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東京だからできること

2015.04.22 Wednesday

今から十数年前、インターネットの常時接続が普及し始めた頃の話です。
私はその当時中学生で、インターネットが無かった頃は空ビや風船が好きな人なんて世界で自分だけだろうと思ってました。
インターネットを使うようになって真っ先にしたことは大好きな空ビや風船の画像を見ることです。

そうしてるうちにたまたま同じような嗜好を持つ人の集まった掲示板を発見し、オフ会をしてあれこれおもしろいことをやってる日記(当時はブログがなかった)を見て楽しんでました。
今もその日記が生きてるかどうかはわかりませんが、子供心にオフ会に行った人を羨ましく思いました。

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さて、私はまだ風船や空ビが好きな人の多人数オフに行ったことがありません。
サシで会ったことならありますがそれはたまたま京大で一緒だったからで、しかもその人はどっかに失踪してしまいました。
やはり特殊な人種ということだけあって京都にはなかなかいませんでした。
出会いを求めているわけじゃありませんが風船好きの女性にも一度はお目にかかってみたいものです。

では東京ならどうでしょうか。日本の人口の1/4が集中している首都圏にはさぞかしたくさんの風船・空ビ好きが集まっていることでしょう。

機会があれば都内で豊充の公式オフをしてみたいと思ってます。してみたいのと実際にするかどうかは別問題ですが、同じような考えをお持ちの方がいたら是非オフ会を開こうと思います。
何かご意見ご要望がありましたらコメント欄または公式掲示板のほうに書き込んで頂けると幸いです。

風船・空ビ好きの起源

2014.11.30 Sunday

当店の売上の2割程度はマニア層によって支えられています。
マニアにもコレクターをはじめとしていろいろあるのですが、特に重要と見ているのが風船や空ビでキャッキャウフフする層です。
開業当初はキャッキャウフフが売上の半分以上を占めていたと考えられ、最近はその比率が下がってますが巨大風船輸出攻勢は全地球のそれを狙うので再び上がりそうです。(アンケートを取ったわけではないので実際の用途はわからないが)

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ところで風船でキャッキャウフフできる人が一定数存在するのはなぜでしょうか。
これは現代生物学を以ってしても釈然としない謎で、妖怪のせいならぬ「空飛ぶスパゲッティ・モンスター」のせいにせざるを得ないような話です。(このネタを知らない人はググってみよう)

どういうことかというと、生身の女性よりも風船や空ビを好きになってしまう人はそうでない人と比べて多くの子孫を残せないはずです。
そのため、産業革命後の人口爆発に乗じて増殖したと仮定してもなお多すぎるように思えるのです。
ということは風船や空ビを好きになる遺伝形質があえて保存されることの合理性がどこかにあるのでしょう。

それからもう一つの謎は、風船や空ビでキャッキャウフフできる人が洋の東西を問わず地球上に満遍なく分布していることです。
これは海外にも風船や空ビでキャッキャウフフする動画が、それも日本よりクオリティの高いものがたくさんあることからわかります。

このことは風船や空ビが発明されるよりも遥か昔にそのような遺伝子が地球全体に拡散してしまったことを意味します。
もしかして超古代に風船や空ビがあったのか?という壮大な想像をかきたてられます。

あるいは、当時の自然界に風船や空ビのようなものがあってそれを愛することで何か生存上有利になるというご利益を受けられたのでしょうか。
今でもその名残を残してる人がいて、それがたまたま現代の風船や空ビに反応しているだけかもしれません。

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風船・空ビ好きが多いとはいえ総人口から考えるとやはり超マイノリティですし、それで自分が困ることはあっても人に迷惑をかけることはないためさほど研究されていません。
もし風船・空ビ好きの起源を解明すればイグノーベル賞を受賞できるのではないでしょうか。

STAPより固体核融合の検証を

2014.09.03 Wednesday

利権もとい理研がリストラしまくっているようです。
リストラされる研究者の方々には大きな災難ではありますが、研究者という身分はいずれにせよそのほとんどが理研を去らなければならない運命なので、それがちょっと早く来たという感じでしょうか。

ただ、理研のような場所に多くいるであろう研究能力はあっても教育が全然ダメダメな連中がアカデミックに流れてきて将来アカハラが頻発する可能性はあります。
理研がこんな状態になったのはある意味自業自得だと思うのですが、むやみにリストラすると余計に理研が恨まれて自分で首を絞める結果になるでしょう。
間接的に大学のアホ教授を増やす原因にもなるので早まった真似は謹んでもらいたいものです。

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STAPの検証実験は既に結果が見えている気がします。おそらくこれ以上やっても追加的な税金の無駄にしかならないでしょう。
それよりも固体核融合を検証してほしいぐらいです。

固体核融合、それは取り扱いの難しい核エネルギー(と核反応生成物)を驚くほど簡素かつ安全な形で利用できる可能性も持った技術です。
ただこっちもインチキの可能性が結構あり、既にフライシュマンとポンズのコンビがユタ大学でやらかしてしまいました。
反応がうまく再現できず誤報だったらしいとのことです。

しかし、研究自体はそれ以後も続けられており、大阪大学の荒田吉明名誉教授や高橋亮人名誉教授によって理論が確立されつつあります。
名前でぐぐってみればわかりますが二人とも怪しい人物ではありません。

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固体核融合は固体の結晶格子の中で起こる核反応で、パラジウム合金の中で4個の重水素原子核が合体して不安定核種であるベリリウム8の原子核を作り、瞬時に崩壊して2個のヘリウム原子核に変わるそうです。
ヘリウム原子核はアルファ線の形で発生しますが、結晶を構成する原子にぶつかって即座に減速・停止されるため外に出てくることはありません。

42D → 8Be → 24He

また、熱核融合で用いられる2体反応(重水素同士あるいは重水素と三重水素の衝突)と違っていろいろと興味深いことが起こるようで、エネルギーのほとんどがニュートリノとして持ち出されるため観測される熱エネルギーは理論的に予測されるより3桁も低いことが指摘されています。
これはヘリウムがメインでほしい風船屋にとっては実に魅力的な反応ではありませんか。

ただインチキの可能性があるので、理研のような第三者機関にてしっかりと白黒つけてもらいたいです。
もしできないとすれば原発村かシェール詐欺師連中の圧力でしょうかね。

ヘリウムが地球と生命を生んだ(2)

2014.06.22 Sunday

前回は水素とヘリウムから鉄までの主要な元素が作られる過程を述べました。
水素からヘリウムができる反応はビッグバンの時に少しだけ起こりましたが、ヘリウムよりも重い元素は星の中でしか作れません。

元素存在度の鉄に至るまでのギザギザはヘリウムを足がかりに作られていくことで説明できます。
また、リチウムとベリリウムとホウ素が極端に少ない理由はヘリウムから一気に炭素まで飛んでしまうことで説明がつきます。

前回説明を忘れていましたが、質量数や原子番号が奇数の元素のいくつかは副反応により作られます。

・・・

さて、今回は鉄よりも重い元素がどのようにして作られたかを説明します。
鉄56はヘリウム原子14個から作られるアルファ元素で、核はとても安定していてバラバラの陽子26個と中性子30個を合わせた質量よりも軽くなっています。
ところで勘違いしている人が多いですが、核物理学的に最も安定した各種はニッケル62で、鉄56が最も安定しているわけではありません。
ニッケル62は主反応では作られないので安定している割には少ないのです。

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この画像は死が迫った重い星の内部構造です。
どのくらい死が差し迫っているかというと、余命数秒と考えてください。

これまで作ってきた元素が重い方から順に折り重なって玉ねぎのような多重構造を成しています。
鉄ができるまでの間は核融合のエネルギーで重力に対抗できましたが、鉄は核融合でエネルギーを生み出すことができません。
むしろエネルギーを吸い込んでしまうため中心核が重力で潰れ始めます。

この時に鉄がガンマ線を吸収して中性子とヘリウムに分解します。

56Fe + γ → 134He + 4n

この反応で発生した中性子が鉄の原子核に次々に打ち込まれることで金、銀、ウランなどの重い元素が作られました。
鉄以降の元素でも偶数優位が続いているのは偶数のほうが安定していること、鉄の光分解で発生したヘリウムが鉄を出発点とした吸熱的なアルファ反応の材料になっていることが考えられます。

いずれも吸熱反応であるため核はどんどん潰れていって中性子の塊になります。
星を形成する物質が一気に中心核に向かって落下するため、この反動で星全体が吹き飛ぶような大爆発(超新星爆発)を起こします。



爆発を起こした後には中性子の核が残る場合が多く、これを中性子星といいます。
しかし元の星の質量が太陽の30倍より大きければ中性子星も潰れてしまい、後にはブラックホールが残ります。

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平安時代の西暦1054年、おうし座に突如明るい星が現れました。
この記録は藤原定家の日記「明月記」にも記されています。
明るい星の正体は超新星爆発で、現在のかに星雲はその時の残骸です。

超新星爆発は宇宙にとってはおなじみの現象ですが、ただ肉眼で見える距離での爆発は歴史に残るぐらい稀にしか起きません。
次はベテルギウスが怪しいと言われており、かに星雲よりもずっと近いので満月よりも明るくなると言われてます。
ただ、近いと言っても640光年も離れているので我々が生きているうちに爆発を観測するには600年以上前に爆発している必要があります。

・・・

超新星爆発は自分には関係ない遠い世界の話だと思いがちですが、太陽系が出来る前に現在の太陽系の位置で超新星爆発が起こったのは紛れもない事実なのです。
銀河の片隅に太陽の数十倍の重い星があり、それが寿命を迎えて爆発した残骸から地球や太陽が作られました。
我々の体を作る炭素や窒素も恒星の中でヘリウムから作られて超新星でバラ撒かれたものです。

金や銀のアクセサリーも、死にかけの星で鉄に中性子やヘリウム原子核が打ち込まれなければ地球上に存在しなかったでしょう。

そういう意味ではヘリウムは水素以外の全ての元素を生み出したとも言えるのです。
全ての重元素は星とヘリウムからの贈り物なのです。

ヘリウムが地球と生命を生んだ(1)

2014.06.21 Saturday

以前ヘリウムがとてもおもしろい元素であるということはヘリウムという不思議な元素で述べたとおりです。

ところがそれらはヘリウムのおもしろさのごく一部に過ぎません。
知れば知るほど親しみがわくヘリウムという元素の秘密に今回も迫っていくことにします。

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これは太陽系の元素存在度で、横軸は原子番号(陽子数)、縦軸はケイ素原子を106個とした場合の相対的な原子数です。
片対数グラフですので、目盛りが一つ上に上がると存在度が10倍になります。

このグラフを見ていくつか気づくことはないでしょうか。
まず最初に目につくのは左端の水素が一番多く、右に行くほど少なくなるという傾向があることです。
ところがそれは直線的ではなくギザギザしていることがわかります。

そして次に気づくのは鉄が突出して多いこと、リチウム、ベリリウム、ホウ素が原子番号の割に極端に少ないことでしょう。

宇宙の元素がなぜこのような分布を示すのか、そのカギを握るのが実はヘリウムなのです。

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この恐ろしい風景は60億年後の地球です。
太陽は現在の100倍以上に膨張し、明るさは何千倍にもなって地球の生命と文明の痕跡を完全に焼きつくしてしまいます。

なぜこのようなことが起こるのか。それは太陽の燃料は有限であるからに他なりません。

太陽の燃料は水素で、これがヘリウムになる時に放出されるエネルギーを利用しています。

41H → 4He

このときに質量の0.7%が欠損し、それが放射のエネルギーに化けます。
これはアインシュタインの有名な式、E=mc2で説明できます。
太陽は毎秒6億トンの水素を消費しながら400万トンの質量をエネルギーに変えてます。

太陽ほどの質量の星ではこの反応は100億年程度持続し、太陽は誕生から46億年経ってますのであと50~60億年はこのまま安定して燃え続けます。
この間、太陽の中心核に燃えカスであるヘリウムが蓄積して燃焼領域が徐々に外側に移動していきます。
これが限界に達すると急激に膨張して赤くて巨大な赤色巨星になります。

赤色巨星の中心では不活性な核が収縮して高温になり、やがてヘリウムが燃え始めます。

34He → 12C

こうして生命になくてはならない炭素がヘリウムを材料に作られるのです。
続いて次の反応で酸素が作られます。

12C + 4He → 16O

これらの反応は水素をヘリウムに変換する反応と比べて得られるエネルギーが少ないため長続きしません。
太陽程度の星では緩やかにガスを吹き出して惑星状星雲になり、核は白色矮星という小さな星になって冷えていきます。



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では太陽よりもずっと重い(10倍以上)星ではどうなるでしょうか。
ヘリウムが減ってくると酸素や炭素が燃え始めてどんどん重い元素を作っていきます。

炭素燃焼
212C → 24Mg

酸素燃焼
216O → 32S
216O → 31P + 1H

アルファ反応
16O + 4He → 20Ne
20Ne + 4He → 24Mg
24Mg + 4He → 28Si
28Si + 4He → 32S
32S + 4He → 36Ar
36Ar + 4He → 40Ca
40Ca + 4He → 44Ti
44Ti + 4He → 48Cr
48Cr + 4He → 52Fe
52Fe + 4He → 56Ni

56Niのベータ崩壊
56Ni → 56Fe + e+

これらの反応は重い赤色巨星の中で起こり、主な反応生成物は原子番号が偶数で質量数が4の倍数の元素です。
これらはヘリウムから作られるためアルファ元素と呼ばれていて地球にはたくさんあります。
我々にとってなくてはならない炭素や酸素をはじめ、岩石の主成分でありIT機器の材料でもあるケイ素、コンクリートの成分であるカルシウム、そして文明を支える重要な金属である鉄などです。
ヘリウムから作られるアルファ元素は地球の質量の大部分を占めるため、まさにヘリウムが地球と生命を生んだと言えるのです。

ところで鉄が突出して多い理由は鉄原子核の安定性が高く、アルファ反応がこれ以上進まないためです。
では鉄よりも原子番号の大きい貴金属やウランはどのようにして作られたのでしょうか。
これは次回のお楽しみです。

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