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August 05, 2010

反物質の証明???

“物質の存在”の謎を解く新素材?

新たな特性が証明されれば、現在の宇宙で物質が反物質よりもはるかに多いことに説明がつくという。「初期宇宙では、あらゆる物質に対称性があったはずだ」と、今回の研究に携わったドイツのユーリッヒ研究センター固体物理研究所(Forschungszentrum Julich Institute of Solid State Research)のマルヤーナ・レジャイッチ(Marjana Lezaic)氏は話す。 (中略)

6月18日付の「Nature Materials」誌オンライン版に掲載された今回の論文によると、ユーロピウムチタン酸バリウムは、磁気特性と電気特性の組み合わせが他のセラミックスとはまったく異なるという。
 セラミックスの結晶内では正と負の電荷(双極)が分離している。しかし、結晶全体では電気的に中性だ。それぞれの双極は通常不規則な方向だが、強い電場が横切ると、電気双極子モーメントが存在するのであれば電場の向きと一致するはずだという。「これには、方向磁石を磁場に置くと向きが変わり、磁石の磁気モーメントと磁場の方向が同じになるのと同じ原理が働く」とレジャイッチ氏は説明する。
 さらに、電子には軌道運動(スピン)から磁気モーメントが生まれる特性がある。磁気モーメントは観測可能な磁場を作り出す。粒子の対称性から、電気モーメントと磁気モーメントは一致する傾向がある。
 つまり、電場を与えると、電子の電気双極子モーメントは磁気モーメントと共に反転する。新素材の磁場を観測すれば、電気双極子の反転を証明できるのである。「電場が磁場に及ぼす変化を検出することで、電子の電気双極子モーメントが実際に存在するかがわかる」とレジャイッチ氏は話す。
えーと、ほんとにそうなんですか( ̄▽ ̄;)。 磁気・電気特性が異なるだけ、反物質の証明になるんだろうか。 飽くまでも物性の特異現象と思うのであるが。

どなたか、解説、補足をしていただけませんか。

最後には「実験は成功する見込みが高い。どの段階で成果が出るのかはわからないが、数年後には新たな研究結果が期待できる」と書いてあるである。
-----------
[追記]明男さんが掲示板に投稿してくださった内容が記事を補足していると思いますので、こちらに貼り付けます。
明男さん、ありがとうございます。

http://8824.teacup.com/amateurscientist/bbs/2955

多分、こんなことかも 投稿者:明男 投稿日:2010年 8月 5日(木)20時16分33秒
例によって、おかしい個所がいくつかあるのと、間違いではないが説明が不親切なため良く分からない(勿論自分の知識不足もある)のであるが。。。

ユーロピウムに限らず、チタン酸バリウムは強誘電体として有名である。つまり、通常は電場との相互作用が主であり、磁場との相互作用を云々することはあまり無い(と思う)。
この話の要諦は、”電子”そのものであり、マテリアルは電子の基本特性を評価するための、あくまで実験材料である。ここで、電子の特性として、電場に関しては”点電荷”と思われていることである。つまり電子は“素粒子”であり、内部構造は無いとして扱われる。この場合、単独では電気双極子は理論上現われない(電気単極子)。一方磁場に関して言えば、電子はスピン(記事では軌道運動となっているが、間違い。内部自由度である)を持つため、磁気モーメントを持つ。したがって、磁場と相互作用する。
以上を踏まえて考えれば、本来、電気単極子・磁気モーメント(磁気双極子)しかない筈の電子に電気双極子があるのではないか、という新理論を主張するらしい。その実験材料として強誘電体に電場をかけ、電気双極子の反転による磁気モーメントへの影響を検出しようとするものと思われる。
しかし、そううまく行くかな?素粒子実験と異なり、本来的に多体問題の物性実験でエレメンタリな特性を直接的に評価できるかどうか。

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