【物理】50年前に予言された炭素12原子核の新励起状態「ホイル状態」を磁気スペクトロメータ「グランドライデン」を用いて発見―東北大等

1 ：11/11/27 〜 最終レス ：11/12/01

東北大など、50年前に予言された炭素12原子核の「新しい励起状態」を発見
東北大学と大阪大学は11月21日、炭素12原子核の「新しい励起状態」を発見したことを
発表した。今回の発見は宇宙における元素合成過程の解明に関しての手がかりになると
同時に、生命誕生の謎にも迫れるものとして期待されるという。
研究チームは、東北大学サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター、大阪大学核物理研究
センター、京都大学大学院理学研究科、甲南大学、米ノートルダム大学の研究者らによっ
て組織されており、成果は11月14日に米物理学会の学術雑誌「Physical Review C」にお
いて公開された。
人体を構成する炭素や酸素など、水素とヘリウムを除いた元素の数多くは、第一世代の恒
星における核融合反応やそれらの超新星爆発などで誕生したとされている。しかし、恒星内
の核融合反応については謎が多く、その機構解明には原子核構造の研究が重要な役割を
果たすと期待されている状況だ。
炭素12原子核には、炭素よりも重い元素を合成する過程で非常に重要な役割を果たす励
起状態である「ホイル状態」があることが、約50年前から予言されている(画像1)。しかし、こ
のホイル状態がどのような構造を持つ状態なのかという点は、長年の謎となっており、現在も
実験と理論の両面から精力的な研究が続けられている状況だ。
http://news.mynavi.jp/photo/news/2011/11/22/069/images/002l.jpg
画像1。ホイル状態と炭素12原子核の合成
3つのヘリウム4原子核から成り立つとする理論模型「アルファ・クラスター模型」によると、ホイル
状態は通常の原子核と比較して1/5〜1/6ほどの密度しか持たない希薄な状態だという。通
常の原子核はその種類によらずにほぼ一定の密度を持つことから、アルファ・クラスター模型が
予言するホイル状態の性質は予想外のものとされ、その実験的検証が求められていたのである。
さらにアルファ・クラスター模型は、ホイル状態よりも高い励起エネルギーに別の回転励起状態
があることも予測。もしこの励起状態が実際に存在すれば、炭素より重い元素を合成する速
度が著しく増大し、宇宙の歴史や生命誕生の歴史のシナリオに大きな影響を与えると考えら
れている(画像2)。しかし、その予測された未知の励起状態については、これまで残念ながら
実験的な確認ができていなかったというわけだ。
http://news.mynavi.jp/photo/news/2011/11/22/069/images/001l.jpg
画像2。新しい励起状態と炭素12原子核の合成
そこで今回、阪大核物理研究センターのリングサイクロトロン施設において、世界最高クラスの
性能を有する磁気スペクトロメータ「グランドライデン」(原子核散乱において発生する荷電粒子
を磁場中に入射させて分析し、荷電粒子のエネルギー・放出角度を測定する大型実験装置)
を用いて、原子核散乱の精密測定が実施された。この結果、炭素12原子核における新しい
励起状態の存在を確認することに成功したのである。
新しい励起状態の存在を実験的に確認できたことから、研究チームは恒星内における元素合
成過程やホイル状態の特異な構造の解明が進むと説明している。また、宇宙での炭素の作ら
れる度合いによって生命体の進化は異なってくると考えられることから、生命誕生の謎にも迫ら
れるとしている。
デイビー日高/マイナビニュース　 2011/11/22
http://news.mynavi.jp/news/2011/11/22/069/
Candidate for the 2+ excited Hoyle state at Ex〜10 MeV in 12C
M. Itoh, H. Akimune, M. Fujiwara, U. Garg, N. Hashimoto, T. Kawabata, K. Kawase,
S. Kishi, T. Murakami, K. Nakanishi, Y. Nakatsugawa, B. K. Nayak, S. Okumura, H.
Sakaguchi, H. Takeda, S. Terashima, M. Uchida, Y. Yasuda, M. Yosoi, and J. Zenihiro
Phys. Rev. C 84, 054308 (2011)
http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevC.84.054308
>>2辺りに続く

2 ：

Viewpoint: Rotations of the Hoyle State in Carbon-12
Hans O. U. Fynbo, Martin Freer
Published November 14, 2011 | Physics 4, 94 (2011) | DOI: 10.1103/Physics.4.94
http://physics.aps.org/articles/v4/94
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3 ：

厨二なオーラを醸し出す語句が並んでいていい感じ。

4 ：

新しい励起状態 なんかおっきしそうだｗｗ

5 ：

知っているのか雷電

6 ：

グランドライデンとかかっこよすぎんだろ濡れて来たわ

7 ：

よく聴く“生命誕生の謎にも迫れるもの”って、全部で何種類くらいあるんだぜ？

8 ：

50年前に予言された炭素12原子核の新励起状態「ホイル状態」について
アルファ・クラスター模型が予言する性質を持つことを、
阪大核物理研究センターのリングサイクロトロン施設において、世界最高クラスの
性能を有する磁気スペクトロメータ「グランドライデン」を用いて実証。
宇宙の歴史や生命誕生の歴史のシナリオに大きな影響
―東北大、阪大、甲南大、ノートルダム大

9 ：

なんでエレクチオンしないのよおお！

10 ：

こういうのはテレビのニュースでやるの？
全然わからん

11 ：

:　　　　　　　　　　　　　　|　　 []　　｜ くらえ!! グランドライデン!!
　　　　　　　　　　　　　　　＼＼(ﾟдﾟ)／ ／　　／￣＼
　　　　　　　　　　　　　　　 　（||▽_▽||)／＿/＿__ｘ――――i､ﾉ/ﾉノ.,、
　　　　　　　　　　　　　　／ ／/>∧<▽ ／＿＿／_ﾝ＼＿＿／ﾉノ_^,〜´
　　　　　　　　　 _　_,＿,_田l／￣￣田|. ：|　　　 |((＿IIﾐ!=|　　|| （ て´
　　　　　　　 　 ﾟづンI＿_iｊ　　　／| ＼＼,|□´,／　　 ￣￣￣~＼）
　　　　　　　　　　｀　　　／￣￣￣　　Yﾝフ￣　　||　　　　＼＼
　　　　　　　　　　　　 ／_＿＿,△目彡/　　＼ 　||　　　　　＼＼
　　　　　　　　　　　　 ￣　｀＼Z>ｌ／＜＞、　　＼||／￣￣￣∨
　　　　　　　　　　　　　　　　 _l＝＝＝／＼ノ＼
　　　　　　　　　　　　　　　／□Ｖ　□ト彡"＼/＞＝＞X<
　　　　　　.　　　　　　　,ﾍ､i 　| 日 _ﾉ/＼　　＼＼
　　　　　　　　　　　　 　l　　L_| |日| 　 　＼ ,ヘ、 ＼
　　　　　　　　　　　　　 ヽ／-ゞヽ／ 　 　 　 |　　ヽ、ﾂ｀ヽ,
　　　　　　.　　　　　　　　|ll 　 　ヽ　　　　 　 ヽ　　　「ヾ　　ﾄ､
　　　　　　　　　　　　　　 ﾊ ヽ o 　|　　　 　 　 ＼＿l　　　　　ヽ,
　　　　　　　　　　　　　　,;'　／ ／"　　 　 　 　 　 l|l］　　λb　　〉
　　　　　　　　　　　　　　l／__／　 　 　 　 　 　 　 ||~~`ﾄ,_　ゝ､_ﾉ
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　　　　　　　　　　　　　　　　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 i＿_/

12 ：

サイクロトロンの放射能を誤解する奴出るから先に言っておくけどこれはがん治療とかにも使えるものだから叩くのはお門違いだぞ

13 ：

>>10
専門的であまり本質的ではない細かなことだからわざわざやらない
physical reviewＣもそこそこ権威あるけど、ほんとに重要な仕事ならphysical review retters とかサイエンス、ネイチャーで発表する

14 ：

ホイミを唱えると、
炭素被覆で守りが強化される…と。
納得。

15 ：

>>8
カッコいい・・・

16 ：

わしには、何が何だか　・・・・・

17 ：

これは、大した謎でもないだろ。
もうとっくに明らかになってるのかと思ったが。

18 ：

>>13
retters?

19 ：

>>1
画像1と画像2が入れ替わってないか？

20 ：

>>13
Loud Minolity
http://www.youtube.com/watch?v=wx0H1VsTbJw

21 ：

ランダウ「そう・・旨いよ、リフシッツ・・すごく・・・もう電子遷移しそうだよ・・」
時間と共に激しさを増すリフシッツの離散準位に、ランダウは質量欠損していた。
正直、いまだ子供のリフシッツでは充分満足できる異常ゼーマン効果は得られないと思っていたのだが、
リフシッツの激しい離散準位は思った以上のコヒーレント状態。
リフシッツ「お兄ちゃん、どう？フーリエ展開？」
ランダウ「あぁ・・・すごく、球面調和関数だよ・・」
ランダウの上で重力崩壊するリフシッツの微細構造を愛撫する。
ランダウ「愛してるよ、リフシッツ・・・こんなに場の量子化しちゃった以上、もうお前を共変微分したりしないから・・・・・・・」
リフシッツ「うん・・・ぅ、ん・・共変・・微分しないでっ・・私たち・・もうディラックスピノールなんだから・・・！」
ランダウはリフシッツの運動量エネルギーテンソルを舌で反対称化し、リフシッツはハミルトニアン密度をを更にゲージ変換する。
ランダウ「ああ・・・お前は最高の核磁気断熱消磁冷却だよ・・！」
リフシッツ「私・・もう・・・ダメ・・・エルゴ領域・・・！」
リフシッツのファインマン核はもう無限多重積分だ。
リフシッツ「あ、あぁ・・・ぁぁあああっ・・・っっっっ！」
リフシッツの対称性が自発的に破れた・・・・・・。

22 ：

ホルホル状態に見えた

23 ：

>>22 そんな奴おらんやろう　(膝は笑わへん)
↓ 硬軟大に喰いつく奴が出てくると予想

24 ：

>>22
同じく。韓国関連スレ読んだ後、
このタイトル見たら、ホルホルとしか見えなかったおｗ

25 ：

>>1
＞生命誕生の謎にも迫られるとしている。
いやあｗ
高さ１００ｋｍの絶壁を前にして、ホームセンターで買ってきた脚立を立てて上ってみて、
「絶壁登頂に迫れました」、と言ってるようなもんだろｗ

26 ：

>>25
バカメディアに、ちなみにそれは何の役に立つのですかって質問されたんだろうな。
ニュートリノの光速超えのときもタイムマシンにつながるとかいっていたし。

27 ：

テコンVではなくコンバトラーVにも使えますか?

28 ：

>>21
確かに励起状態と
状態って
見間違えるよなw

29 ：

恒星でヘリウム4から炭素12が生成するトリプルアルファ反応のところにこの状態が
関係するってことかな。
炭素の生成だから、生命の起源っていえば起源なんだろうが、有機物とかそういう
話くらいでないと、なんかモニョモニョするな。

30 ：

こういうレベルの核融合って地球上で実験可能なの。
もしかして地球にどでかい穴あいちゃうの。

31 ：

あれ、これ励起状態のまま炭化水素作れたらすごいことになるんじゃ

32 ：

>>13
PRL「……」
つか、PRCとPRLの違いとか権威とかじゃなく事実上ページ数みたいなもんだしw
PhysicaCならともかく……
お前素人だろ

33 ：

また無駄遣いしてあそんでやがる
仕分けしたれ
学者の道楽につきあってられっか

34 ：

>>21
ワロタ

35 ：

フレッド・ホイルが予言してたのか、こんなところで名前がでてくるとは…

36 ：

>>21
嫌な事、思い出させやがって

37 ：

>>33
こんなところでグダグダ言っても選挙結果は変わらないぞｗｗ

38 ：

グランド雷電・・・

39 ：

また東北大か。多いね。

40 ：

この分野に全く詳しくない
中学時代に最高偏差値78だった俺がざっと見たけど、新聞記事の記者の書き方を信用す
るなら
この記事のポイントは
今回、He原子３つがクラスター化しているホイル状態よりさらに高い励起状態を発見し
た
という事だろうな
という事はこれよりさらに一段、さらにもう一段高い励起状態も予測されて
He原子が4つのホイル状態の上の励起状態
He原子が5つのホイル状態の上の励起状態
なんてことも予想できて
超新星爆発以前に第一世代の恒星内部で我々の地球の構成要素の一つである酸素やカル
シウム、鉄が出来ても不思議では無い
という事も予想されるわけだ
間違ってるかもしれないがそういう事だよね？

41 ：

中学校の偏差値78なんてザラに居る板です

42 ：

日本語としては読める

43 ：

新状態とはどういうことだ

44 ：

ヘブン状態からさらに進化を遂げた、ホイル状態！！…なのか？

45 ：

>>21
ランダウって自分で浮気して奥さんにも浮気を勧めてたんだっけ？
天才の考えることはよく分からん。

46 ：

以下、漏れのがうんたらかんたらで1000まで

47 ：

ttp://news.mynavi.jp/news/2011/11/22/069/images/002l.jpg
ttp://news.mynavi.jp/news/2011/11/22/069/images/001l.jpg

48 ：

Aちゃんさあ、ホイル状態って（ｒｙ

49 ：

12年前どころか、日本の原子核理論科学者の一部は、原子核のアルファー
クラスターモデルというのをずっと前たぶん３０年以上前に提唱していた
はず。。。。

50 ：

１２年前どころかって
１２年前ってどっから出てきたの？

51 ：11/12/01

記者がホイル状態を　Wheel 状態と勘違いしたまま書いているのではないかと疑心暗鬼。