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物質における第6の相」記事へのコメント

  • by kiyotan (3912) on 2004年01月29日 20時43分 (#483846) 日記
    ヘリウムの3とか4の超流動状態ってその辺に対応するもんなんじゃないの?
    --
    Kiyotan
    • by shuffle (12894) on 2004年01月29日 21時54分 (#483890)
      量子力学によると基本的に粒子には2種類あり、それらはその統計性に依存してフェルミ粒子、ボーズ粒子と呼ばれます。フェルミ粒子は同じ状態に2個以上の粒子が入ることはできませんが、ボーズ粒子は何個でも同じ状態を取ることができます。

      で、ここでいう第5の相「ボーズアインシュタイン凝縮」は、ボーズ粒子が最低エネルギーの状態に非常識なくらい大量に入ってしまった状態です。そして件のヘリウムの場合、3がフェルミ粒子、4がボーズ粒子です。基本的に超流動状態というのはボーズアインシュタイン凝縮した状態なので、フェルミ凝縮ではありません。じゃあヘリウム3が超流動しないかというとするんですが、これはヘリウム3の粒子がペアを組み、ボーズ粒子になることによってBE凝縮します。

      また、ヘリウム3の超流動でない状態はフェルミ凝縮状態で、昔から存在し、発見されています。ですからここで「第6の相の発見」というのは多分嘘かと。多分、元論文はもっとちゃんとしてると思うのですが…

      因みに超伝導っていうのは、フェルミ粒子である電子がペアを組んでボーズ粒子になり、ボーズ凝縮を起こしている状態です。つまりヘリウム3を電子におきかえた状態。
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      • by Anonymous Coward on 2004年01月30日 0時13分 (#484002)
        微妙に突っ込み 粒子の分布状態の説明違いますよ? 統計として、マクスウェル・ボルツマン統計,フェルミ・デラック統計,ボーズ・アインシュタイン統計があり、その中のボーズ・アインシュタイン統計に則しているのがボーズ粒子かと? それと、超伝導も説明不足で、ボーズ凝縮によって、クーパー対が生成されて、そのクーパー対がフォノンと一緒になって動くことで、エネルギー的に安定した状態となり、そこで初めて超伝導になるのでは? つ~か、自分でも説明不足だわ。
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        • by shuffle (12894) on 2004年01月30日 0時33分 (#484015)
          いえ、ボーズ凝縮によってクーパー対ができるのではなく、フォノンを媒体にしてクーパー対が形成されるのですよ。で、そのクーパー対がボーズ粒子の本来持つ性質としてボーズ凝縮するのです。その証拠に、「ボーズ凝縮していないクーパー対」の状態というものも実験的に確認されています。また媒体にするのはフォノンでなくてもかまいません。例えば高温超伝導ではスピンのゆらぎが電子間の有効引力になります。

          あなたの説だとそういう状態は存在しないはずですよね? 統計性の説明についてですが、間違いというのは「マックスウェル分布を挙げてない」ということでしょうか?えっと、一応「量子力学では」とことわっています。「マックスウェル粒子」の量子力学での統計性なんてないですよね?「エニオンがある」というつっこみならゴメンナサイですが…。そもそも統計力学でいうマックスウェル分布に従う粒子も必ず正体はボーズ粒子かフェルミ粒子のどちらかです。高音でそれがなまっているだけで。ボーズ分布関数とフェルミ分布関数の高温極限を考えてみましょう。

          反論があればどうぞ :-)
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          • by shuffle (12894) on 2004年01月30日 0時42分 (#484022)
            うわごめんなさい、「あなたの説だと…」ってとこ第一段落第3文の後につけてください。あとs/高音/高温/でしたね。
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          • とにかく専門用語を並べただけの言いがかりは無視無視。
            うまい説明は専門用語を最小限に抑えたもの。

            フェルミ凝縮って既知だよなぁ。新たな相の発見なのか?
            って思ったらやっぱり誤訳っぽいですね。
        • by Anonymous Coward on 2004年01月30日 3時40分 (#484110)
          通りがかりのACですが‥‥

          >統計として、マクスウェル・ボルツマン統計,フェルミ・デラック統計,ボーズ・アインシュタイン統計があり、その中のボーズ・アインシュタイン統計に則しているのがボーズ粒子かと?

          マクスウェル・ボルツマン統計とは、 古典統計から求まるものです。 高温状態では、ボーズ粒子もフェルミ粒子も マクスウェル・ボルツマン統計に従います。 低温状態に行くと、量子論的効果が効いてきて、 粒子の種類によって、ボーズ統計かフェルミ統計に従います。

          つまり、マクスウェル・ボルツマン統計とは、 ボーズ統計およびフェルミ統計において、 T→∞としたときに得られる近似です。

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      • Re:よくわかっとらんが (スコア:1, おもしろおかしい)

        by Anonymous Coward on 2004年01月30日 1時25分 (#484048)
        この文章が許されるなら、どんな電波な理論もありかもと一瞬思って欝。
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      • by kaityo (16162) on 2004年01月30日 4時04分 (#484115)
        >「第6の相の発見」というのは多分嘘かと。

        タレコミにあるCNNの記事 [cnn.com]では、
        U.S. scientists create new form of matter
        米国の科学者たちが物質の新しい状態を作り出した
        って書いてあるし、そもそも原著論文のタイトルは
        Observation of...ですから、
        「発見」と書いた日経新聞に問題があるようですね。
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      • 頭の悪い自分にも、なんだかスゴイことらしいということは分かりましたが、坊主の凝縮はちょっとヤだなぁと思いました。
    • by Nayuki (8153) on 2004年01月30日 4時21分 (#484118)
      同じくよくわかっとらんのですが、 超臨界状態 [kobelco.co.jp]はここでいう「相」には含まれないんでしょうか?
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      • by shuffle (12894) on 2004年01月30日 4時45分 (#484123)
        水から氷のように、がくっといきなり相が変化することを1次相転移といい、その境界線がとぎれるはじっこの点を臨界点といいます。超臨界状態というのは多分この臨界点近傍の状態のことでしょう。

        とぎれる点の近傍ですから水か氷か、どちらかひとつの相というはっきり言えるような状態になっていない、という感じだと思います。こういう臨界点ではスケール不変性が生まれてとても面白い物理が見られます。
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        • by kaityo (16162) on 2004年01月30日 6時14分 (#484127)
          >超臨界状態というのは多分この臨界点近傍の状態のことでしょう。

          ちょっと違います。

          超臨界状態というのは、水と水蒸気が
          区別できない状態のことで、臨界点近傍に限りません。
          (高温、高圧の領域ではずっとこの状態)

          付け加えるなら、氷と水、水と水蒸気の相転移は
          対称性が異なるので、臨界状態の理解に氷と水の相転移を
          持ち出すのはまずいかと。

          以下はどうでも良いんですが、「相」の定義は
          いろいろあるので、氷、水、水蒸気の三相と
          プラズマやBECなどを同列にならべて6つとか言うのは
          あんまりよくない気がします。

          さらに言うと、相転移とあんまり関係ないのに
          「超臨界」というネーミングは(super criticalの直訳とはいえ)
          誤解を招く気がしますね。

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          • by shuffle (12894) on 2004年01月30日 7時07分 (#484135)
            ああなるほど。相図上で臨界点より右上の方は大体超臨界状態と呼ぶのですか。臨界蛋白光などの類推で臨界点近傍だと思っていました。それにしても密度相関が超短距離なのに「臨界」っていうのはなんだか違和感が…

            あと、水と水蒸気で「対称性が違う」というのは本当ですか?いったいどんな対称性でしょうか。寡聞にして知らないので是非教えてください。
            親コメント
            • 水と水蒸気で「対称性が違う」わけではなくて、水と水蒸気は同じだから、水と水蒸気の臨界点はあるけど、別物の氷とは臨界点が無いっちゅーことでしょう。
              ただ、アモルファス氷てのもあるから「対称性が違う」というのはどーかなー?
              • by kaityo (16162) on 2004年01月30日 18時30分 (#484715)
                ここで言った対称性は、単に密度の並進対称性のことです。
                水と水蒸気には連続対称性があるけど、純粋な氷は離散対称性しかない、
                といいたかっただけです。

                >ただ、アモルファス氷てのもあるから「対称性が違う」というのはどーかなー?

                おっしゃるとおり、 アモルファスのようなものを持ち出すともちろん
                別の話になりますね。ガラスは「相」か、とかは 難しい問題ですし。

                まぁ、ようするに6相(さらに言うと氷、水、水蒸気の3相)
                という分類にあんまり意味はないので、深入りしなくてもほうが幸せかと。
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          • Re:よくわかっとらんが (スコア:1, すばらしい洞察)

            by Anonymous Coward on 2004年01月30日 12時44分 (#484384)
            液体や気体を区別することに意味はないと
            おっしゃってる方もいらっしゃいますし [aol.com]
            氷だっていくつもの相が存在しえるわけですから
            6相だとか7相だとかそんな区別は本質的な話ではないです。
            ゲルも固体のようにふるまったり液体のようにふるまったり
            相転移さえしますからこれも一つの相ですよね?

            6相だとか言うのは忘れたほうが幸せです。うそですもん。
            親コメント
    • 私も、よく分かっとらんが、 分子1個分の厚さでないと表れない相とかあったりするのかな? 2次元でないと表れない相とか。

アレゲは一日にしてならず -- アレゲ研究家

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