量子と磁石の不思議な世界 一日50分観る聴く読書 勉強したら楽しい みんなが知らない 磁石の世界 量子力学 齊藤 英治（東北大学原子分子材料科学教授）スピントロニクス ナノエレクトロニクス
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- Опубліковано 13 сер 2019
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未来の発電やモーターやコンピューターはどうなるのでしょうか？原理原則と最新の技術や研究を知るほどに知的好奇心の探求の面白さや勉強の楽しさがわかります。そしてそれは想像力を鍛えて育てていきます。いずれはその知見や想像力が将来の事業や起業に必ず生きるはずです。磁石と言えば今はハードディスクというよりもモーターや発電機ですがモーターといえば日本電産です。経営者も素晴らしい人で永守重信会長率いる日本電産NIDECの将来性と成長性はまだまだあると思っています。新しい技術は常にあります。ワクワクする未来もいつでもすぐそばにあります。仙台の真の名物は牛タンではなく世界的中心の磁石の研究かもしれませんね。※一切の収益化をしておりません。
齊藤 英治（東北大学原子分子材料科 教授） - Навчання та стиль
高校生の時に原子に電子がなぜくっつかないかを先生に聞いてもわからなかったけど、数十年たった今日ついに理解できました。齋藤先生ありがとう、枕を高くして寝れます！
興味深いです！
素晴らしい話術ですね。
面白かった‼️
素晴らしいお話しでした‼️磁石のメッカが仙台とは、正に歴史は物を言う。
人の今のsizeに素粒子が関与していたも良く解りました。小人もいますね、多分😊
疑問が大分解消されました。電子のスピンの上下があること、反対方向の電子は混ざり合えるということを教えていただいたことで、謎が一つ解けました。
磁石の強さは何が違うのでしょうか。電子のスピンの方向の差の数でしょうか。電磁波の光も磁場を持っていますか。電磁波が磁石になりますか。
何を基準にアップとダウンを決めているんでしょうか、鉄を曲げても向きは変わらないのかな、
「電子のスピンの方向には二種類しかない」と聞いて、宇宙には絶対的な方向があるのか？と思ったけど
あくまで磁場に対しての相対的な方向なのね
本編とは全く関係ないですが、バナーを見てると重力を司る重力子も太陽風などで吹き飛ぶのかな？と思ってしまいました。
何に対して右回転・左回転？
いれない→いられない
アノー アノーが気になる。
事実がわかってわからないことが増えた
お
大学でもほとんど理解できない分野でした。このようになるべく簡単な形で概念を聞くことができたらもっと興味深く勉強に取り組めたかな？なんて感じました。
とても面白そうで興味深くなりそうな内容でした。
みれない→みられない
電子の自動スピンをエネルギーに変換するという、全く新しい発電方法を齊藤英治先生の研究室が世界をリードして研究しているとは・・・本当に凄いですね。
凄くわかりやすかったです。もちろん、疑問なことも色々ありますけど、理解が深まりました。
ありがとうございました。
1970年に東北大学電子工学科を卒業した。とてもなつかしい。
長いお話だったけど、最後まで面白かったです。
なんか最近量子力学をスピリチュアルというかオカルトというかの用語として使う人がいて悲しいのですが、この話をそういう人たちに利かせてやりたいですわ。
量子力学は身近に使われている現実の科学なんだよ！って知ってほしいです。
学生時代、固体物性に命を捧げたので懐かしく聞かせてもらいつつ最新の話題も盛り込んでもらってためになりました。
とてもわかりやすかった。良いヒントをいただきました。周波数のスピン現象にも応用出来そうです。ありがとうございました。
後半にさらっと流されて紹介されている、MRAM（磁気抵抗メモリ）はやばい。
SDカード(フラッシュメモリー）の数千倍の速さで読み込みができる。
日本の技術として将来、現在のSSDの数千倍の速度のデバイスが登場する。
そなの？日本が最初だと嬉しいなぁ
科学や物理のお話は難しいが優しく分かり安く説明をして頂くと急に好きになることがあります．そんな気持ちがこの先生の不思議な力が魅力的になります．私もつられて最後まで楽しく勉強出来ました．私達は日頃から磁石のお世話になっているのですね．地球さんもベテランですね．面白い知識の宝庫は生活を豊かにしていることに凡人でも興味が沸いてきますね．感謝です．
磁石🧲は身近だけど奥が深い。とても興味深かったです。スピンという言葉は知っていたのですが、ようやく頭の中でイメージ化できました。
最近不確定性原理は形而下(物理)だけでなく、形而上(情報、ルール)にも適用されるのかな？なんて思ってます。つまり、最初のうちはあやふやで信じるに値しない情報だけど時間が経つと確定した情報になる。速さと正確さは両立しない。
ただし、それにも例外があって速さと正確さ両方あると信じないことには世の中のなにもかもが信じられなくなる。
例えば三段論法自身は証明できないが、それを正しいと信じないことには世の中の全てが偽になる。このようなルールを感じる時が美しいと感じる仮説。
「同じ原因からは同じ結果」というルールも然り。
わかりやすくて面白かったです！モノポールについての話も聞いてみたいな
めっちゃ賢かった先輩が斉藤英治先生は神と崇めていました。UA-camで拝見できて光栄です
最後Q&Aなしで終わるのが日本的だなぁと思ってしまった。欧米だと一般人でもガンガン質問するぞ。
東北大はこの分野強いし為になるなぁ
磁石がなぜ磁石なのか？
こんなに掘り下げて説明してくれる動画は永久保存したい。
ありがとう！これでコンバトラーVが作れます♪
ひろぽん（スマホ）
鋼鉄ジーグもお願いします。
純粋に不思議だ。子供のような好奇心を掻き立てられる
実に面白い！こんな50分にまとめられたものではなくて、気が済むまで聞いていたいものだ。
わかりやすさ第一で読み物として満点
素晴らしい動画でした。
全ての始まり基が素粒子であるなら、思考や感情も素粒子の周波数であるわけで、人間が思考して観測する瞬間にそうなるのだと捉えていいのですよね。右upと左ダウンありがとうございました。
そういう考えになるのですね
とても良い動画も出されているので登録してしまいました すみません
話す時の発音や癖の無さが大切なのがよくわかりました
物理学者であろうともスピーチ力は大事なんだな……
量子力学や粒子についてもっと日本で研究に力を入れてほしいです。
ありがとうございます。
この話を本で読んだら、おれなぞはチンプンカンプンだと思いますが、こうやって丁寧にしてもらえると「なるほど、そういうわけ理由なんだ」という程度には理解できました。大変面白い話しでした。
量子論は面白い。齊藤英治先生に52年前に指導を受けたかった。錯体化学の分野でもう少し業績を残せたかもしれません。電子スピンが立体構造に影響しています。3日連続で見てしまいました。
学生時代原子核の周りを回る電子の運動エネルギーと向心力（遠心力）をイコールにして方程式組まされたけど子供心に「こんなん原子核に落ちて来るんちゃうん・・」ってずっと思ってた。この動画で謎が解けました。
とても興味深く楽しめました。なぜ量子力学では、異なるスピンの粒子であれば、同じ位置にいることができるのかが理解できず、雲の確率の広がりも理解が難しかったです。磁石🧲について子供に聞かれた時にわかりやすく答えれるように自分なりに調べてみようと思いました。
すっごいおもしろかった！
強い磁石を作るには、矢印の向きが偏ってるのを多くしたほうが良くて、
そのためには結晶の端っこが多い、表面積が多い方が良い、っていう事であってるかなあ？
磁石は不思議でした。電磁波も磁石の仲間のようで、これらのことが簡単に理解する日にはトンデモない応用テクの時代になるのでしょう。雷が磁鉄鉱に落ちると、磁化されるようです。不思議な現象はこの他にもあるのでしょう。原子構造が変化することが簡単にできると、例えば物体が空気の原子構造になると物体が見えなくなるわけですね。この現象を実際に見た米元軍高官の証言があり、本「ディスクロ－ジャ－」に報告されていました。
①水素原子は真ん中の明るいのが陽子で周りの白い点々が電子なんですか？沢山映ってますね
②後、陽子（+）と電子（-）を引き付ける魅力を知りたいです♫
③磁石のＳとＮが引きつけ合う魅力は右ねじの法則みたいなもんなんでしょうかね？
板を壁にネジ止めするみたいな感じですか？
高校までの古典物理学に慣れていると、量子力学に最初に触れたときの断絶感がすごいですよね。
量子が波と粒子の両方の性質も持つとか、意味わからな過ぎて理解しようと夢中になるんですが、
わかったような気になっただけで結局理解できない。完全に理解してる人ってどれだけいるのだろうか。
個人的には「電子は原子核の周りを回っていない(公転していない)」を学んだときの衝撃は忘れられません。
化学の授業で習った「電子軌道」や「電子殻」とは何だったのかとw
量子力学は「電子はどこにでも存在できる」と言います。
量子力学が化学を含めたそれまでの知見や実験結果とどう整合性を取っていったのか？
ああ、また量子力学を学び直したくなってきた。。
電子軌道の考えは、電子間相互作用を無視した近似では正しい。無意味ではありません。ただし、「軌道」の意味ですが、日常の軌道と意味が異なります。「状態」といったほうが意味を表しています。 1S軌道は、電子の状態で主量子数=1、軌道角運動量=0 状態 を意味します。「電子殻」はPauliの排他律を意味します。これらの言葉は歴史的なもので、字の意味とは異なってしまっています。
光通信の発祥も仙台だったはずですよ
量子力学の３つのイメージのうち、ひろがろうとする性質は初めて聞きました。その3つの性質でイメージがわきました。最後は自分のちからで数式を解いて理解するしかないですよね。
鋼鉄ジーグの超合金の関節は球形磁石だったなあ
車輪と回転台の実験はたぶんこっちにまわるのかなって向きと逆にまわるのが不思議
不確定性原理：位置の不確定が大きいほど安定？？
とても面白かったです。ありがとうございました。
この講演の不確定性原理の話は悪くないです。一方、ハイゼンベルク自身のガンマ線を使った観測の話は、今日受け入れられている量子力学の不確定性原理とはちょっとズレちゃってましたからね。
量子力学ちゃんと説明されている教科書少ないような
再生速度×1.5にしてみるのオススメです。電子スピンの分かりやすい説明ありがとうございます。
銀 原子番号４７は 電子殻が2,8,18,18,1 。ゆえに、銀イオン（＋１）は電子殻が2,8,18,18 となって、電子分布の等方性が仮定できるから公転成分が相殺されると仮定できる、という説明になるのかと思いましたら、図には『銀のイオン（外側に電子が一つあり、電子の公転がないことがわかっていた）』と書いています。難しいですね。あれ？でも銀イオンの電子数は偶数なのでスピンがUPとDOWNが組になって磁力で分化できない気がします。原子核のスピン（？）でUP、DOWNを分けたということかしら？ワカランナぁ
分かりやすくて面白かったです。
上向き、下向き って重力により決定されるのでしょうか？
（北極の人の↑と赤道にいる人の↑は90度ズレてますよね？）
便宜的に上向き下向きと名付けただけなので、重力の作用で人間が認識する上下方向とは関係ないのです。
@@okadaya01
なるほど、そうだったんですね
@@okadaya01
俺のは大体上向きだな。
スピンはしてないみたいだがw
個人的には、KS鋼発明でノーベル賞受賞に至らなかったのは、
LEDの発明でノーベル賞もらえてない（まだ可能性は残っている）のと並ぶ不思議。
とても分かりやすい説明ありがとうございます。ちょっと気になったところがあります。~~の原理によってこうなっている、というのはおかしい。こうなっている状態の性質をよく調べるとこういう原理が見いだされる、というのが正しいのでは？また、スピンの方向が逆の電子は同じ位置にはいるといいますが、電子の位置はどうやって同じ場所と判断できるのでしょうか？また電子は相手のスピンを認識する能力があるのでしょうか？
針金ハンガーを頭に挟むと頭が回転するのも。。。
量子力学、素粒子、磁力、なんだか私の理解力にはわからないけど・何か全ての存在に、繋がっているのでしょう・。何かが、起こっているのは、直感します・・。
@atpointcloud さん 量子もつれやエンタングルメント、量子テレポートと言われる現象ですね。
これは1998年、古澤明博士が完全な形で確かめる事に成功しています。
ただ、これを用いて超光速通信は出来ないそうです。確かに変化は距離に関係無く瞬時に伝わるのですが、片方が「観測したぞ！と言う合図を光なり電波なりで送らない限りノイズと見分けが付かない」と言う感じで教わった覚えがあります。
きっと粒子同士は離れていても別の次元で繋がっているのかもしれませんね。
でもその情報はどうやっても光速を超えて伝える事が出来ないと言う、情報にも光速縛りが付いている様です。
量子論は、めっちゃ不思議でもっと知りたい事だらけです！
逆回転なら一か所に居られる、のでなく
逆回転なら電子雲の半径距離まで原子を重ねられる。
逆回転なら原子核の直系距離まで原子を重ねられる。
どちらなのでしょう
ここで書いたら浮く感想だろうけど
ジョジョSBR思い出した
仙台が磁力研究の中心地ってのも荒木先生にインスピレーション与えたんかな？
二次元、三次元、四次元の間を渡り回っている感じですね？
原子が歯車もしくは回転するブラシのように電子のスピン方向によって近付いたり離れたりするという事でしょうか？
人間こそが最大のマグネットです。それが学問となるには何年かかるかわかりませんが。
仏教の教えでは,極小物質（物質の最小単位）は瞬間瞬間に生じては滅し生じては滅しているそうです。
おお、仏教スゲー！！物理の真空での対消滅と同じ事を言ってるじゃないか！
量子論や数学を突き詰めた人がたまに仏教にハマるのは・・・もしや・・・
@@zi3ytb 心も瞬間瞬間に生じては滅し生じては滅しているそうです。
@@user-tk8ch3jm8q まじっすか！それは量子力学で言うプランク時間の概念と非常に似てる。
物理はこの世界が（神が？）決めた法則を発見する事だが、仏教は数学と言うツールや実験と言う手段を使わず、直接神の言葉を聞き取っているのかもしれない・・・・。
@@zi3ytb 仏教の瞑想で観察するそうです。
すごい面白かった!(ﾟ∀ﾟ)=3 こういう話。たまたまNHKラジオで聞く以外に遭遇したこと無かったんだけど、今はユーチューブに動画上がってるんだね！
技術とかじゃなく感覚で分かる人増えてますよ
いろいろと何となくしか分からないけど、銀の電子は公転していていないって事は核の周りを回っていないって事？
１か所にとどまっているけどどこにあるのかは確率的にしか分からないって事？
量子論では極小の素粒子の世界だけではなく、月のような大きなものも観察するまでどこにあるのか分からないということ？
不確定性原理では広がるほうが安定、なのはなぜ？
スピンの上下の向きって何を基準にして上下なの？
銀原子の電子の公転成分はS状態という球対称な状態になっています。詳しく言うと電子の存在確率分布が球対称になっています。この場合、磁場は作られません。
やっぱりサムネは関係ないのね。。地球の自転の話かと思った。話は面白いと思います。量子力学なつかしい！時間があるとかないとか、そっちをなんとかしないと、、という記憶があります。
50年ほど前に買った量子力学の本は殆ど理解できないまま捨ててしまいました。
あの頃このような話を聞かせてもらえたら・・・・・残念です。
もしよろしければ、誰が書いた本だったのか教えてもらえますか？
@@GBY13 もう50年ほど前の事なのでよく覚えておりません。スミマセン
@@GBY13 追伸：2分冊か3分冊でした。
でも実は５０年前と４０年前の量子力学だとだいぶ違うんよ。。
ちょうど黎明期ですから。
それを読んで理解したとて、あまり面白くなかったかもよ？
@@FuroTaki 今回の機会に遠い記憶をたどると本の中に＊＊＊量子数なんて言葉があったような気がします。
その中で印象に残っているのがスピン量子数です、何やら電子の回転方向が磁石のNSを決めているらしいと言った程度の理解ですが。
18:40 笑うところ
ほんと読み漁った。物の本質はエネルギーの雲みたいで、３次元以上の異空間の中を雲のように漂ってて、観測するとぴょこんと３次元空間に水滴として現れてくるんだ。トンネル効果で高次の異空間の中を漂ってる。
反対のスピンは同じ位置に居れる、これで６次元か？
空間というか、長さの最小単位だな。
素粒子研究って役に立ってたんだな、初めて分かったｗ
地球が自転し続けているように宇宙空間に宇宙船内に大きな磁石を地場にしてその中にNとSの物体を置くと永久に回り続けて 永久自動エネルギを作りだすことができませんか
ポールシフト（地球の磁場が逆になる）地球の外からの何かしらの影響で起きることなんですね。電気を帯びた人間の大きさのお話も、、、、超古代の生きものの大きさも何かが関係していそうで、ワクワクしてきました。
最初に「えー」とか「えっと」が目立つとスピーチが耳に入らなくなる
ブラックホールは磁石になった状態！？
磁力は、なにかしら反重力物質と関係ありそうですね。夢がありますね。
放射線のシールドとか出来ないのでしょうかね？
@atpointcloud さん もしかして、MRI関係か粒子加速器のお仕事ですかね…。自分も超強力磁場でやってみたい実験が…。それはさておき、電子のスピンが磁力の原因だとすると、換気扇をイメージすれば吐き出す方と、吸い込む方みたいなイメージが出来るかもです。他に例えが思いつかない(笑)
N極だけの素粒子、S極だけの素粒子があるハズだ！と考えられモノポールと呼ばれていますが、今だ発見はされていませんね。
今の物理学者は、電磁気力と強い核力、弱い核力を統合して、根本は同じ物だと言う事を証明しました。
そして、この分野の大半の物理学者がこれら、電磁気力等と重力は同じ物であると”信じて”大統一理論を作ろうと頑張っております。
その成果が超原理論やらブレイン理論です。
これによれば、重力や電磁気力等、自然界を説明する力を全て統一して説明する事が出来、宇宙の謎に近づけそうだと考えています。
もちろん、「重力だけは別なのではないか？」とする学者も少数ですが居ますよ。
質問です。グラスの中に水を入れてその中に
ネオジュウム磁石を入れた場合は水の分子は
回転し磁化水に成りますか？
私見です、電子の自転、原子核の自転、分子の自転はそれぞれ磁化に反応する回転レベルが桁違いです。まして水分子は液体でクラスター状態（高分子みたいなもの）をつくるので回転はほぼしないでしょう。
もし反応があるとすれば磁化せず熱エネルギー
@@user-jq3hh7nm4q 同意！！
@@zi3ytb さん、ついでに
電気流すと酸素と水素に分解するとか、
複数の双極磁力で水流をつくる磁力推進の船とか、
イオン交換や熱運動エネルギーだもんね。
大体、液体が磁力を持ったとして対象物に磁力効果を与える前に液体自体がその形に流れて落ち着いちゃうでしょ、表面張力やファンデルワールス力を磁化と言うべきではない。
@@user-jq3hh7nm4q さん
そう言えば、昔「超磁力で処理した水です！！」とか言ってた商売は公正取引委員会によって科学的根拠が無いとの事で排除されましたね。
例え意図したクラスターが作れたとしても、持続出来るのは0.1ナノ秒位だと言われている。
つか、磁力で水の性質が変化したら、超強力磁場であるMRIに入ったら生物は生きてられない事になっちゃうよね。
@@zi3ytb さん
MRIといえば、刺青入りは火傷してしまうから検査できないんだって。
とりあえず
不確定性原理
すげー！
ってことだけはわかったw
地球も磁石でもマントルは固形？ポールシフトとの関係はありますか？
マントルの柔らかい所と硬い所では流れが変わる事で対流が起こり
磁場変化が生じればSNが２つ以上できる事が有り得るかも？
地球の半径は6400Km、マグマ溜まりの深さがせいぜい50Kmその下のプレ－トマントルの厚みもどこまでといえませんが同じぐらいだと、イメージとして牛乳を温めるとできる湯葉。
その下のP波層S波層と地球天体の磁極を決めるなかで占める質量割合が違い過ぎる、どうなんだろう。
人間誰も見たこと無い地震波等で憶測するしかない！種々の観測データからです！
磁石の観測からの憶測、憶測ですよ
いずれはわかるかも？
電流を流すと磁場が発生する。
なぜ、磁場が発生するのか？ ここの説明がスキップしてる。
電流が磁場を生み出すプロセスで、何らかの「力」を生み出すのだろうけど、この「力」の正体はなんなのか？説明して欲しい。
@@TrFusion 質問の意図は事象についてではなく、本質的な「力」についての根本的な部分についての疑問でした。
「力の作用」について、事象としての説明はよくあるのですが「力とは究極的にその正体は何か?」という疑問です。
portjamesjp ブルーバックス的な言い方しかできませんが、力というのは粒子の交換で発生するそうです。で、電磁気力は光子の交換で発生します。
素粒子の自転が磁場の源なら、磁場がない惑星はどうなっているんでしょうね。？
スピンの方向がそろっていなければ、相殺してゼロになります。
月を見ている自分と、月を見ていない自分が共存する。素粒子は粒子性と波動性を有する（二重性）。
説明はとてもわかりやすかったが、結局、量子力学が不思議すぎて根本はわからなかった。そのわからなさが研究の魅力なんだろうな。
最初は何でも不思議だけど、それに慣れる日が来る。で、分かった気になる。量子力学はほとんどの人が分かった気になっているだけだと思う。もしかすると、本当に分かっている人はこの世にいないかもしれないし、本当に分かることのできないものかもしれない。それが量子力学です。
二日間とか気使わなくていいからどんどんやって下さい。気付く人は多いんで。
すばらしい技術だがビジネスでは日本企業よりもサムスンや中国企業の方が早く取り入れてしまうんだろうな…
時間差がエネルギーを生むのか？
時間が止まっていればそこに存在する確率は100％。時間が進んだら同じ所に存在する確率は0
％。観測し続ければいいけれど、単独で観測するのは大変なので複数で観測しながら交代で休む。
善と悪は一体で、同じ場所に居られるけれど、善と善、悪と悪は同じ場所に居られず、細胞分裂して似たような別の世界を作る。バランスを取ろうとしているS極とN極。
回転量の総和が一定なら、どこかが右回りならどこかが左回り。銀河が右回りなら、反対の宇宙に左回りの似たような銀河がある。入れ子構造なら、歯車は無限に存在する。風が吹けば桶屋が儲かる。
電子の公転周期(KL…)と自転速度って関係してるんかなぁ？
電子ってボールみたいな大きさのあるものなんでしょうか？その場合、電荷は電子の表面にあるんですか？それとも中にあるんですか？
ひも理論を見るのをお勧めします。
電子のような素粒子は大きさ＝０です。素粒子ではない陽子は大きさをもちます。
角運動量は保存されなくてもよいと思う。エネルギーは保存されるが。力も保存されなくてもよい。
考えている系が回転対象ならば保存されます。エネルギーが保存するのは時間推進に対する対称性がある場合です。
重力なんてものはなく、素粒子の回転による湾曲というか「反り」である。光もまた反っている。
俺のムスコも反っている。
たまにだがw
回転させた車輪を持った人が回り出すという実験。逆に人の方を回転させると車輪が自然に回り出すのだろうか？
たぶん回ります
回ります。
人を回すっていうより、人はただの支え(ステー)で下のターンテーブルを回します。
実際は人では耐えられないだろうから金属のステーを使うと思いますけどね^^;
そうか！だから昔ufoつまり円盤は回転してたんだ。それを中に回るものと置き換えればufoのように飛ぶわけだ
つまり電子スピンを拡大したんだな！（）
説明されてもよくわからなかった。(^^;
ご本人が理解されていることと、それを噛み砕いて素人に伝えることとは別な話なんだろうな。
聞く側にも一定の素養が必要なんだと思います。
むずかしいな
模式図のことをマンガって表現するのは理系大学教授共通なのかなw私のとこの大学教授も数人そう言ってたから...世代的な言い回しなのかな
なんでもいいけどなんか可愛いからすき
話はすごく面白いんだけどＥＵ～ ＡＵ～ ＡＲＵ～と合間で何故か英語の発音に舌を巻くのが凄く気になるんですけど(笑)
大学2年のころかな、授業で扱いましたよ。
あばたけだぶら
東北より上です。
あばたけだぶら
あなたは普段からその口調なのですか？