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!

2014年04月

人食いバクテリアは、無害の細菌から急速に進化したことが判明!

 “人食い”と呼ばれる細菌

 “人食いバクテリア”というものがある。 

 ある45歳の男性では、下肢(脚)の痛みはあったが、自分で自動車を運転して病院へきて、待合室で待っているうちに下肢の腫(は)れが増悪して気分が悪くなり、ただちに入院したが、急性心停止で死亡。この原因が人食いバクテリアだった。

 菌自体はどこにでもいるが、まれに重症化。38度以上の発熱や傷口の痛みが起き、さらにショック症状や肝不全、腎不全を発症する。筋膜や脂肪の組織が壊死して、手や足の切除が必要になることもある。3~4割が死亡する恐ろしい細菌だ。


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グラフェンで質量ゼロ電子を直接観察!ヒッグス粒子に拘束されない電子?

 グラフェンで質量ゼロ電子を直接観察

 炭素原子が6角形の2次元シート状に連なるグラフェンには、質量ゼロの電子が存在する。この特異な電子状態を利用した光学デバイスの開発が世界中で関心を集めている。

 質量がないというのは非常に面白い。最近、素粒子に質量を与えたとされるヒッグス粒子が発見された。この電子は、ヒッグス粒子の作用を受けないということで、まさに量子の世界での不思議な現象だが、この仕組みを解明すれば、質量のないものを人類は創造できる可能性がある。

 今回、光照射直後の超高速の質量ゼロ電子を直接観察することに、東京大学物性研究所の松田巌准教授と東北大学電気通信研究所の吹留博一准教授らが成功した。光通信やレーザー発振などの光学グラフェンデバイスの設計に重要な役割を果たす成果と期待されている。4月21日付の米科学誌アプライド・フィジックス・レターズのオンライン版に発表した。


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よいものを世界へ!ものづくり日本の原点「富岡製糸場」、世界遺産登録へ

 富岡製糸場とは何か?

 「富岡製糸場」が世界遺産登録される見通しになった。私はこのニュースを聞いて、うれしいと同時に「富岡製糸場?」と疑問に思った。何をしたところか知らなかったからだ。

 最近は、「富士山」の世界文化遺産登録や「和食」が無形文化遺産に登録され、「日本」の良さが世界に紹介できる機会が増えてきている。しかし、「富岡製糸場」と聞いて何の象徴かを説明できないのは残念だ。この機会に調べてみた。

 調べてみてびっくり!そこには「ものづくり日本」の原点とも言うべき歴史がそのまま残っていた。建設は明治5年、明治維新後間もない頃だ。赤レンガの建物と、当時の最先端の設備がそのまま保存されていた。


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週刊 サイエンスジャーナル 2014.4.27号 メルマガ・電子書籍 好評発売中!

週刊 サイエンスジャーナル  2014.4.27号 

 

常識を覆す発見!4つのクォークからなる荷電粒子「Z(4430)」確認!

 4つのクォークからなる荷電を持つ新粒子を世界で初めて発見した、と高エネルギー加速器研究機構(KEK、茨城県つくば市)が2007年に加速器のBelle実験の結果として発表していたが、別の実験グループによる追試がなかなかできず、確定していなかった。

 ついにその待望の追試が欧州合同原子核研究所(CERN、ジュネーブ)のLHCb実験でなされた。CERNのグループが4月7日、米科学誌フィジカル・レビュー・レターズへの論文投稿で「KEKが発見した4クォーク荷電粒子を確認した」と発表した。KEKの07年の発見は正しかったのだ。

 原子核を構成したり、力を仲介したりする粒子は、クォークが3個からなる陽子や中性子と、2個からなる中間子に大別される。実際に、加速器の素粒子実験で観測されるクォークの状態はこの2種類のどちらかにほぼ限られていた。クォークが4個以上からなる粒子の存在はよくわかっていなかった。今回、独立の追試で再発見された結果、新粒子が4個のクォークから構成されていることはもはや疑いの余地がなくなった。

 原子や原子核、素粒子を考えてみよう。全ての物質は原子からできている。初めは、ひとつのかたまりだと思われていた原子だが、研究が進みよく調べてみると、原子のまん中に原子核と言うものがあって、その周りを電子が取り囲んでいることがわかった。

 現代ではさらに研究が進み、この原子核もプラスの電気を持っている陽子という粒と、電気を持たない中性子という粒の固まりで、その周りをマイナスの電気を持つ電子が取り囲んでいることがわかった。さらに最新の研究では、この陽子や中性子も、もっと小さなクォークという素粒子からできていることまで解明されている。
高エネルギー加速器研究機構


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週刊 サイエンスジャーナル 2014.4.27号: 4クオーク粒子/下水熱を利用/サメは生きた化石?/炎の中のナノチューブ/第2の地球発見
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常識を覆す発見!4つのクォークからなる荷電粒子「Z(4430)」確認!

 4クォーク荷電粒子発見は正しかった

 4つのクォークからなる荷電を持つ新粒子を世界で初めて発見した、と高エネルギー加速器研究機構(KEK、茨城県つくば市)が2007年に加速器のBelle実験の結果として発表していたが、別の実験グループによる追試がなかなかできず、確定していなかった。

 ついにその待望の追試が欧州合同原子核研究所(CERN、ジュネーブ)のLHCb実験でなされた。CERNのグループが4月7日、米科学誌フィジカル・レビュー・レターズへの論文投稿で「KEKが発見した4クォーク荷電粒子を確認した」と発表した。KEKの07年の発見は正しかったのだ。

 原子核を構成したり、力を仲介したりする粒子は、クォークが3個からなる陽子や中性子と、2個からなる中間子に大別される。実際に、加速器の素粒子実験で観測されるクォークの状態はこの2種類のどちらかにほぼ限られていた。クォークが4個以上からなる粒子の存在はよくわかっていなかった。今回、独立の追試で再発見された結果、新粒子が4個のクォークから構成されていることはもはや疑いの余地がなくなった。(サイエンスポータル)


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廃熱を資源に!地下に眠る「下水熱」のコジェネレーションで暖房や融雪

 地下に埋蔵された廃熱利用

 コジェネレーション (cogeneration)とは、内燃機関、外燃機関等の排熱を利用して動力・温熱・冷熱を取り出し、総合エネルギー効率を高める、エネルギー供給システムのひとつである。略してコージェネ、コジェネとも呼ばれる。

 身近な廃熱利用例としては、自動車の暖房がある。自動車の内燃エンジンからの排熱が、車内暖房の熱源として利用されている。

 最近では、燃料電池コジェネレーションがある。都市ガスなどから水素を取り出し、水素と空気中の酸素から電気をつくる。副次的に発生する熱を蒸気や温水として回収するシステムで、現在、発電効率35〜65パーセント、総合効率で80〜90パーセントに達している。エネファームという名称で普及している。


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“生きた化石”と呼ばれるサメだが、進化している部分が発見された?

 サメは生きた化石

 サメは獰猛で危険な生物というイメージが定着しているが、人に危害を加えるおそれのある種は20~30程度とされ、サメ類全体の1割ほどである。中でもホホジロザメやイタチザメなどは特に危険であるが、その多くは外洋性でふだん人との接触の機会はあまりない。

 サメの起源は約4億年前の古生代デヴォン紀に遡る。最初のサメは浅い海で進化したといわれている。サメは淡水との親和性が高く、今も淡水湖などでとれることがある。

 古生代後期の石炭紀になると、さまざまなグループが現れた。古生代に現れたサメの多くは、石炭紀からペルム紀にかけて絶滅し、現代のサメの原型は中生代に現れたといわれる。サメは出現したときにはすでに現在とほぼ同じような姿をしており、以来あまり大きく変化しておらず、生きた化石と呼ばれることもある。


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炎の中でCNT(カーボンナノチューブ)は成長する?生体に安全無害を確認

 驚異の新素材カーボンナノチューブ

 鋼鉄の数十倍の強さを持ち、いくら曲げても折れないほどしなやかで、薬品や高熱にも耐え、銀よりも電気を、ダイヤモンドよりも熱をよく伝える。コンピュータを今より数百倍高性能にし、エネルギー問題を解決する可能性まで秘めている……。そんな材料があると聞いたら、みなさんは信じられるだろうか?その夢の新素材は日本のつくば市で発見された。

 1990年のC60の大量合成法発見により、90年代初頭の科学界はフラーレンブームに沸き返っていた。これは、炭素電極をアーク放電によって蒸発させると、陽極側にたまった「すす」にC60が大量に含まれているというものです。こうして各国の研究所がフル稼動でフラーレンを生産しようと躍起になっていたころ、世界でたったひとりだけ「陰極側」のすすを観察していた人物がいた。NEC基礎研究所の、飯島澄男主席研究員(現在名城大教授兼任)がその人。

 博士がフラーレンを観察しようと陰極にたまったすすを電子顕微鏡にかけてみたところ、球状のフラーレンとは全く違う、からみ合った細長いチューブ状のものがたくさん観察された。驚異の新素材「カーボンナノチューブ」が人類の前に初めて姿を現わした瞬間だ。


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スーパーコンピュータ「京」で解明!超新星爆発は「ニュートリノ加熱」が原因か?

 ニュートリノ天文学

 ニュートリノ(neutrino)というと、東京大学名誉教授の小柴昌俊氏を思い出す。1987年、自らが設計を指導・監督したカミオカンデによって史上初めて自然に発生したニュートリノの観測に成功したことにより、2002年にノーベル物理学賞を受賞した。

 ニュートリノは、素粒子のうちの中性レプトンの名称。中性微子とも書く。電子ニュートリノ・ミューニュートリノ・タウニュートリノの3種類もしくはそれぞれの反粒子をあわせた6種類あると考えられている。ヴォルフガング・パウリが中性子のβ崩壊でエネルギー保存則と角運動量保存則が成り立つように、その存在仮説を提唱した。「ニュートリノ」の名はβ崩壊の研究を進めたエンリコ・フェルミが名づけた。フレデリック・ライネスらの実験により、その存在が証明された。

 1987年2月23日、南半球に超新星 SN 1987A があらわれ、重力崩壊に伴うニュートリノバーストがカミオカンデをはじめとする3箇所のニュートリノ検出器で検出された。観測成果はカミオカンデのグループによりまとめられ、同年4月に発表された。これにより、超新星爆発の理論モデルの正しさが検証された。一般にはこの出来事をもってニュートリノ天文学の幕開けとされる。


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ブラジルの洞窟で、オス・メスが逆転した不思議な昆虫発見!

 雌雄同体はオス、メスが同一個体

 雌雄同体とは、一般に、雄の生殖器官と雌の生殖器官を一個体に持っているものを言う。そうでないものは雌雄異体という。植物の場合にはそれぞれ、雌雄同株、雌雄異株という。

 雌雄同体の場合、雄の生殖器官と雌の生殖器官が別々に存在し、機能する。動物の場合、配偶子には卵と精子の分化が見られ、それぞれに卵巣と精巣から作られる。これらを同一の個体の上に作るのが雌雄同体である。

 動物全体としては、雌雄異体のものが多いが、雌雄同体のものも珍しくなく、様々な分類群に見られる。カタツムリ、アメフラシ、ミミズなどが有名である。カタツムリやミミズでは体に前後に並んで雄性器と雌性器があり、2個体が行き違うように逆向きに並んで、互いの精子を雌性器に注入し合う。


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第2の地球発見?ハビタブルゾーンにある地球サイズの惑星を初めて発見!

 ついに第二の地球を発見か?

 ハビタブルゾーンとは、恒星の周囲で惑星の表面温度が高すぎず低すぎず、水が液体で存在でき、したがって地球上のような生命を維持するのに適した領域をいう。ハビタブルゾーンを周回することが分かった惑星はかなりあるが、大半は木星や海王星くらいのサイズのガス惑星で、生命がいる可能性は低い。

 NASAの系外惑星探査衛星「ケプラー」の観測から、ハビタブルゾーンにある地球サイズの惑星が初めて見つかった。ハビタブルゾーンの系外惑星はこれまでも発見されているが、いずれも地球の1.4倍以上の直径を持つものばかりだった。

 惑星が見つかったのは、はくちょう座の方向500光年彼方にある「ケプラー186」だ。太陽の半分ほどの質量を持つこの星の周りにはこれまで4つの地球サイズの惑星が見つかっているが、いずれも中心星からの距離が近すぎる。今回見つかった惑星「ケプラー186f」は中心星からほどよく離れたところにあり、しかも大きさが地球の1.1倍しかない。質量や組成ははっきりしていないが、以前の研究からは岩石惑星らしいことが示唆されている。


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週刊 サイエンスジャーナル 2014.4.20号 メルマガ・電子書籍 発売中!

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不明機捜索で注目される海洋ゴミ、最も効果的な対策は“インセンティブ”?

 マレーシア航空370便が行方不明のままだ。海洋の浮遊物を人工衛星で発見し、捜索する方法をとっているが未だに発見につながっていない。この問題については、やはりベトナム沖の深海に沈んでいる可能性が高い。

 オーストラリア沖で目撃された数百もの浮遊物が、捜索していた航空機の破片ではなく、実は投棄された漁具やコンテナの部品、レジ袋などであったことが判明し、世間が海洋浮遊ゴミの存在に関心を払うことになった。

 世界の海には、想像以上に多くのゴミが漂っているという事実が再認識されることになった。そのほとんどはプラスチックで、海洋生物がこれらを飲み込んで、取り返しのつかない事態にまでなっている。

 「海洋ゴミにこれほど世界の注目が集まったのは初めてだ。この機会にぜひ、世界の海がゴミ捨て場になっている現状を多くの人に知ってもらいたい。全ての海洋で起こっている問題だ」と話すのは、ワシントン州シアトルにある地球・宇宙研究所(Earth and Space Research)研究員で、海面海流図の研究をしているキャスリーン・ドーハン(Kathleen Dohan)氏だ。海洋ゴミの問題はどうしたらよいのだろうか?
National Geographic news


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不明機捜索で注目される海洋ゴミ、最も効果的な対策は“インセンティブ”?

 不明機捜索で明らかとなった海洋ゴミ

 マレーシア航空370便が行方不明のままだ。海洋の浮遊物を人工衛星で発見し、捜索する方法をとっているが未だに発見につながっていない。この問題については、量子もつれの原理を使える人の意見に耳を傾けた方がよいと思う。(マレーシア航空370便の行方を探る

 オーストラリア沖で目撃された数百もの浮遊物が、捜索していた航空機の破片ではなく、実は投棄された漁具やコンテナの部品、レジ袋などであったことが判明し、世間が海洋浮遊ゴミの存在に関心を払うことになった。

 世界の海には、想像以上に多くのゴミが漂っているという事実が再認識されることになった。そのほとんどはプラスチックで、海洋生物がこれらを飲み込んで、取り返しのつかない事態にまでなっている。


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天然ガスを安定確保せよ!シェールガス、メタンハイドレードの新技術

 地下のシェールガス、CO2で採掘

 シュールガスの抽出が技術的に難しく、十分な産出量が得られないということがわかってきた。これに対し、技術革新により産出量を増加させる研究発表を京都大学の研究チームが発表した。

 それによると、地下深くの岩盤に含まれるシェールガスを採掘する際、二酸化炭素(CO2)を超臨界状態にして、岩盤に注入する基礎技術で、今秋以降、大がかりな実証実験に乗り出すという。

 二酸化炭素を地中に閉じ込められるため地球温暖化対策にもなり、新たなエネルギー資源の確保と合わせて「一石二鳥」の効果が期待される。数年後の実用化を目指している。


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シェールガスは不確実?日本は確実なロシアとのパイプライン構築を

 シェールガスは不確実?確実なのはパイプライン

 シェールガス革命が日本にとって、確実でない理由として、ガスの抽出が技術的に難しく、産出量も思ったより少ないこと、米国内ではパイプラインで安価な価格で流通しているが、日本への輸出には、液化のための冷温設備や輸送コストが上乗せされることなどがあげられる。

 そこで、注目したいのがロシアだ。世界一の天然ガス埋蔵量を誇るロシアは、シェール革命による天然ガスの大量供給により、最大の需要先である欧州の販売が振るわず、世界シェアが低下という影響を受けている。もし、パイプラインで日本とロシアがつながれば、天然ガスを液化する必要がなく安定して供給することができる。

 現在ロシアは、3月18日にプーチン大統領がクリミア併合の条約に署名して、軍隊を送り力ずくで同地域を併合したことで、国際社会から非難を浴びている。


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シェールガス革命は幻か?想定より少ない産出量、価格変動リスク

 シェールガス革命は幻か?

 シェールガス革命、あるいはシェール革命とは、今まで困難であったシェール層からの石油や天然ガス(シェールガス)の抽出が可能になったことにより、世界のエネルギー事情が大きく変わることを指す。

米国では、シェール層が国土のほぼ全域に広がり、そこに埋蔵されている石油や天然ガスは100年分を超えるといわれていることから、世界最大のエネルギー輸入国から2020年ごろには一転資源大国に躍り出ると見られていた。

 ところが今、シェールガスが危機に陥っている。思ったより採算が取れないというのだ。シェールガスの大規模開発が始まって8年。採掘の経験が増えるにつれ、ガスの産出量の減少が在来型のガス田より早いことが明らかになっている。多くのシェールガス田ではガスの産出が始まって3年経つと産出量が75%以上減少するという。


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中性子が多い原子核の特異構造“中性子ハロー”とは何か?

 中性子が多い原子核の特異構造を解明

 中性子ハローとは、中性子が原子核の中ではなく、その周囲を回っている状態の事を言う。中性子過剰核で見られる現象で、「おぼろ月」の様に見える事から「ハロー」と呼ばれる様になった。

 原子核実験で新しい成果が出た。中性子が非常に多い原子核で、中性子が雲のように染み出す「中性子ハロー」などの特異構造を、東京工業大学大学院理工学研究科の中村隆司教授らが理化学研究所(埼玉県和光市)の大型加速器、RIビームファクトリー(RIBF)の実験で確かめた。

 中性子過剰な原子核や、宇宙での元素形成の研究を発展させる成果として注目される。4月7日付の米物理学会誌フィジカル・レビュー・レターズ電子版に発表した。


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2014年4月14日 火星が2年ぶりに最接近!15日は満月で部分月食

 火星:地球に2年ぶり最接近 満月と紅白の競演

 火星が2年ぶりに接近している。 地球は太陽の周りを365日かけて回るが、火星は687日かけて回る。このため、地球と火星の接近は約2年2か月ごとに起きる。

 2年ぶりに地球に近づいている火星が4月14日、最接近し、赤く輝く星が春の夜空を彩った。満月に近い円い月が近くに並ぶ紅白の競演もあり、天文ファンを楽しませた。

 14日は地球から9239万キロまで近づき、最も明るく見える恒星シリウスと同程度のマイナス1.5等級で輝いた。午後5時半ごろに東の空に昇り、夜には東南の方角に月と並んで見えた。


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「核なき世界」遠く 米国の新型核実験機“Zマシン”がつくる“超高温プラズマ”

 批判を受けるオバマ大統領

 オバマ大統領が批判を受けている。オバマ大統領は「核なき世界」を国際社会に働きかけ、就任した年(2009年度)のノーベル平和賞を受賞している。受賞理由は「国際外交、及び、諸民族間における協力強化の為、並外れた努力を払い、世界中の人々により、良き将来への希望を与えた」である。

 にもかかわらず、核兵器を開発する研究を進めているというのだ。米エネルギー省サンディア国立研究所(米ニューメキシコ州)の「Zマシン」がそれだ。

 「Zマシン」はオバマ米政権が新しいタイプの核兵器性能実験に利用していると、日本の被爆者団体などから「オバマ大統領の“核なき世界”に反する」と批判されている。


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週刊 サイエンスジャーナル 2014.4.13号 免疫機能に新発見/小保方氏の本心/巨大質量銀河団/第50回ノーベル賞

 週刊 サイエンスジャーナル 2014.4.13号配信中! 

「免疫」機能も老化する?老化を制御するタンパク質“メニン”&“バック2”

 「免疫」というと、色々な細菌やウイルスなどの微生物、あるいは異物とよばれる自分のものではないもの(非自己)から、自分たちのからだ(自己)を守ってくれるしくみだ。子供の頃に受けた予防接種(ワクチン)もこの免疫機能を上手に応用したものであり、花粉症等でも知られるアレルギーも免疫反応が原因となっている症状の一つである。

 しかし、免疫機能も、運動能力(体力)、視力、聴力といった能力などと同様に年齢とともに衰えていく。これらは「老化現象」と片づけられがちだが、免疫機能は風邪や肺炎などの感染症を防ぐ監視機構として重要なので、この機能が低下すると若い頃は簡単に治ってしまう疾病でもなかなか回復しない、あるいは抗生物質を投与しても効き目が悪いということになる。

 免疫機能には、自然免疫と獲得免疫の大きく2つに分けることができる。老化に伴って、特に獲得免疫の応答が低下・劣化する。この現象は「免疫老化」と呼ばれ、この免疫老化が、高齢者における慢性炎症疾患(関節リウマチなどの自己免疫疾患)や発がんの増加、易感染性の誘発、ワクチン効率の低下につながると考えられている。
 愛媛大学医学系研究科のグループは、ヘルパーT細胞の細胞老化とそれに伴う機能異常のメカニズムを明らかにし、その対処法を確立することを目的に研究を行った。その結果、免疫システムが老化する仕組みの一端を発見したことを発表した。将来は、老化に伴う感染症や炎症疾患の予防や治療に結びつく可能性があるという。
科学技術振興機構


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