⌘ 東大など、原子核スピンを電気として取り出す熱発電技術の実証に成功 202107

東大など、原子核スピンを電気として取り出す熱発電技術の実証に成功
　　マイナビニュース　より　210728  波留久泉

　東京大学(東大)、東北大学、岩手大学の3者は7月26日、原子核の自転運動である「核スピン」を利用した新しい熱発電を実証したと共同で発表した。

⚫︎デバイスへの活用が期待されるスピントロニクスとスピン流って？
　同成果は、東大大学院 工学系研究科の吉川貴史助教、東大大学院 工学系研究科/東北大 材料科学高等研究所(AIMR)の齊藤英治教授、東大大学院 総合文化研究科の塩見雄毅准教授、AIMRの高橋三郎 学術研究員、岩手大 理工学部 物理・材料理工学科の大柳洸一助教らの共同研究チームによるもの。詳細は、英オンライン科学誌「Nature Communications」に掲載された。

　物質中には超低温域まで高いエントロピーを保持できる担い手として、原子核の持つ自転の性質「核スピン」の存在が知られている。核スピンは、電子スピンと比べて持っているエネルギーが非常に低く、絶対零度に迫る低温域でもゆらぎ続けることが可能だとされている。

熱電変換現象とその高温域・超低温域での振る舞いの模式図。

　絶対零度近傍になると、ゼーベック効果は電流を駆動するキャリアが凍結することで信号が消失し、電子スピンゼーベック効果はスピン流を駆動するスピンのゆらぎが凍結することで信号が消失してしまう。一方、核スピンは電子スピンに比べて極めて低いエネルギーでもゆらぐことが可能だ。今回、この核スピンの熱ゆらぎ(エントロピー)をスピン流として取り出し、最終的に電圧へと変換する「核スピンゼーベック効果」が見出された (出所:東大Webサイト)

　そこで研究チームは今回、核スピンを動力源とした新しい熱電変換現象「核スピンゼーベック効果」の実証を試みることにしたという。
　具体的には、大きな核スピン(I=5/2)を持つマンガンの同位体である55Mn原子核から構成される磁石材料であり、非常に強い核スピンと電子スピンの相互作用があることが知られている「炭酸マンガン」(MnCO3)に着目。この相互作用により、核スピン偏極率が増大するだけでなく、そのスピン方向も外部磁場により制御可能となるという。

　具体的には、MnCO3に白金(Pt)を成膜した試料を採用。この接合構造に温度差を与えると、MnCO3の55Mn核のスピンの熱ゆらぎが、MnCO3/Pt界面にスピンの性質の流れ(磁気の流れ)である「スピン流」を生み出され、そのスピン流をPt中の「逆スピンホール効果」と呼ばれる相対論的効果によって電圧として検出することに成功したという。

核スピン、コリンハ緩和、核スピンゼーベック効果実験の模式図。

　(a)核スピンの状態(Iz)は、伝導電子が持つ電子スピンとの相互作用により変化する(コリンハ緩和)。このとき生じた散乱により、伝導電子のスピン方向が反転することでスピン流が生成。これが、核スピンゼーベック効果の原理となることが、今回の研究により明らかとなった。

　(b)核スピンゼーベック効果測定の模式図。MnCO3にPtを接合させた試料に温度勾配∇Tを与えると、接合界面における55Mn核スピンとPtの伝導電子スピンの間でコリンハ緩和が生じ、スピン流Jsが生成される。Pt層に流れ込んだスピン流は、スピン偏極方向sとスピン流が流れる方向Jsの両方に直交する向きの電圧Vに変換され、最終的には電気的に検出される (出所:東大Webサイト)

　その結果、電圧信号の強度が0.1Kまで増大し、かつ信号が強磁場域(14T)においても抑制されないことが見出されたとのことで、研究チームでは、このような極限環境下でも高いエントロピーを持つ核スピンならではの性質が現れた結果といえるとしている。

　MnCO3/Pt接合試料における核スピンゼーベック効果の実証実験。

　(a)起電力係数の温度依存性。絶対零度0(ゼロ)Kに向かって起電力係数V/Irms2が増大していることがわかる。同グラフの縦軸は、観測された電圧Vを試料に与えた熱流(電流Irmsの二乗に比例)で規格化した量である。

　(b)絶対温度0.1ケルビン(-273.05℃)における起電力係数V/Irms2の磁場依存性。信号が強磁場域の14Tにおいても抑制されず、有意に残っている。これは従来の電子スピンに基づくスピンゼーベック効果とは完全に異なる結果だ。実験結果は緑色および青色の●によって表されており、実線がコリンハ緩和に基づく核スピンゼーベック効果の計算値である。実験結果が定量的に再現されていることがわかる (出所:東大Webサイト)

　さらに、観測された信号がMnCO3/Pt界面における核スピンの緩和機構である「コリンハ機構」を取り入れたスピン流理論によって定量的に再現されることが示され、コリンハ緩和がスピン流の生成源になることが見出されたという。

　これらの結果を踏まえ、研究チームでは、それぞれの独立した研究領域を融合させる道が拓かれ、新しい学問分野「核スピン熱電科学」の端緒が開かれたといえるとしているほか、核スピンが単なる分析のツールではなく、それ自身が電気や電流の生成源になるという、新しいパラダイムが誕生したとしている。

🚞 阪急はそのまま！阪急電車がワクワクな楽しい電車を立て続けに走らせる理由 202107

運賃はそのままで！　阪急電車がワックワクな“楽しい電車”を立て続けに走らせる理由
　　　　ネトラボ　　より　　210728 二木繁美

列車の中に枯山水!?　ネットで話題、京都を走る阪急電鉄のすごい和モダン列車の正体とは

　大阪、京都、兵庫を結ぶ、マルーンカラーでおなじみの阪急電車。2021年7月にかわいすぎるコウペンちゃんコラボ電車「コウペンちゃん号」（関連記事）が走り始めましたが、これ以外にもさまざまな人気キャラクターとのコラボを実現しています。

「和」があふれる阪急電鉄のすごい観光列車「京とれいん 雅洛」
　キャラクターコラボだけでなく、車両の中に「畳の席」や「和風庭園」がある観光列車「京とれいん」シリーズなど、なかなかにぶっ飛んだ車両もあるんです。

　しかも「運賃はそのまま」。例えば大阪梅田駅から京都河原町駅まで片道400円（2021年7月現在）と、普通運賃のまま楽しめてしまいます。

　なぜ阪急電車は、普通運賃で乗車でき、予約などもいらない特別電車や装飾電車を走らせるのでしょう。“楽しい電車”が続々と生まれる背景を阪急電鉄広報部の名越玲子さんに聞きました。

100周年記念で生まれた阪急電車の特別列車
　阪急電車に特別列車がたくさん誕生するようになったのは2009年ごろのこと。

　「始まりは2009年の夏頃。阪急電鉄の営業開始100周年記念として,社員が意見を出し合い,斬新な車両を作り上げていくことを目的にプロジェクトがスタートしました」(名越さん)

　この中で「和・モダン」を基本的なコンセプトとして、京都をイメージさせる内装、また多くの乗客に対して快適で楽しい車両を提供する観光列車を作ろうということにしたのが始まりでした。

阪急電車に楽しい電車が次々と誕生するきっかけになった観光列車「京とれいん」（写真＝左）と「京とれいん 雅洛」（※梅田駅、河原町駅は、2019年10月1日に大阪梅田駅、京都河原町駅に改称）
　「外国人旅行者の方にもご利用いただきやすいように、日本語,英語,韓国語中国語の4か国語による案内や観光ガイド放送も実施しました。車両はもともとあった6300系の列車をリニューアルしたので性能には特に変更点はありませんが、内外装を大きく変えました」（名越さん）

　6300系は京都線を走る列車の1つ。かつての特急専用車両で、1976年に鉄道友の会のブルーリボン賞を受賞した名車です。

　阪急電鉄の線路幅は新幹線と同じ標準軌で統一されていますが、京都線の車両はOsaka Metroとの相互乗り入れがあることで神戸線や宝塚線とは車体の幅が違い、少し幅広く設計されています。そのため京とれいんは京都線しか走れないのだそうです。

　「京とれいんは2011年3月にデビューしました。今年（2021年）でデビュー10周年を迎え、記念ヘッドマークの掲出などを行っています」（名越さん）

デビュー10周年記念のヘッドマークを掲げて走る「京とれいん」（画像提供：阪急電鉄）
　2019年3月には京とれいんの2編成目として「京とれいん 雅洛（がらく）」がデビュー。京とれいんのイメージを継承しつつ「ご乗車されたときから京都気分」をコンセプトに、五感で京都を感じられるデザインにしました。

時速100キロで走る「和の庭」！　「京とれいん 雅洛」もかなりぶっ飛んだ仕様
　京とれいん 雅洛も他にはなかなかないぶっ飛んだ仕様です。車体横にはでっかい扇、扇の真ん中には丸い窓があります。

　「京とれいん 雅洛は、7000系の車両がベースです。1両に3つあった扉を2つにし、真ん中の1つを“丸窓”に改造しています」（名越さん）

「丸窓」に車両を改造した京とれいん 雅洛
　そう、この窓を車内から見ると……。これもう電車じゃないでしょう。完全に和室。改造って軽く言いますが、車両担当の方、相当苦労されたはずです……。

「完全に和室」な、きらびやかすぎる雰囲気を実現し、ネットでも話題に
　「この雅洛は、もともと神戸線で走っていた車両を京都線の観光列車として運用しているところもポイントなんです。臨時の直通特急として、神戸線から京都線へ列車を走らせたこともあります」（名越さん）

　雅洛には「前方映像配信サービス」も新たに取り入れました。スマホで車内の雅洛専用Wi-Fiにつなぐと、リアルタイムな「前面展望」を楽しめます。マニアックでうれしい！

京とれいん 雅洛の車内。超・和風です
　京都の町家で見かける犬矢来（いぬやらい）を模した装飾まである

雅洛は自分のスマホで前面展望を楽しめる「前方映像配信サービス」もある
　そして、京とれいん 雅洛の最大のポイントは、何と車内に「坪庭」があること。時速100キロで走る枯山水の庭。いやもうこれ、やっぱりただの電車じゃないですよね。「運賃はそのまま」なのに。
　2号車と5号車に坪庭がある　　2号車は枯山水の坪庭
　車両デザインには,社内デザイナーを起用したそうです。きっと思いっきり遊んだのですね。

　「京とれいん」「京とれいん 雅洛」は、2021年7月現在、感染症流行の影響で運休しています。早期の再開が待ち遠しい……。再開されたらまた、何度も乗りたくなる電車です。

なぜ続々登場？　著名キャラクターとのかわいい／ワクワクなコラボ列車
　京とれいんシリーズは、明確に観光客に向けて走らせる列車と分かります。ではもう1つの特別車両シリーズ「キャラクターコラボの装飾列車」はどんな思いで登場した列車なのでしょうか。

⚫︎2021年7月にデビューした 「コウペンちゃん号」
車両の中も外もかわいすぎる!!
　阪急電車の装飾列車のはじまりは2015年7月、リラックマとのコラボでした。言わずと知れた人気キャラクターです。

装飾列車のはじまりとなった「夏の阪急電車 リラックマ号」
　その後ファミリー層を主ターゲットに、「スヌーピー（関連記事）」「くまのがっこう（関連記事）」「すみっコぐらし（関連記事）」から、今回のコウペンちゃん号へと続いています。


2019年7月デビューの「えほんトレイン ジャッキー号」（運行終了）
2020年9月デビューの「すみっコぐらし号」（運行終了）

（参考） こんなところにすみっコたちが住み着いちゃったことも……（かわいい）
　「沿線の方はもちろん、それ以外のエリアにお住まいの方も含めて“阪急ファン”を増やすことを目的に取り組んでいます」（名越さん）

　自分の好きなキャラクターが描かれた特別な電車、絶対に乗ってみたくなりますよね。一度乗ると親しみもわき、思い出としても残り、じわじわと阪急ファンも増えるということですね。

　「大阪梅田駅に到着した装飾列車と記念撮影する、小さなお子様連れの親子がたくさんいらっしゃいました。とてもうれしそうな笑顔が印象的でした」と名越さん。何ともほのぼのした光景です。

　キャラクター装飾列車の楽しみ方もあらためて聞きました。

　「キャラクターの装飾が施された列車は、外から楽しんでいただくのはもちろん、列車内にも車内吊り広告を含めてキャラクターで埋め尽くしたりしています。ご乗車いただいている間もずっと楽しんでいただけますよ」（名越さん）

コラボ装飾列車は描き下ろしオリジナルストーリーを楽しめる中吊りなど、車内外、そのキャラクターで埋め尽くされる（すみっコぐらし号）
　装飾列車は、キャラクターのイラスト入り1日乗車券、スタンプラリー企画、オリジナルグッズ販売から、グループのホテルなどと連携したコラボメニューなどまで多角的に展開し、乗車するだけでなく、沿線での体験や食事も楽しめるよう「どれもかわいい！」の世界感を心地よくくすぐってくれます。

　運行に合わせて開催されるスタンプラリーの参加賞も、実は阪急仕様の非売品でレアモノ。阪急制服×キャラクターのグッズ、忘れずにチェックしておきましょうね。


コウペンちゃん号のオリジナルグッズ
　グッズも、ちゃんと阪急らしくてかわいい
コラボメニューの1つ「コウペンちゃんの阪急電車BOXデザートプレートセット」

コウペンちゃん号スタンプラリーに参加するともらえる賞品
コラボするキャラクターは「マルーンカラーとの相性」が重要
　阪急電車は近年、毎年コラボ企画を実施していますが、そのキャラクターはどのように選んでいるのでしょう。「企画を担当する社員たちが、自分の好きなキャラクターなどを出し合い、最終的に3つくらいに絞って決定しています」と、名越さん。

　「今回のコウペンちゃんは、感染症が流行する中で、お客さまに元気と癒やしを与えてくれるキャラクターとしてぴったりでした。そのため、版権元にコラボレーションのお声がけをさせていただきました」（名越さん）

見るだけで癒やされる、コウペンちゃん
　キャラクターの選定には、阪急電車の車体色である「マルーンカラー」との相性も重視します。「まず、沿線の景観に合うようにという思いがあります。マルーンカラーとの親和性は重要です」（名越さん）

マルーンカラーの阪急の制服を着こなすコウペンちゃん
　筆者は毎週、神戸市立王子動物園に取材へ行く際に阪急神戸線を使用しています。王子動物園の人気者「ジャイアントパンダのタンタンお嬢様」とマルーンカラー。とても親和性が高いと思うのですが、いかがでしょう阪急さん。

へぇぇ、こんなこともできるのか～！　と驚いた、「コウペンちゃん号」のコウペンちゃん入り特別仕様の行先表示
　「阪急沿線をはじめ、多くの皆さまに喜んでいただけるよう、キャラクターとのコラボレーションならではの、楽しい企画を実施していきたいです。何か新しいことにもチャレンジしていきたいですね」（名越さん）

　今回のコウペンちゃん号コラボは、LED行先表示（方向幕）にコウペンちゃんのイラストを入れたり、先頭車にコウペンちゃんを乗務させたり、これまでやっていなかった新しいチャレンジも実現しました。

　次のコラボは何になるのでしょう。また、どんなワクワクする仕掛けを用意してくれるのでしょう。阪急電車の次の特別装飾列車、コラボ列車が何になるのか、今後も楽しみですね。

（かわいい） もはや泣ける！　自分の存在を全肯定してくれる阪急電車の「コウペンちゃん号」に癒やされたい
（よーく見ると…） そこが落ち着くのね!?　阪急電鉄「すみっコぐらし」とコラボ　嵐山駅の看板や案内板にすみっコたちが住み着く

💻 日本で動き始めたIBM製“商用量子コンピュータ”の性能は？ 202107

日本で動き始めたIBM製“商用量子コンピュータ”の性能は？　実機を見てきた
IT mediaニュース　より　210727  井上輝一

　米IBMの商用量子コンピュータ「IBM Quantum System One」（以下、System One）の稼働が、神奈川県川崎市の研究施設「新川崎・創造のもり」で7月27日に始まった。IBMの量子コンピュータが設置される国としては、米国、ドイツに続き3番目となる。稼働開始に伴い、メディア向けに実機が公開された。

新川崎・創造のもりに設置された米IBMの商用量子コンピュータ「IBM Quantum System One」
　System Oneが置かれるのは、日本アイ・ビー・エムや慶應義塾大学、早稲田大学、東京工業大学、東京大学などが利用する研究施設「かわさき新産業創造センター新館NANOBIC」。大型のクリーンルームを備える研究棟でもあるため、途中からは土足厳禁。その先のセキュリティが掛かった部屋の奥に、同マシンは鎮座している。

　ガラス張りの空間の中央にマシンが置かれるため、基本的に同社の技術者以外はガラス張りの内側には入れない。

　マシンの心臓は、直径80cmほどある銀色の筒内部の底にある。ここに量子計算を行う「量子ビット」があり、筒の上部にある冷凍機によって約0.01K（ケルビン、セ氏約-273.16度）というほぼ“絶対零度”まで冷却される。ここまで冷やすのは、IBMの量子ビットが超電導方式だからだ。「0.03Kまで温度が上がったら計算できなくなる」と担当者は話す。

　このため、稼働には冷やすための電力が常時20kW程度必要になるという。停電時にも一定時間稼働を続けられるよう、別室に非常用バッテリーを設けている。非常用バッテリーも切れて心臓部の温度が上がった際に、再度冷却して稼働に復帰できるのかは「温度が上がっていた時間の長さによるが、そのときにならなければ分からない」（同）。

　温度上昇の他、振動も計算には大敵。マシンの筐体は部屋の床に置かれているように見えるが、実はコンクリートの基礎の上に筐体を直接置いており、これにより振動を抑えているという。

27量子ビットの「Falcon」プロセッサ（IBMの資料より）
　同マシンが搭載するのは、IBMが2019年に開発した27量子ビットの「Falcon」プロセッサ。これは米国やドイツのマシンと同スペックという。これまでもIBMの量子コンピュータを利用する研究者はネットワーク越しに米国などのマシンを利用できたが、世界中の研究者が利用するため“順番待ち”などが発生する状態だった。日本のマシンは日本企業のみが専有して利用できる上、ネットワークの遅延も少ないため、日本の研究加速が期待できるという。

　一方で、現状の量子コンピュータはエラー訂正技術や量子ビット数が満足ではないため、「理想的な量子コンピュータ」と対比して「NISQ」（ノイズあり中規模量子デバイス）と呼ばれる。
　FalconもNISQの一つのため、実務の計算よりは、量子計算の研究や量子人材育成に使われることを見込んでいる。

　慶應大の伊藤公平教授（量子コンピューティングセンターファウンダー）は27日の記者会見で、IBMのマシンを「世界トップの量子コンピュータ」と強調した上で「人間でいえば少し前まではよちよち歩きだったが、今は運動会くらいには出られる状態」と現状を表現した。

　東大の藤井輝夫総長は「すでに駒場キャンパスの授業で量子コンピュータにアクセスして計算させる授業を行っている。授業の中でさらに活用していきたい」と量子人材の育成に活用する考えを示した。

　IBMは量子コンピュータの開発ロードマップを公開しており、20年には65量子ビットの「Hummingbird」を開発済み。21年は127量子ビットの「Eagle」に向けて開発を進めており、23年には1121量子ビットの実現を目指している。

　今後、FalconをHummingbirdなどの新しいプロセッサに置き換えることも検討しているという。

当初の利用は2大学11社
　System Oneを利用するのは、産官学の連携を目的として東大が設立した「量子イノベーションイニシアティブ協議会」の参画メンバー。現在のメンバーは東大、慶應大、日本アイ・ビー・エムの他、JSR、ソニーグループ、DIC、東芝、トヨタ自動車、日立製作所、みずほフィナンシャルグループ、三井住友信託銀行、三菱ケミカル、三菱UFJフィナンシャル・グループ、横河電機の11社。それぞれ、材料化学や金融ポートフォリオ計算、機械学習といった分野で自社ビジネスへ応用できる可能性などを探るという。

🚶‍♀️↔︎🏥 👬〜京都駅ビル 210727

🚶‍♀️↔︎🏥

👬…JR黄檗〜京都…駅ビル[(妻:伊勢丹)🚶‍♀️…大垣書店📚:妻合流…和菓子屋…北極星🍱…スープ屋…服屋…中村藤吉🍦…焼鳥…]京都近鉄〜丹波橋//京阪〜🚉

🚶‍♀️10909歩

🌤雲多し。京都駅;人出少なく、駅ビル内をぶらぶらと店舗巡り

　観月橋33℃

🚙〜松本Sp(隠元橋経由で30℃)

🌡室温33℃

📚/私たちは世界を創造すべきか,思索紀行:上下,サピエンスの未来,妖怪の宴妖怪の匣,生の仏教死の仏教,鬼と異形の民俗学,1964年と2020年くらべて楽しむ地図帳,地図で楽しむ京都の歴史さんぽ,古代史の謎を歩く

JR奈良線複線化工事

🗾 全国 約61万件もの文化財をマップにまとめた無料サービス「文化財総覧 WebGIS」公開 202107

活用の幅広そう！全国 約61万件もの文化財をマップにまとめた無料サービス「文化財総覧 WebGIS」公開
　　　　Japaaan  より　　210727

　奈良文化財研究所が20日、全国の文化財をオンラインマップ上で表示する

　　無料サービス「文化財総覧 WebGIS」を公開しました。

　本サービスは、全国の文化財に関するデータ約61万件をWebGISで表示するというのもので、全国47都道府県の遺跡や建造物などの情報が対象となります。

　日本には、遺跡、建造物や有形文化財など膨大な文化財がありますが、これらの文化財に関する調査報告書類は、電子公開が進んでいますが、文化財は地域・場所に根差した存在であり、報告書類ではその位置情報を把握しづらいという課題がありました。

　公開されている61万件の文化財は全国的に知られたものから、地元の人でさえ知らないマイナーなものまで様々。フィールドワークで遺跡や建造物を研究をしている人にとっては、とても役立つサービスとなるでしょう。

「文化財総覧 WebGIS」の公開によって、住民は文化財の存在を知ることができ、地元の身近な文化財を知ることで、地域学習に活用することができます。地域の文化財の基礎情報を把握することで、地域の防災計画等にも生かすことができるでしょう。

「文化財総覧 WebGIS」はパソコン、タブレット、スマートフォンから無料で利用できます。