[過去ﾛｸﾞ] 綾瀬はるかと北川景子どっちが好き？ (301ﾚｽ)
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288: 2015/09/04(金)15:59 ID:9qzRQzsG(51/64) AAS
東京大学の星野真弘教授は、ブラックホールの周りに形成される降着円盤で宇宙線が効率よく作られ、従来考えられていた
よりも短時間でガスが中心天体に落下できることをシミュレーションで明らかにした。
天体の周りにあるガスが落下して可視光やX線を放射するメカニズムを説明するために、これまではガスの衝突が頻繁に
起きる降着円盤が前提にされてきた。しかし、実際には大質量天体の周りではガスの衝突がほとんど起きない無衝突系の
円盤を形成していることが観測で明らかになっている。
今回の研究では、ガスの衝突が無視できるほど希薄なガス円盤について第一原理に基づくプラズマ粒子コードを用いた
シミュレーションを行った。その結果、ガスの密度が高い領域が時間と共に激しく変動し、磁気リコネクションによって
一部の磁力線が高密度の領域を貫いていることや、磁場に平行方向圧力が大きいときは磁気リコネクションによる磁場の
消失効果が弱くなり円盤の磁気ダイナモ作用で強い磁場が作られることが明らかになった。
今後は、降着円盤から放出される宇宙ジェット形成の解明に繋がると期待されている。
なお、この内容は2月12日に「Physical Review Letters」オンライン版に掲載される。
<画像>
(a)降着円盤と宇宙ジェットの模式図、(b)降着円盤の部分系で行った3次元粒子コードの結果。円盤が12回転して乱流が
十分発達した状態。青の線が磁力線、赤のシートで挟まれた領域はガス密度が高い領域。密度が高い領域で
磁気リコネクションが活発に起きている。(c)エネルギースペクトルの時間発展。横軸が静止質量で規格化したエネルギー、
縦軸が粒子数。時間が経過するにしたがって宇宙線が効率よく生成されている（東京大学の発表資料より）
早稲田大学(早大)は、金属ナノ粒子の電界トラップを用いることで、配線上に一度クラック(亀裂)が生じた場合でも、
自己修復する金属配線を実現したと発表した。
同成果は、同大 理工学術院 基幹理工学部機械科学・航空学科の岩瀬英治准教授、同大大学院 基幹理工学研究科
修士1年の古志知也氏らによるもの。詳細は、1月18日〜22日にポルトガルのエストリルで開催された国際学会
「MEMS2015(The 28th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems)」にて発表された。
今回、研究グループでは、金属配線に自己修復機能を付与することによって、高い導電率と高い伸縮耐性を
兼ね備えた配線を実現しようと試みた。これは、伸縮配線を実現するために、従来の研究では"材料"や"形状"に
着目したアプローチが試みられてきたのに対し、"機能"に着目した新たなアプローチであるという。
まず、厚さ100nmの金配線、および金属ナノ粒子を分散した液体として半径20nmの金ナノ粒子分散水溶液を用いて、
自己修復機能を確認するために、ガラス基板上に幅が一定のクラック(亀裂)をもつ金配線を作製した。金属配線は、
金属ナノ粒子を含む液体で覆われている。
そして、そのクラック部のある金属配線に電圧を印加した。すると、クラック部にのみ電界が生じ、金属ナノ粒子⼦が
クラック部に引き寄せられる力(誘電泳動力)が働いた。通常の状態で、金属ナノ粒子はファンデルワールス力や
静電反発力を受け液中に分散しているが、電圧の印加により誘電泳動力が大きくなると、クラック部に集められる
電界トラップ現象が生じる。そのため、クラック部のみに金属ナノ粒子が集まり、集まった金属ナノ粒子によりクラック部が
架橋され、金属配線が修復されるという。一度クラックが修復してしまうと、金属配線がつながり電界が生じなくなるため、
それ以上過度な修復は行われない。また、金属ナノ粒子はファンデルワールス力や静電反発力を受け液中に分散して
いるため、クラック部以外の金属配線部に金属ナノ粒子が吸着することもないとしている。
研究グループでは、さらに大きなクラック幅の修復の実現や、さらに高い自己修復機能を目指して改良を行っている。
また、現状の構成では液体の封止が必要となるが、液体の封止が構造上、製造上問題になることも考えられるため、
金属ナノ粒子をゲル中に分散させた構成での自己修復機能の研究を試みている。
金属ナノ粒子の電界トラップによる金属配線修復の原理
金配線上のクラックを金ナノ粒子(半径20nm)により自己修復した様子。金の配線上に、幅270nmのクラックを人工的に作製し、
そのクラックの自己修復を行っている
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