よい子わるい子ふつうの子２（仮）

東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻の伊與田英輝助教、金子和哉大学院生、沙川貴大准教授は、マクロ（巨視的）な世界の基本法則で、不可逆な変化に関する熱力学第二法則を、ミクロな世界の基本法則である量子力学から、理論的に導出することに成功しました。これは、極微の世界を支配する「量子力学」と、私達の日常を支配する「熱力学」という、二つの大きく隔たった体系を直接に結び付けるものです。本研究では、量子多体系の理論に基づき、単一の波動関数で表される量子力学系において、熱力学第二法則を理論的に導きました。従来の研究とは異なり、カノニカル分布などの統計力学の概念を使うことなく、多体系の量子力学に基づいて第二法則を導出したことが、本研究の大きな特徴です。さらに、ゆらぎの定理と呼ばれる熱力学第二法則の一般化を、同様の設定で証明することにも成功しました。本研究の成果は、量子力学だけに基づいて不可逆性の起源を理解する大きな一歩となるのみならず、冷却原子気体など高度に制御された量子多体系の非平衡ダイナミクスの理解にもつながると期待されます。

熱力学第二法則は不可逆な変化に関する法則だ。ある変化が不可逆であるとは、その逆向きの変化が自発的には起きないことを意味する。こうした不可逆性は、しばしば比喩的に「時間の矢」と呼ばれる。

熱力学の特徴の1つに、それがマクロな現象に関する理論であることが挙げられる。マクロな物質には、ミクロな構成要素が含まれている。この構成要素の基本法則は、時間反転に関して対称的であるという性質がある。これは、不可逆性を表す熱力学第二法則とは著しく異なった性質といえる。そのため、ミクロで可逆な法則とマクロで不可逆な世界との整合性をどう理解するかは、19世紀以来の物理学の大きな難問となっていた。

しかし、近年、量子力学と統計力学を用いて、熱力学第二法則を理論的に導くことが可能になってきた。そこで重要なのは、エントロピーのゆらぎまで考慮に入れることで、熱力学第二法則を等式で表現する「ゆらぎの定理」と呼ばれる統計力学の定理だ。すでに、熱力学第二法則やゆらぎの定理は情報熱力学として情報量を含んだ形に一般化されており、情報と熱力学の関係が実証されている。これらの研究において、熱力学第二法則などを導出する際の重要な仮定は、熱浴の初期状態が統計力学におけるカノニカル分布であることだった。

今回の研究では、マクロな世界の基本法則である熱力学第二法則を、まず第二法則が成り立つ精度を任意に決めて、その精度に対して熱浴のサイズを十分大きくとれば第二法則が成り立つ、という形で、数学的に厳密に定式化し、ミクロな世界の基本法則である量子力学から、理論的に導出することに成功したという。

また、従来の研究とは異なり統計力学の概念を使うことなく、多体系の量子力学に基づいて、量子力学的な純粋状態についても第二法則が成り立つことを理論的に証明。さらに、「ゆらぎの定理」を同様の設定で証明することにも成功したとしている。

今回の成果について研究グループは、量子力学だけに基づいて不可逆性の起源を理解する大きな一歩となるのみならず、冷却原子気体など高度に制御された量子多体系の非平衡ダイナミクスの理解にもつながると説明しているほか、この理論は多くの量子多体系に適用可能なものであるため、ブラックホールの情報パラドックスなどへの応用も期待されるとコメントしている。

『ガンダムワールド』は、2003年から現在まで14年にわたり人気を集めている“機動戦士ガンダムシリーズ”の期間限定イベントです。

スペースワールドでの初開催は、『ガンダムワールド』がスタートした年と同じ2003年。

その後、2005年、2012年と開催回数を重ね、そして2017年夏、スペースワールドでは最後となる４回目の開催が決定しました。

宇宙をテーマにしたスペースワールドと、宇宙を舞台にした「機動戦士ガンダム」は世界観を共にする部分も多く、これまでの『ガンダムワールド』はスペースワールドにご来園された多くのお客様に、毎回喜んでいただけたと思います。

そして、今回も是非、スペースワールド最後の『ガンダムワールド2017inスペースワールド』、を楽しんでいただければと思います。

スペースワールドは今年12月末で閉園しますが、スペースワールドでご覧いただいた数々の『ガンダムワールド』が、皆さまの心に永遠に刻まれることを願っています。

今日、スペースワールドのガンダムワールド行ったんだけど、なかなかセンスがあったw pic.twitter.com/vosnDK7iJ2

— Ryo-ma@赤きビルダー (@ganpura35) 2017年8月31日

  三重大学が2018年2月に実施する大学院入試で、選択科目として「忍者・忍術学」を新たに設ける。

   いったい、「忍者・忍術学」とは何なのだろうか。