サイエンスジャーナル

自然科学大好き!サイエンスジャーナル!気になる科学情報をくわしく調べ、やさしく解説します!

2012年03月

地震より巨大なエネルギー?台風・海洋波・火山噴火…驚異の大自然!

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 春一番は吹かなかったが…
 昨夜から南よりの風が強まり、東北から近畿まで、今年一番暖かな朝となった。東京は最低気温が16度にも達した。風速は台風並で、高知県の室戸岬では、最大瞬間風速34.2m/s、東京都心も21.6m/sを観測した。 (2012年3月31日の午前10時現在)低気圧が発達しながら北日本を通過し、前線が本州を南下した。
 
 「春一番」は、立春から春分の間に吹く暖かい南風(8m/秒以上)。なので、今年はカウントされないが、今日が「春一番」的な強い南寄りの風だった。「春一番」が、記録されないのは、2000年以来12年ぶり。今年は九州で観測されたが、関東、近畿、東海地方では観測されなかった。

 この強い風もエネルギーであるが、風力発電で充電したという話は未だに聞いたことがない。もったいない話だ。台風のエネルギーはどのくらいあるのだろう?

Volcano

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驚異の自然エネルギー!地震・雷・山火事…巨大パワーを活かす方法は?

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 東日本大震災のエネルギー
 東日本大震災のエネルギー量はどのくらいであろう?地震のエネルギーの量はマグ二チュード(M)であらわす。東日本大震災のエネルギー量はM9.0である。これを一般のエネルギーの表し方、ジュール(J)であらわすと、どのくらいになるだろう?

 Wikipediaの“エネルギー比較”のページによると、阪神淡路大震災のときの地震エネルギーが、M7.3で、5.62 PJ(ペタジュール:ペタは10の15乗)、関東大震災が、M7.9で44.7 PJ。また、マグニチュード(M)が1違うと、エネルギー量は32倍違うので、これらを使って計算すれば求めることができる。

 東日本大震災のエネルギー量は2.00 EJ(エクサジュール:エクサは10の18乗)になる。観測史上最大の1960年のチリ地震、マグニチュードM9.5は、11 EJ になる。ちなみに、広島に投下された原爆が放出したエネルギーは、55 TJ(テラジュール:テラは10の12乗)なので、東日本大震災は広島原爆の約36000倍にもなる。

Lightning

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天然ガスで温暖化は止まらない?“潮流発電”などの自然パワーを活かせ!

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 天然ガスで温暖化は止まらない
 福島原発事故の影響でエネルギー不足が続いている。石油、石炭に代わるクリーンなエネルギーとして近年天然ガスが注目されている。しかし、最新の研究によると、世界中の石炭火力発電所を天然ガス火力に切り替えたとしても、地球温暖化の進行を先延ばしする効果は今世紀中ほとんど見込めないという。

 そればかりか、これから完全にCO2を排出しない電力に切り替えたとしても、今後100年間の温度上昇を食い止めることはできないという。石炭から天然ガスに切り替えた場合は、100年後の温度上昇を20%程度抑えるだけにとどまる。ただし、再生可能エネルギーや原子力では60~80%ほどの抑制効果が予想されている。(National Geographic news March 15, 2012)

 ただ、天然ガスならば、石油、石炭より大気汚染は抑えられるだろう。原子力がいけないとなると、再生可能エネルギーだが、すぐに需要に追いつける可能性はない。ならば、天然ガスや原子力を使いながら、再生可能エネルギーの量を増やしていくしかない。


Current Generator

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放射性セシウムをどうする?魚はエラから排出!作物はカリウム肥料で守る!

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 セシウム137を排出するエラの機能
 福島原発事故で問題となっている、セシウム137は、678℃で気体になるため、事故で広範囲に放出された。セシウム137は、半減期が30年と長い。またセシウムは土壌粒子と結合しやすいため長い間地表から流されない。このため、短寿命の放射性核種やヨウ素131が消滅したあとにも残る。

 医療用の放射線源に使われるが、体内に入ると血液の流れに乗って腸や肝臓にガンマ線を放射し、カリウムと置き換わって筋肉に蓄積したのち、腎臓を経て体外に排出される。セシウム137は、体内に取り込まれてから  体外に排出されるまでの100日から200日にわたってガンマ線を放射し、体内被曝の原因となる。

 今回、東京大学の金子豊二教授(魚類生理学)らが、魚が海水から取り込んだ放射性セシウムを体外に出す仕組みがあることを突き止めた。エラの細胞に出口があり、出口をつくる遺伝子もわかった。魚からセシウムを早く取り除くのに応用できるという。

Cesium

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失われた“万里の長城”モンゴルで発見!“チンギス・ハーンの壁”と相違

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 万里の長城とは?
 万里の長城は紀元前7世紀の春秋時代から明代まで、約2000年以上に渡り造成を重ねてきた。現存するものの大部分は、明代の建造で、総延長約6000キロの世界最大の城壁で、衛星写真でもはっきりと見ることができる。

 現在の形の長城は秦の時代に、各国で作られていたものををつなぎ合わせた「秦の始皇帝」がその始まりで、その後、特に漢、明時代に堅固な城壁が作られた。明の時代には、西は「嘉峪関」から東は「山海関」、更には遼寧省の北朝鮮国境まで延長された。また北京近郊の長城は二重に築かれている。北京近郊の長城は、石やレンガで作られた重厚なもので、敵監視台、狼煙台などが均等に分布しており、芸術性も高い。

長城が造成された目的は、北方騎馬民族の進入を防ぐ為で、初期の長城は紀元前5世紀の周時代に建造が始まったといわれる。現在、観光地として公開されている長城は、「八達嶺」「幕田峪」「司馬台」「金山嶺」「居庸関」「黄崖関」「山海関」「嘉峪関」などで、その中でも「八達嶺」は北京から比較的近く気軽に行けるので、最も人気がある。1987年、ユネスコの世界遺産(文化遺産)として登録された。

GreatWall

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約1万1500年前、中国で発見の化石(馬鹿洞人)は未知の人類?

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 1万1500年前という時代
 旧石器時代とは、人類が日本列島へ移住してきた時に始まり、1万6000年前頃までの時代。無土器時代、先土器時代ともいう。日本列島が大陸と陸続きだった数十万年前に渡ってきたゾウやマンモスなどの化石が発見されていることから、人類の足跡もその頃にさかのぼるといわれる。

 今のところ日本列島で見つかっている最も古い遺跡は、今から約3万5千年ほど前のもの。縄文時代の始まりを告げる土器の出現は約1万4000年ほど前と考えられているので、日本列島の旧石器時代は約2万数千年以上続いたことになる。

 縄文時代は、年代でいうと今から約1万6,500年前(紀元前145世紀)から約3,000年前(紀元前10世紀)、地質年代では更新世末期から完新世にかけて日本列島で発展した時代であり、世界史では中石器時代ないし新石器時代に相当する時代である。旧石器時代と縄文時代の違いは、土器の出現や竪穴住居の普及、貝塚の形式などがあげられる。

Peking-man

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世界初!青いコチョウラン咲く!青色遺伝子「デルフィニジン」を組換え

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 コチョウランとは何か?
 コチョウラン(胡蝶蘭)は、ラン科コチョウラン属に属する着生ランの一種。学名からファレノプシスとも呼ばれる。学名の語源については、花が蝶の舞っている姿に似ているところからつけられた。

 コチョウランは、その美しさで取り上げられるだけでなく、その光合成についても独特の性質がある。他の多くの植物と同様、ランの花の花弁は花粉媒介を行う昆虫を誘引し、中心にある器官を保護する役割を担っている。

 花粉媒介がすめば、花弁は衰えるのが普通である。これは、それらの器官を維持するのにそれなりの栄養を消費するから、不用になったら素早く捨てる方がよいからである。しかし、コチョウラン属においては、多くの種で花弁は新しい役割を担うようになる。すなわち、それらは緑色に変化し、明らかに光合成をするようになる。

 今回、千葉大大学院の三位正洋教授(植物細胞工学)らは、遺伝子組み換えにより、コチョウランに青い花を咲かせることに成功した。青いコチョウランは世界で初めてという。

Phalaenopsis_lindenii

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植物多様性が大きいのは熱帯雨林よりも草原?7m×7mに131種類の草花

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 熱帯の気候
 熱帯の気候には、熱帯雨林気候、熱帯モンスーン気候、サバナ気候、熱帯夏季少雨気候がある。

熱帯雨林気候(Af)は、赤道直下の島々、アフリカ大陸などのの中西部に分布。年中多雨で気温の年較差は少ない。人の背丈から数十メートルの高さまでになる多種類の熱帯性植物がうっそうと茂っており、午後からはスコールと呼ばれる激しい雨が降る。

 熱帯モンスーン気候(Am)は、弱い乾季のある熱帯雨林気候。赤道から北回帰線の間、モンスーンの影響を受ける海岸部に分布。雨季の雨量は熱帯雨林気候と変わらないが、モンスーンの影響による乾季があり多少乾燥する。植生はおもに落葉広葉樹からなる。アジアでは稲作が盛んで、他にはバナナなどの果物、サトウキビの栽培などが行われている。稲作中心の地域では人口密度が高くなっている。

Jungle_Grassland

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磁場構造・化学組成・水存在?水星探査機「メッセンジャー」1年の成果

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 近くて遠い惑星「水星」
 水星は太陽系の惑星の中では最も小さい。例えば赤道面での直径 4,879.4km は地球の38%に過ぎない。水星よりも大きな衛星は木星のガニメデと土星のタイタンがある。水星の・太陽からの平均距離は5,791万km、大きさ(赤道半径)は、2,440km、質量は、地球の0.05527倍、平均密度が5.43g/cm3、公転周期87.969日、自転周期58.65日である。

 水星の特徴として 固有磁場がある。太陽系内の惑星のなかで地球に次いで密度の高い水星は、その直径の3分の2から4分の3にもなる巨大な核があると考えられている。水星は最も小さな惑星であり、そのため急速に冷えていくため内部は固体であると考えられていたが、マリナー10号によって微弱ながら水星固有の磁場が発見され、その後の観測より、液体の核をもつ可能性が示唆されている。

 なぜ水星のような小さい惑星で核が溶けたままいられるのか、大きな謎となっている。現在運用中の水星探査機「メッセンジャー」などの観測によりその謎が明らかにされてゆくことが期待される。メッセンジャー (MESSENGER) は、アメリカ航空宇宙局 (NASA) のディスカバリー計画の一環として行われている水星探査ミッション、及び探査機の名前である。

MESSENGER

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ビッグバン以前の宇宙に新説!ブラックホールの衝突で宇宙は始まった?

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 ビッグバン以前
 「ビッグバン」とは、現在観測されている宇宙の膨張が始まった時点を指す。その時刻は今から137億年前と計算されている。

 1929年、エドウィン・ハッブル(1889-1953)は、近い銀河ほどゆっくり、遠い銀河ほど早く遠ざかっており、距離とスピードは比例することをアメリカのウィルソン山天文台で発見した。宇宙は膨張していることがわかったのだ。現在から過去へ遡れば、宇宙の初期には全ての物質とエネルギーが一カ所に集まる高温度・高密度状態にあったことになる。この初期状態、またはこの状態からの爆発的膨張をビッグバンという。

 最近、このビッグバン以前に宇宙があり、その痕跡を発見したという研究が発表された。発表したのは、イギリス、オックスフォード大学のロジャー・ペンローズ氏とアルメニアにあるエレバン物理研究所のバヘ・グルザディアン(Vahe Gurzadyan)氏。


CMB

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イルカが話す!イルカが聞く!ラビング・エコロケーションNHKサイエンスZERO

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 イルカその不思議な能力
 イルカといえば東日本大震災の起きる7日前(2011年3月11日)、茨城県鹿嶋市の下津海岸に52頭のイルカが打ち上げられているのが見つかった。ニュージーランドでは、南島のクライストチャーチ市で大地震が起きた前日(2011年2月21日)、同国南部の離島スチュワート島でクジラ107頭が浜辺に打ち上げられていた。

 インターネット上では「イルカやクジラは大地震を予知できるのでは」「座礁と地震に関係があるのでは」と騒がれていた。今、イルカの持つ、不思議な能力があらためて注目されている。

 地震のときの予知能力だけでなく、最近は人間の言葉をまねしたり、物の名前を覚えたり、お互いに体をこすりあって複雑なコミュニケーションをとっていることも明らかになってきた。


Dolphin

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世界最大の“眼”を持つ「ダイオウイカ」の謎に迫る!NHKサイエンスZERO

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 ダイオウイカ、謎の生態
 ダイオウイカ(Architeuthis)は、巨大なイカの一種(1属)。世界各地に存在する巨大な頭足類。深海に暮らす体長18メートルの巨大生物である。SF小説や映画に繰り返し取り上げられてきた謎の生物だ。

直径30センチメートルにもなる巨大な目を持ち、ダイオウホウズキイカとともに、生物界で最大とされている。これによりごく僅かの光をも捉え、深海の暗闇においても視力を発揮できる。

 2012年3月17日、NHKサイエンスZEROで放送の「深海の謎の巨大イカを追え!」では、ダイオウイカの新しくわかった生態について伝えていた。

Giant-squid

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おいしい解凍方法発見!ポイントは熱伝導率と温度差?NHKためしてガッテン!

 おいしい解凍法発見!
 肉を家で冷凍すると、解凍した時に赤い液体が出てくるのはなぜだろう?

これが“ドリップ”というもの。冷凍したときに細胞が壊れるので、その中身が漏れ出すのがその正体。肉や魚を企業が冷凍する時には、-60℃で急速冷凍するので、細胞は壊れない。しかし、普通、家庭の冷凍庫は-10℃くらいの温度で冷やすため、肉や魚を冷凍するのに長時間かかる。その間に、細胞内の血や旨味を含んだ水分が初めに凍って膨張して、細胞膜を壊してしまうことがある。

 ところが、急速冷凍したものでも、解凍方法が悪いと“ドリップ”が出て、べちゃべちゃになり、味が落ちてしまう。今度は溶ける段階で細胞が壊れてしまうからだ。では、冷凍食品の解凍はどうすればよいのだろうか?

Drip

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ニキビの跡はなぜ目立つ?スキンケアはこれでOK!NHKためしてガッテン!

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 ニキビ跡の毛穴はなぜ目立つ?
 青春のシンボルと呼ばれるニキビ。若いときには悩まされた。今でも跡が消えずに残っている。あれは何が原因だったのだろうか?

 ニキビの原因を調べてみると、思春期のホルモンの働きにより、皮脂腺が活発になること。 肝臓障害、ビタミンの欠乏、便秘や胃腸障害などがあげられる。インスタント食品やスナック菓子の食べ過ぎもよくない、取りすぎた糖質は脂肪に変わる。今思うと体によくない生活をしていたものだと思う。

 現在、ニキビの治療法はどうなっているのだろう?ニキビのでき方は、まず「毛穴がつまる」こと。次に皮脂が毛穴に溜まる。そして、これを食べるニキビ菌が増殖し、炎症を起こすという順。このため治療薬の目的は炎症を抑え、ニキビ菌を退治することだった。

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火星を覆う「ダストデビル」「大砂塵」!意外に活発な火星の気象現象!

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 2011年過去最悪、米国の竜巻
 竜巻は世界各地でみられる自然現象で、特に米国、インド、英国、オーストラリアで多く発生する。これらの国では、英国を除き、大陸性気候の影響により、空気中の上層と下層の間で気温の較差が大きくなりやすく、このことが竜巻の発生する基本条件の一つとなっている。なお、英国で竜巻が多いのは、特殊な風の動きのためである。

 日本での竜巻の年間発生数は20個程度でたいした数ではないが、米国海洋気象庁(NOAA)によれば、米国では、年間約1000件の竜巻が記録されている。昨年、2011年は約1900件も記録した。これに加え小型でかなり局地的な竜巻が数千件発生していると考えられている。

 2011年、6月2日の時点で、米国の竜巻による死者数が、523人に上り、過去75年で最悪となった。4月27日、米国5州にまたがって多数の竜巻が発生し、314人が死亡した。 4月27日は、1950年の統計開始以来、最多の犠牲者を出した日となった。5月22日には、ミズーリ(Missouri)州ジョプリン(Joplin)を竜巻が直撃し、138人が死亡した。この竜巻は史上最悪級の風速85m/秒を記録、統計開始以来、最も多くの死者を出した単一の竜巻となった。

Dust-devil

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原因は小惑星衝突?月や火星に磁場がない理由・太陽系の惑星の磁場

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 地球は大きな磁石
 地球は大きな磁石である。方位磁石を使うと、N極が向く方角が北で、S極を向くのが南と決まっている。NとSは引き合うから、北極は磁石のS極、南極は磁石のN極になっている。つまり、地球全体が一つの大きな磁石なのだ。

 では、どうして地球が磁石になるのだろう? それは、地球の内部にある外核という部分が溶けているから。この外核には金属の鉄などがあって、この鉄が流れると、電気ができて、磁石を引きつける性質が生まれる。電磁石のようなもの。

 例えば、鉄に導線を巻いて電気を流すと、その時だけ磁石になる。こうした仕組みが「電磁石」と呼ばれる。自転車のライトの発電機にも磁石が入っている。この場合は、芯がぐるぐる回ると、今度は逆に、電気が起きる。これは発電機の原理「電磁誘導」だ。

Moon-Mars

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21世紀の夢技術:“eco”+Science=“ブルーエコノミー”&“ネイチャーテック”

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 “エコ”と“便利”は両立できる?
 2012年3月14日NHK放送の、クローズアップ現代は興味深かった。「エコ」という言葉はよく聞くが、「エコ」というとどうしても節約、我慢というイメージがある。節約を工夫して楽しめむことは大事だが、我慢ばかり続くのはあまり面白くない。

 一方、エコと同時に「便利な生活」も私たちは望んでいる。「エコ」で「便利」な生活の両立はできないものだろうか?難しそうだが、Scienceの力を借りれば可能かもしれない。現在、エコと最新テクノロジーをプラスして、環境に優しく、かつ便利で豊かな生活をするための研究がすすんでいる。それが「ブルーエコノミー」や「ネイチャーテック」と呼ばれているもの。いったいどんな科学技術だろうか?


NatureTech

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21世紀の夢技術:“お年寄りの知恵”+Science=“温故知新テクノロジー”

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 90歳のお年寄りから学ぶ最新テクノロジー
「温故知新」とは、前に学んだことや昔の事柄をもう一度調べたり考えたりして、新たな道理や知識を見い出し自分のものとすること。古いものをたずね求めて新しい事柄を知る意。孔子の論語に出てくる言葉だ。


 私たちは昔の人の知恵に学ぶべきかもしれない。大量消費の時代が終わり、現在、地球温暖化、原子力発電事故などの影響から、エネルギーを節約・省エネする時代になっている。

2012年3月14日NHK放送の、クローズアップ現代は興味深かった。東北大学では90歳前後のお年寄りから、彼らの子どもの頃から働き盛りだった1960年代の暮らしぶりを聞き取る調査を行っている。

 その頃の日本は、家庭のエネルギー消費量が現在のおよそ5分の1から3分の1以下、便利さはなかったものの自然と共生した心豊かな生活が営まれていた。その暮らしの“知恵”の中から現代社会でも通用するコンセプトを抽出して最新テクノロジーに生かし、成熟社会の新たな生活のあり方を考え出そうという狙いだ。

Wisdom

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古代ペンギン、白黒ではなかった?南半球にしか生息しない理由

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 ペンギンの種類
 愛らしい姿のペンギンは動物園でも人気者だ。ペンギンのよちよち歩きは何ともユーモラスでかわいい。世間一般では「脚が短い」と思われているが、実際には体内の皮下脂肪の内側で脚を屈折している。関節はこの状態のまま固定されているので、脚を伸ばすことはできない。体外から出ているのは足首から下の部分だけである。
 ペンギンの種類はどのくらいいるのだろう?また、その中で一番小さなペンギンと一番大きなペンギンは何だろう?
 ペンギンは、現在では6属19種、コウテイペンギン、アデリーペンギン、ジェンツーペンギン・マカロニペンギン・ヒゲペンギン…などがいる。属や種を特徴付けるのは頭部周辺で、それぞれ特徴的な形態をしている。現生ペンギンの最小種はコガタペンギン(リトルペンギン、フェアリーペンギン、Eudyptula minor)で体長は約40cm、体重は1kgである。
Penguin
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魅惑的なニュートリノ!3つの振動するニュートリノ!光速より速いニュートリノ?

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 ニュートリノとは何か?
 素粒子のうち、レプトン族には、電子、ミュ-粒子、タウ粒子とそれぞれと対を成す、3種類のニュ-トリノ(電子ニュートリノVe,ミューニュートリノVu,タウニュートリノVt)がある。ニュ-トリノは、電荷を持たないレプトンであり、他の粒子との相互作用は、いわゆる弱い相互作用しかない。
 レプトン ニュートリノは、弱い相互作用のみで現れるもので、たとえば、放射性同位元素がベ-タ崩壊する場合には、原子核の中の中性子が陽子と電子と電子ニュ-トリノに崩壊することで、電子ニュ-トリノが発生する。したがって、原子炉からは大量のニュ-トリノが発生しているし、水素などの核融合で輝いている太陽からも大量のニュ-トリノが地球にふってきている。また、パイ中間子は、短い寿命の後、ミュ-粒子に崩壊するが、このとき、ミュ-ニュ-トリノを伴う。
 これまでニュートリノは、質量ゼロと仮定されていた。しかし、最近の研究(2011年6月)により、ニュートリノが飛行中に別の種類のニュートリノに変化する「ニュートリノ振動」と呼ばれる現象を起こしている事が観測された。

Neutrino
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