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テクノロジー

夢のがん早期発見が可能に?マイクロRNA(miRNA)を使って血液1滴で13種類のがんを特定!臨床研究へ

 複雑な「がん」の検査

 一般的に日本人の3人に1人が患うとされている大病、癌(がん)。世の中には様々ながんの治療方法があふれているが、がんを克服する上でもっとも重要なことは「早期発見」である。

 早期発見さえできればがんは高確率で克服できるのだ。しかし、どうやってがんを検査し発見したらよいのだろうか?

 最初に行われるのは、担当医による問診と診察である。体の状態や症状などについて詳しく聞かれるほか、診断の手がかりを得るために、過去にかかった病気、現在かかっているほかの病気、家族や血縁者がかかっている(かかっていた)病気(家族歴)や、生活習慣(喫煙や飲酒、職業など)について聞かれる。


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磁気テープの復権、磁気テープの記憶密度で従来比20倍の新記録!低コスト・安定性・ビッグデータに活用

 IBMとソニー、磁気テープの記憶密度で従来比20倍の新記録

 IBMチューリッヒ研究所とソニーストレージメディアソリューションズは、磁気テープによる面記録密度で201Gb(ギガビット)/平方インチを達成し、世界最高値を更新したと発表した。従来比20倍の記録密度となる。研究成果は8月2~4日、つくば市で開催された第28回磁気記録国際会議(TMRC2017)で発表された。

 「磁気テープ」と聞くと、昔のビデオテープなどを思い浮かべて旧式の技術というイメージを持つ人もいるかもしれない。しかし実際には現在も、データセンタにおけるバックアップやアーカイブ用途などでは、磁気テープが現役で利用されている。

 半導体メモリやハードディスクと比較するとデータ容量あたりのコストが格段に低いため、頻繁にアクセスする必要のない大量のデータを保存するには、今でも磁気テープを使うのが最も経済的で効率が良いためである。ビッグデータやクラウドコンピューティングといった新たな用途でも、同様の理由から磁気テープが利用されるようになっている。


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100年に1度の大変化!フランス・英国2040年めどに「EVシフト」を発表、日本はFCV?

フランスに続いて英国も!全世界がEVシフトを進める中、日本だけ水素?

 これには驚いた人も多かった。フランスに続いて英国がガソリン車の販売禁止を打ち出した。

 欧州のEV(電気自動車)シフトが急速に進み始めた。中国も事実上のEVシフトを決め、米国でも電気自動車のテスラ社が躍進を続けており、EV化の流れはほぼ確実といわれている。水素をエネルギー源とするFCV(燃料電池車)を次世代エコカーの主力に据えているのは、事実上、日本だけとなったが、日本の水素戦略はどうなるのだろうか?

 英政府は7月26日、石油を燃料とするガソリン車とディーゼル車の販売を、2040年以降に禁止すると発表した。大気汚染が深刻化していることから、強制的にEVへのシフトを促する。経過措置として汚染のひどい地域へのディーゼル車の乗り入れを禁止するため地方政府向けに予算を拠出する。


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北海道の大樹町で民間宇宙ロケット打ち上げへ!宇宙ビジネスが本格化、地域事業の活性化も期待

民間宇宙ロケット打ち上げへ

 いよいよ宇宙開発が民間でも行われる身近なものになってきた。北海道のベンチャー企業「インターステラテクノロジズ」が単独で開発・製造した国内初の民間宇宙ロケットが、7月30日午後4時半すぎ、北海道大樹町の発射場から打ち上げられた。

 しかし、ロケットの位置などを示すデータが得られなくなったためエンジンが緊急停止され、ロケットは、海上に落下したということで目標の宇宙空間には到達しなかった。残念。

 インターステラテクノロジズの創業者のひとりで実業家の堀江貴文さんは「目標は達成できなかったが、実際に空を飛んだことでたくさんデータが取れた。今後解析して開発に役立てていけば、次か、次の次の打ち上げでは宇宙に行けると思う」と話していた。


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NICT、次世代の「量子通信」 基礎的な実験に成功!超小型衛星から、2つの偏光状態に「0,1」のビット情報を符号化

「量子通信」とは何か?

 「量子通信」とは「光」がもっている性質、潜在能力を全部使い切る究極の通信技術と言える。

これまでの「電気」や「光」による通信は、エネルギーの塊としてしか制御されていない。電気や光のパルスを出すか出さないかで、「0」と「1」の信号を表している。

しかし「光」を「波」と考えた場合、光には「周波数」がある。また波と波がぶつかると波が強くなったり弱くなったりと相互に作用する「干渉」がある。また、光には「偏光」という向きもある。このような性質まで使うと、今の「光」通信よりもはるかに多くの情報量を伝えることが出来るようになる。

 さらに、光は波の性質を持っていると同時に「粒」の性質も持っている。光の粒「光子」としての性質を利用出来るようになると、どんな盗聴でも検知する暗号を作ることが可能になる。光子を盗聴するということは光子を抜き出すということで、抜き取られた部分は光子が抜け落ちたまま受信されるため、盗聴されたことがすぐに分かってしまうからだ。


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新しい宝石?見る方向や光の偏光方向によって色が変化する!レニウム(Re)を含む新物質の合成に成功

レニウムとは何か?

 レニウム(rhenium [ˈriːniəm])という物質がある。レニウムは原子番号75の元素。元素記号は Re。マンガン族元素の一つで、銀白色の金属(遷移金属)レアメタルの一種である。比重は21.0、融点は3100 °C、沸点は5800 °C(融点、沸点とも異なる実験値あり)。常温、常圧で安定な結晶構造は、六方最密充填構造 (HCP)。フッ化水素酸、塩酸には不溶。酸化力のある酸(硝酸、熱濃硫酸)には溶ける。過酸化水素や臭素水にも溶ける。原子価は+2価〜+7価。単体では最も硬い金属である。

 1925年にノダック (W. Noddack) とタッケ (I. Tacke) とベルグ (O. Berg) が発見。ライン川のラテン名 Rhenus が語源。二番目に遅く発見された天然元素である(最後に発見されたのはフランシウム)。

 この金属、実は日本人によって発見されている。1908年(明治40年)、小川正孝は43番元素を発見、ニッポニウム(nipponium, 元素記号:Np 、日本素という意味)と命名したと発表したが、後に43番元素が地球上には存在しないことが判明するとこれは取り消された。


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ゾル・ゲル状態を繰り返す、アメーバのような新物質の合成に成功!新たなタイプの分子マシンになるか?

 アメーバの動きの正体

 アメーバ(amoeba, ameba, amœba)は、単細胞で基本的に鞭毛や繊毛を持たず、仮足で運動する原生生物の総称である。また仮足を持つ生物一般や細胞を指してこの言葉を使う場合もある。ギリシャ語で「変化」を意味する αμοιβη(amoibē) に由来する。

 大型のものは1mmを越えるが、多くは10-100μm程度である。細胞内には核があるが、単核のもの、多核のものがあり、分類群によって異なる。細胞の後端には円盤形の収縮胞が一つある。

 アメーバは基本的に鞭毛や繊毛をもたないが、移動の際は細胞内の原形質流動によって、進行方向へ細胞質が流れるに従い、その形を変えるようにして動く。この運動をアメーバ運動という。この時に原形質流動によって突き出される部分を、足になぞらえて仮足(かそく)という。仮足の先端は幅広く丸くなっており、プラズマレンマという透明な層が見られる。


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子持ち銀河のブラックホールは消化不良?それでも消滅しない超巨大ブラックホールの不思議

 超大質量ブラックホール

 銀河系(天の川銀河)を含むほとんどの銀河の中心には、超大質量ブラックホールが存在すると考えられている。超大質量ブラックホール(Supermassive black hole)は、太陽の10の5乗倍から10の10乗倍程度の質量を持つブラックホールのことである。

 宇宙には我々の住む銀河系の他にも無数の銀河があり、その中にはアンドロメダ銀河やM32、M51といったおなじみの銀河も含まれている。銀河の中心部付近の恒星やガスの動きから超大質量ブラックホールの存在が確実視されているもの多くある。いわゆる活動銀河やクエーサーと呼ばれるものの大部分では、ブラックホールに落ち込むガスから放出されると考えられる大量のX線が超大質量ブラックホールの存在を示している。

 宇宙からのX線は、地球の大気に吸収されてしまうことから人工衛星で観測する必要がある。アメリカのマサチューセッツ工科大学を中心とするグループが、1970年12月ケニアから打ち上げたX線観測衛星“ウフル”によって、数々の天体を継続的に観測し、X線の発生源が中性子星や超新星の残骸、パルサーであることを突き止めた。数々の天体の中からはくちょう座X-1のX線データは不規則で激しく変化し、どのデータにも当てはまらず科学者達はブラックホールを発見する。


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木星の芸術的な画像「まるでゴッホの絵」!木星探査機ジュノーの成果、木星の環を初めて内側から撮影

 木星探査機ジュノーの成果

 ジュノー (Juno) は、NASAの木星探査機である。中規模の太陽系探査を行うニュー・フロンティア計画の一環として行われている。打ち上げは2011年8月5日。2013年10月9日には地球スイングバイによる増速に成功。打ち上げから約5年後の2016年7月5日、木星の極軌道への投入に成功、木星の組成、重力場、磁場、極付近の磁気圏の詳細な調査を行っている。

 2016年8月27日には、探査機ジュノーが初めて木星に最接近した際に木星の環を撮影している。NASAによれば木星の環は、隕石が木星の衛星に衝突した際に発生したチリによって構成されているため、土星と比べると非常に薄く、観測しづらい。

 2017年2月18日、NASAはジュノーが同年2月2日に木星の南極上空を通った際に撮影した木星の写真を公開した。観測の結果、これまで確認できていなかった極点の存在が判明。極点にある明るい楕円形の部分は、直径1000キロ・メートル級の巨大な低気圧が発達したものであることがわかった。


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まるで「ぐでたま」?アルマ電波望遠鏡がとらえた恒星最後の姿、赤色超巨星「ベテルギウス」

 アルマ電波望遠鏡

 2017年6月、アルマ電波望遠鏡が電波で観測した、赤色超巨星ベテルギウスの画像が公開された。その姿は丸い恒星のイメージからは程遠いいびつな形をしていた。この星は星としての寿命を迎えている。

 アルマ電波望遠鏡(ALMA)というと正式名は「アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)で 、標高5,000mの高地、チリ・アタカマ砂漠に建設された大型電波干渉計である。

 2002年から建設が始まり、2013年3月13日に完成記念式典が行われた。2014年6月に全てのアンテナが到着した。アタカマ砂漠に設置することが決定したのは砂漠地帯ならば水蒸気の影響を受けないため、高い周波数(短い波長)の電波の観測が可能である点である。特に、高地砂漠の場合には平野などの低地に比べて比較的高い周波数の電波の観測が容易である。


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量子コンピューターの国際会議 東京で開催!「最適化問題」を瞬時に解く「量子アニーリング」に注目

量子コンピューターの国際会議 東京で開催

 コンピューターをはるかにしのぐ計算能力を発揮すると期待されている「量子コンピューター」の最新の研究成果について話し合う国際会議が、グーグルやNASA(アメリカ航空宇宙局)など世界トップレベルの研究者が参加して、6月26日から東京で開かれた。人工知能や画期的な新薬の開発など私たちの生活にどのように影響していくのか注目される。

 量子コンピューターは従来のコンピューターが「0」か「1」の2進法で情報を表すのに対し、「0」であると同時に「1」でもあるという、電子などの極めて小さな世界の物理法則を応用することで、これまでにない超高速の計算を可能にするもの。

 実現には数十年かかるとも言われていたが、6年前にカナダのベンチャー企業が量子コンピューターのうち「量子アニーリング」と呼ばれるタイプのものを世界で初めて発売。このコンピューターを購入したNASAやグーグルが人工知能や画期的な新薬の開発などに役立つ「組み合わせ最適化問題」と呼ばれる問題で、「従来のコンピューターの1億倍のスピードで計算できた」と発表したことから、急速に研究が加速しつつある。


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台風の全容が初めて明らかに!「京」のシミュレーションで地表付近に3つのロール構造が出現

 台風の中の突風はどのようなしくみで生じているか?

 直径が約1000km の激しい大気中の渦巻である台風は、大雨や暴風・高潮・高波による被害や 塩害などを広範囲にもたらす。このうち、台風の強風は中心から数100kmの広い範囲に生じるが、台風の通過後に強風の被害を調べると決して一様ではなく、1km以下の被害域が点在している場合がある。

 1990年後半になって、そのような点在する小規模な被害域の手がかりが得られた。可搬型のドップラー・レーダーにより、台風内の地表面近くに数 100m 間隔で並ぶ水平軸を持ったロール状の渦構造があることがわかってきた。

 このような台風の地表面付近の微細構造は、突風の原因となるだけでなく、地表面(海面)と上空の大気との間の、熱や水蒸気、運動量の交換を通して台風の構造や発達にも影響するため、その理解は防災上も気象学的にも重要だ。


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いよいよ宇宙ビジネス時代到来!日本の民間衛星、インドで打ち上げ成功!宇宙旅行や宇宙輸送、宇宙資源など

日本の民間衛星 インドで打ち上げ成功

 日本の民間企業が本格的に宇宙ビジネスに参入しようと開発した超小型衛星が6月23日、インドのロケットで打ち上げられ、軌道の投入に成功した。軌道の投入に成功したのは、大手精密機器メーカーのキヤノンが開発した大きさおよそ50センチほど、重さ60キロほどの超小型衛星。

 この超小型衛星はインド政府のロケットに搭載され、日本時間6月23日午後1時ごろ、インド南部のアンドラプラデシュ州スリハリコタにある宇宙センターから打ち上げられた。

 ロケットには、日本のほかドイツなど14か国から依頼を受けた超小型衛星とインドの観測衛星の合わせて31機も搭載され、総重量は955キロになった。


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かつて火星には海があり温暖な大気に包まれていたが、磁場がなく太陽風の影響で大気が流出したらしい

 火星探査機メイブンとは何か?

 メイブン(MAVEN)は、NASAの火星探査計画及びその探査機の名称。探査機を火星に送り込み、火星の大気とその宇宙への流出の進展について研究を行う。MAVEN計画の主要計画者はコロラド大学ボルダー校宇宙大気物理研究室のブルース・ジャコスキーである。

 NASAのマーズ・スカウト計画によって立ち上げられたもので、同計画自体は2010年に中止されたが、フェニックスとMAVENの2機は終了前に開発が決定していたために継続が決められた。マーズ・スカウト計画は予算を4億8500万USドル以内に収めることを目標にしている。2008年9月15日、NASAはMAVENをマーズ・スカウト計画の一端として2013年のミッションに選択したと発表した。MAVENは合計10機の提案のうちの一台であり、最終選考でもう1台のライバル機に勝って選択された。


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世界初!アルマ電波望遠鏡が、巨大な「赤ちゃん星の成長」 を観測!原始星から噴き出すアウトフローが鮮明に

 恒星の一生とはどんなものだろう?

 恒星の誕生から最後までに起こる構造の変化は恒星進化論(stellar evolution)という理論にまとめられている。

 恒星進化論においては、恒星を生物になぞらえてその誕生から最期までを恒星の一生とし、幼年期の星、壮年期の星、老年期の星、星の死といった用語を用いる。恒星進化論の中で用いられている進化も生物になぞらえた言葉であるが、生物の進化とは異なり、世代を超えた変化ではなく恒星の一生の中での変化を表している。

 恒星は自分自身の重力があるので常に収縮しようとする。しかし、収縮すると重力によるポテンシャルエネルギーが熱に変わる。また充分に高温高圧になれば核融合反応が起こり熱が発生する。これらの熱によってガスの温度が上昇すればガスは膨張しようとする。このようにして収縮と膨張が釣り合ったところで恒星は安定している。重力と核融合によるエネルギーを使い果たすと、恒星は収縮をとどめることができず最期を迎えることになる。


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近海(房総半島沖)にレアメタル含む岩石(CRC)を大量発見!掘削技術開発で資源貧国から資源大国に

 レアアースとレアメタルの違い

 「レアメタル」と「レアアース」はよく似た言葉だ。レアメタルは長年にわたり経済界で使われてきたメジャーな言葉で、一般的にも知られています。レアアースの方は、2010年に発生した中国との尖閣諸島領有をめぐる事案で知ったという人が多い。

 「レアメタル」(rare metal)は、定義が厳密に決まっていないが、希少性の高い金属類のことで、1980年代に通商産業省(現在の経済産業省)が47種の元素をレアメタルとして指定したのが、ひとつの目安になる。この47種に加え、現在ではイリジウム、ロジウムなどもレアメタルと考えられている。

 「レアアース」(rare earth)は、「希土類元素」と訳されるが、1974年に、フィンランドの科学者が当時未知だった酸化物をこう名付けた。したがって化学の用語である。17種の元素であり、これはすべて通商産業省が指定した47種の「レアメタル」元素の中に含まれている。つまり、レアアースは、レアメタルの一部なのだ。


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2次元で世界最高強度の物質「グラフェン」を、3次元に転換成功!宇宙エレベーターなど実用化へ前進か

 グラフェンとは何か?

 グラフェン (graphene) とは、1原子の厚さのsp2結合炭素原子のシート。炭素原子とその結合からできた蜂の巣のような六角形格子構造(ハニカム状)をとっている。

 グラフェンが3次元的に積層した結晶がグラファイト(黒鉛)で、鉛筆の芯にも使われる身近な物質だ。層間の結合は弱いファン・デル・ワールス力なので、グラファイトは劈開性に富み、鉛筆で線が描けるのはそのため。

 グラフェンの炭素間結合距離は約0.142 nm。炭素同素体(グラファイト、カーボンナノチューブ、フラーレンなど)の基本的な構造である。ダイヤモンド以上に炭素同士の結合が強く、平面内ではダイヤモンドより強い物質と考えられている。物理的にもとても強く、世界で最も引っ張りに強い。熱伝導も世界で最も良いとされ、電気の伝導度もトップクラスに良い物質である。


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NASA、太陽“かすめる”探査機「パーカー・ソーラー・プローブ」を投入!炭素複合素材を盾に灼熱の世界へ

 太陽とはどのような天体か?

 私たちは太陽についてどのくらい知っているだろう?

 太陽の半径は約70万kmであり地球の約109倍に相当し、質量は地球の約33万倍にほぼ等しい。平均密度は水の1.4倍であり、地球の5.5倍と比べ約1/4となる。太陽系の全質量の99.86%を占め、太陽系の全天体に重力の影響を与える。太陽は属している銀河系の中ではありふれた主系列星の一つで、スペクトル型はG2V(金色)である。

 太陽の推測年齢は約46億年で、中心部に存在する水素の50%程度を熱核融合で使用し、主系列星として存在できる期間の半分を経過しているものと考えられている。人類は太陽を通じて核融合反応を発見したが、地球上での核融合反応にはまだ成功していない。


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日本版GPS衛星「みちびき」打上げ成功!スマホでも利用GPSの仕組みとは?誤差がわずか数センチに

 日本版GPS衛星「みちびき」を打ち上げ成功

 スマートフォンやカーナビなどで利用されている、位置情報システムの性能を飛躍的に高める日本版GPS衛星の「みちびき」が、6月1日午前9時17分、鹿児島県の種子島宇宙センターからH2Aロケットの34号機で打ち上げられた。「みちびき」は、打ち上げのおよそ29分後、午前9時46分ごろに、高度275キロ付近で切り離された。

 日本版GPS衛星の「みちびき」は、アメリカのGPSと同じように、スマートフォンなどの携帯端末で位置情報を得られる衛星で、1つの機体が1日あたり8時間程度、日本付近の上空にとどまる特殊な軌道を飛行する。

「みちびき」は、今回も含めて、ことし中に合わせて3機が打ち上げられる計画で、7年前に試験的に打ち上げられた1機と合わせて、4機体制が整えば、常に1機以上が日本付近の上空を飛行するようになり、来年の春にも実用化する予定だ。


 

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NTT、"マクスウェルの悪魔"の再現に成功!熱ノイズを巧妙に利用したトランジスタで電流が流れる

 マクスウェルの悪魔とは?

 マクスウェルの悪魔(Maxwell's demon)とは、1867年ごろ、スコットランドの物理学者ジェームズ・クラーク・マクスウェルが提唱した思考実験、ないしその実験で想定される架空の、働く存在である。マクスウェルの魔、マクスウェルの魔物、マクスウェルのデーモンなどともいう。 分子の動きを観察できる架空の悪魔を想定することによって、熱力学第二法則で禁じられたエントロピーの減少が可能であるとした。 熱力学の根幹に突き付けられたこの難問は1980年代に入ってようやく一応の解決を見た。

 結論からいうと、それは「マクスウェルの悪魔は存在しない」というものだった。熱自体はエネルギーとして認められているものの、一度混ざってしまったお湯を熱いお湯と、ぬるいお湯に分けることなど普通は不可能だ。熱の正体は分子の運動量の大小に置き換えられるが、運動量の大きな分子だけを選り分けることができれば、熱いお湯をつくり出すことができる理屈だが、個々の分子の運動量を測定して、選り分けるのにエネルギーを必要とするからだ。そんな、永久機関のような「マクスウェルの悪魔は自然界に存在しないだろう」と考えられていた。


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