使っても1個できるかどうかという効率の悪さで、対象も限られていた。

 一方、ゲノム編集の成功率は数%~数十%と高く、受精卵や微生物(びせいぶつ)にも応用可能。基礎医学の研究でよく使われる特定の遺伝子を壊した「ノックアウトマウス」は、以前は作製に1~2年、費用も数百万円かかっていたが、ゲノム編集により期間は1カ月、費用も10分の1程度で済むようになった。

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参考 サイエンスポータル:DNAを切らずにゲノム編集、安全確実な新手法

ゲノム編集の衝撃―「神の領域」に迫るテクノロジー
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 反物質とは何だろう?

 反物質とは、質量とスピンが全く同じで、構成する素粒子の電荷などが全く逆の性質を持つ反粒子によって組成される物質。例えば電子はマイナスの電荷を持つが、反電子(陽電子)はプラスの電荷を持つ。中性子と反中性子は電荷を持たないが、中性子はクォーク、反中性子は反クォークから構成されている。

 反物質は、ダン・ブラウンの小説「天使と悪魔」で、ごく微量でも大規模な爆発を起こす爆弾の材料として登場する。反物質と物質が衝突すると対消滅を起こし、質量が大量のエネルギーとなって放出される。例えば、1gの質量は約 9×10000000000000(90兆)J(ジュール) のエネルギーに相当する。ただし 発生するニュートリノが一部のエネルギーを持ち去るため、実際に反物質の対消滅で発生するエネルギーは、これより少なくなるといわれる。

 反物質についての一番の謎は、宇宙が誕生したときの「ビッグバン」でできた「物質」と反対の性質をもつ「反物質」が、なぜ「反物質」の方だけ、ほとんど消えてしまったかがわからないということである。

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参考 NHKnews: 「反物質」が消えた謎に迫る手がかりか?

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 大陸とは何だろうか?

 大陸(continent)とは、地球の地殻上に存在する陸塊である。一般的にはユーラシア大陸・アフリカ大陸・北アメリカ大陸・南アメリカ大陸・オーストラリア大陸・南極大陸の6つの陸上部分を指す。大陸が少しずつ移動していることは、現在では人工衛星による精密な測地観測により、直接的に観測されている。

 長い年月をかけて大陸は移動し、衝突や分裂などを繰り返している。このことは、かつては大陸移動説として説明されたプレートテクトニクスで理論化され、地質学の研究課題となっている。そして、現在の大陸の動きや地質学的記録を考察すれば、過去の大陸の位置や、未来の大陸の位置もある程度予想できる。

 こうして、現在では、単一のクラトンや大陸塊をしのぐ大きさを誇った陸地が、かつての地球上に存在したと考えることが妥当とされるようになった。これらは太古の超大陸と呼ばれるもので、19億年前、地球上に最初に現れた大陸が、ヌーナ大陸 (Neuna、NunaまたはNena)である。

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参考 サイエンスポータル:2億5千年後は「超大陸アメジア」JAMSTEC

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 笑顔のルーツは、チンパンジーの“グリメイス”?

 人間関係に笑顔は欠かせない。笑顔は、相手の警戒心を解き、リラックスさせる。なぜ「笑顔」が好意を勝ち取ることに効果があるのだろうか?実は笑顔には「笑顔の起源」というものがある。この起源をさかのぼると理由がよくわかる。

 本当の意味での「笑顔」が作れるのは人類だけらしいが、私たちと非常に近い存在の類人猿、チンパンジーに「笑顔の起源」を見ることができる。

 チンパンジーは、ボス猿が近づくとしばしば歯をむき出す表情をする。この「歯をむき出す表情」は、威嚇しているように見えるが、実はボス猿に対して逆らう気がないこと、恭順の意を示すボディランゲージであり、「グリメイス」と呼ばれている。

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参考 マイナビニュース: ニホンザルの赤ちゃんにも”笑顔の起源”である自発的微笑が見られる

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 奇妙な連星を発見

 連星(binary star)というと、2つの恒星が両者の重心の周りを軌道運動している天体である。通常は明るい方の星を主星、暗い方を伴星と呼ぶ。また、3つ以上の星が互いに重力的に束縛されて軌道運動している系もある。

 夜空に輝いている星のうち約25%、生まれたばかりの星については半分以上が連星だといわれている。つまり、宇宙にある恒星は、誕生の時点では半分以上、成熟した時点でも4分の1くらいが連星系をなしているという。最近は連星の中でも惑星が存在することが明らかになっている。2つの恒星がペアを成す連星の周囲を公転する惑星を「周連星惑星」という。

 今回、また変わった連星が発見された。それは白色矮星と赤色矮星の連星で、光速に近い電子のビームを白色矮星が相棒の赤色矮星に向けて放ち、まるでむちで攻撃しているかのような様子が明らかになった。「さそり座AR星」という。どんな連星だろうか?

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参考 National Geographic news: 白色矮星が赤色矮星を攻撃、奇妙な連星を発見

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 かつて世界第4位だった湖

 かつて世界で4番目に大きな湖だった「アラル海」が過去14年で縮小を続け、有害な砂をまき散らす広大な砂漠と化している。米航空宇宙局(NASA)は2014年10月、湖の縮小規模を示す画像を公開した。

 アラル海は中央アジアのカザフスタンとウズベキスタンの国境をまたぐ地域にあり、現在は元の湖の中心だった部分が「南アラル海」と呼ばれている。縮小は今年に入ってピークに達し、南アラル海の東側の部分が完全に干上がった。

 NASAによると、アラル海には1960年代までアムダリヤ川とシルダリヤ川の2つの川が注ぎ込み、雪解け水や雨水が流れ込んでいた。しかし旧ソ連が1960年代、農業用水を確保するため、この2つの川の流れを変え、水を運河に流入させた。

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参考 National Geographic news:緑色の湖が3カ月で真っ赤に アラル海からの警告

地球水環境と国際紛争の光と影―カスピ海・アラル海・死海と21世紀の中央アジア/ユーラシア
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 シーラカンスやハイギョの仲間

 魚類のなかまに肉鰭類という仲間がいる。読み方は「にくき」と読む。簡単に言えばふつうの魚のヒレには骨も筋肉もないが、この仲間にはヒレの中に骨格と筋肉をもつ。肉鰭類(Sarcopterygii)は、シーラカンスやハイギョを含む、脊椎動物亜門の下位分類群である。肉鰭綱ともいう。

 主な特徴の一つは、対をなす突出した形のひれを持つことだ。これらのひれは、陸生動物の四肢のように交互に動く。これにより、シーラカンスは脚を持つ動物に進化するために最初に陸に上がった魚のグループに属していたのではないかと推測されている。

 灰褐色の体色のシーラカンスは、成長すると体長2メートル、体重91キロになり、寿命は最長で60年。体液で満たされた脊椎、エナメル質に覆われた歯、大型の獲物を丸のみにすることができるちょうつがい式の顎を持っている。食性や繁殖方法などの生態や、現存する個体数に関しては、ほとんど分かっていない。

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参考 マイナビニュース: シーラカンスの胸ビレから人間の腕の筋肉の原型を発見

シーラカンスは語る 化石とDNAから探る生命の進化
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 寄生植物と腐生植物

「あれ?これってナンバンギセル?」と思った人はいないだろうか? ナンバンギセル(Aeginetia)は、ハマウツボ科の属の一つ。一年草の寄生植物で、イネ科、カヤツリグサ科、ショウガ科などの単子葉植物の根に寄生する。

 茎は極端に短く、ほとんど地上には出ず、数個の鱗片葉がある。地上に出るのは花柄で、上部の鱗片葉の腋から長く伸びる。 花柄の先端に横を向いた大きな花を1個つける。萼は鞘状になり、下側が深く裂ける。花冠は太い筒型で、先端が5浅裂し、唇形となる。雄蕊は4本あり、その先端は花柱を取り巻く。蒴果は卵球状になり、多量の細かい種子がある。

 今回発見されたのは、「ユウレイラン(Epipogium aphyllum)」だ。ユウレイラン(幽霊ラン)はラン科。日本ではトカラ列島以南に分布している。森の林床に生育する。光合成をしない菌従属栄養植物(腐性植物)の一種で、高さ15cmほどになる。花の大きさは1cmにも満たない小さなもの。やんばるの森では、5月から6月頃花が咲く。光合成を行わないため葉が無く、花の時期だけ地上部ある。ナンバンギセルもユウレイランも、自分では光合成をしない従属栄養植物だ。そのためだろうか、よく似た姿をしている。

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参考 National Geographic news: 神出鬼没、激レア「幽霊ラン」

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 木星の巨大な赤い渦

 木星の大赤斑(Great red spot)とは、木星に存在する高気圧性の巨大な渦である。地球の地表の望遠鏡からでも観測可能であり、ジョヴァンニ・カッシーニにより1665年に発見された。

 大きさは18,000 km × 12,000 km から 40,000 km × 14,000 km 程度で、おおよそ地球2、3個分の大きさである。雲頂高度は周囲よりも8km程度高い。赤道より22°南に位置し、反時計回りに、周期6日程度で回転している。

 大赤斑の渦が、マーブリングの渦が発達してできたものであるのか、台風のようなものであるのか、あるいは下層に何らかの原因が存在しているのかなど、詳しい発生原因・構造は解明されていない。

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参考 Natiomal Geographic news: 木星の大赤斑上空は1300℃、原因は嵐の音か?

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NATIONAL GEOGRAPHIC (ナショナル ジオグラフィック) 日本版 2013年 07月号 [雑誌]
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 「機械遺産」とは何か?

 機械遺産(Mechanical Engineering Heritage)というものがある。一般社団法人日本機械学会が、機械技術の発展に貢献したとして認定した日本国内の物件の総称で、2007年6月、日本機械学会の設立110周年を記念して設けられた制度である。

 国内の機械の中でも特に我々の生活に大きな影響を与えた機械・機器、関連システム、工場、設計仕様書、教科書などを記念物として認定するもの。「機械遺産」の選定基準は社会発展に貢献した機械であること、現存していて実際に動かせる状態であることである。認定後は企業などが所有を継続できなくなった場合に国立科学博物館や地方公共団体への移管の仲介を行い、遺産の処分や散逸を防ぐとしている。

 なお日本機械学会では毎年数件ずつ選定し、10年間で100件ほどを認定するという。

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参考 サイエンスポータル: 世界遺産に新たに「国内初の地熱発電所」「スバル36」など

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日本が破壊する世界遺産―日本の原発とオーストラリア・ウラン採掘 (風媒社ブックレット)
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 太陽を地上で実現する夢のエネルギー

 核融合反応( nuclear fusion reaction)とは、水素原子など軽い核種同士が融合してより重い核種になる核反応を言う。

 核融合は映画「バック・トゥ・ザ・フューチャー」に出てくるタイムマシンのエネルギー源として描かれた「夢のエネルギー」でもある。「太陽を地上で実現する」とたとえられる核融合発電。

 現在、実用化されている原子力発電は「核分裂」の反応を利用するが、核融合は逆に原子核を融合させることでエネルギーを取り出す。得られるエネルギーが大きいだけでなく、高レベルの放射性廃棄物を出さないなど多くのメリットがある。

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参考 マイナビニュース: レーザーの対向照射で核融合燃料の新たな加熱機構発見

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 コンピューターの凄さは「情報記憶量」

 時代はもはやコンピューターなしでは成り立たないほど、生活のあらゆる場所に使われている。コンピューターの素晴らしいところはその記憶量にある。あらゆる情報が記憶できるからである。

 ふつうの人が絵を描くにしろ、文を書くにしろ、スポーツ、音楽...など、何かをやろうとすると必ず、お金と物や人が必要になる。道具から始まり、場所、方法、指導者、情報などなど、大変な労力と時間が必要になるが、パソコンとアプリ、インターネット環境があれば、誰でも今すぐに始められる。

 ちなみに、私は科学情報とワープロとインターネットの検索機能を使って記事を書き、それをブログで発表、電子書籍化、サイエンスライターになれた。自分で作った絵を発表したい人はお絵かきソフトを使って画家やデザイナーにすぐなれるし、音楽ソフトを使って作曲すればミュージシャンになれる。便利な時代になったものだ。これをパソコンなしでできるかといえば到底不可能だ。

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参考 マイナビニュース: マンガン系合金ナノ薄膜を用いたトンネル磁気抵抗素子を開発

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