パスワードを忘れた? アカウント作成
7200 story

フラクタル構造の立方体に電磁波を閉じ込める 79

ストーリー by Oliver
キャッチ・アンド・リリース 部門より

MIYU曰く、"朝日新聞によると、信州大大阪大物質・材料研究機構の共同研究グループが、1カ所にとどめておくことが難しかった電磁波や光を、細部の構造と全体の構造が相似形になっているフラクタル構造を持った「穴あきの立方体」の中に閉じ込める、夢の技術を開発したそうです。実験では、酸化チタン系の微粒子を混ぜたエポキシ樹脂で、27ミリ角約9グラムの立方体を作り、8ギガヘルツの電磁波を1千万分の1秒内部にとどめて置く事に成功したそうですが、大きさや材質を変える事で、立方体にたまる電磁波の周波数を変えられる事が確認されており、理論的には光を貯めておくことも可能だそうです。
この電池ならぬ「光池」が実現すると、昼間蓄えた光を夜に放出させる事や、 空中に飛び交う電磁波をためて電源に利用する携帯電話の実現、コンピューターへの応用なども期待できるようです。同じ目的で研究されてきたフォトニック結晶が実用化の難しさに直面しているので、今回の素材は理論、応用の両面で大きな刺激になるだろうと述べられています。
この構造は、フォトニックフラクタルと名付けられました。"

この議論は賞味期限が切れたので、アーカイブ化されています。 新たにコメントを付けることはできません。
  • クリスタル (スコア:2, 参考になる)

    by Anonymous Coward on 2004年01月08日 8時43分 (#467827)
    >フォトニックフラクタル

    一部業界では、フォトニッククリスタルというのが有名でして、特定周波数の電磁波を制御する(たとえばフィルタなど)ことに用いられている、というか研究されてます。電磁波を電子、立方体を作る格子を原子と置き換えて考えたときに、ちょうど金属などの結晶中でバンドギャップができるように、フォトニッククリスタル中の電磁波でも、ギャップができるために特定方向に電磁波が漏れないようにする。というものです。(専門じゃないので、用語が結構てきとーだがだいたいそんな感じ)。

    今回の味噌は、クリスタルの形状をなんだかわからんが、とにかくフラクタルな立体にしてみたら、あらゆるK方向に対してギャップが出来てしまって、電磁波が外に出ない。という感じないでしょうか。たぶん。だから、原因不明とか書いてますけど、まぁ、まったく不明というわけではなく。フラクタル立体のなかだと、そういうバンド構造になるという理屈がちょっとわかってないだけで、閉じ込めるという仕組みは理解されているはずです。
    • by Anonymous Coward on 2004年01月08日 8時59分 (#467836)
      フォトニッククリスタルについては知りませんが、少なくともふつうの固体においては、バンドギャップの存在と、電子が結晶から漏れ出ないこととのあいだに、関連はないと思うのですが。

      バンドギャップ(というか、バンドギャップはバンドとバンドの間のことなので、より本質的にはバンド)は、結晶構造があれば必ず存在します。(ただし、バンドギャップのなかにフェルミ準位があるのは、絶縁体や半導体に限られます)。

      一方、電子が結晶から漏れ出ないのは、たんに、結晶の外は結晶の中より電子のポテンシャルが高いからです。プラスの原子核とマイナスの電子が引き付けあう、というだけのことです。

      フォトニッククリスタルでは、バンドギャップの存在と、光が漏れ出ない(というのはほんとう?)こととのあいだに、関連があるのでしょうか?

      親コメント
      • by Anonymous Coward on 2004年01月08日 9時15分 (#467846)
        関係があるはずです。
        フォトニッククリスタルのフォノンの分散関係をみたときにギャップがあるとその方向には電磁波(ある振動数のモード)は外に漏ません。っていう、研究(実験、理論)ともにみたことがあります。誤解されたというか疑問を持たれたのは当然のことと思いますが、電子が結晶の外に出ませんとかそいういう話に対してののアナロジーではないと思います。というか、あまりよいたとえではないかもしれませんね。無限系の結晶を考える金属の電子論との対比は。
        親コメント
        • by Anonymous Coward on 2004年01月08日 15時29分 (#468072)
          普通,フォトニック結晶中に欠陥を作っておいて,フォトンは
          そこにトラップするように使うのでは?
          でもって,周囲の結晶部分にはバンドギャップの存在により
          フォトンが漏れ出さない,と.
          そもそも,ギャップ中の波数-エネルギーに対応するフォトンは
          フォトニック結晶中に存在できませんので,漏れ出すも何も
          ありませんし.
          親コメント
      • 結晶中の電子はエネルギー準位に応じた離散的な波長しか持てないのに対し、
        誘電体中では任意の波長の光が存在可能です。従ってフォトニック結晶の場合は、
        「バンドギャップが開く」=「(バンドギャップに対応した波長の)光に対して閉込め効果がある」
        となります。
        親コメント
    • by Anonymous Coward
      フォトニッククリスタルって、記事にあるフォトニック結晶のことですよ。
    • by Anonymous Coward
      理屈がわかる筈というのはその通りですね。
      透過される物体の形状から電磁波の挙動は解析的にほとんど完全に
      得られます。

      逆解析やって条件を決めてから形を設計するとかもできるんでは
      ないでしょか。(あまい?)
      • Re:クリスタル (スコア:2, 参考になる)

        by BAK (1020) <bakNO@SPAMd2.dion.ne.jp> on 2004年01月08日 9時37分 (#467872) ホームページ 日記

        この場合,物体の大きさと構造の荒さからして,量子論まで持ち出さなくても電磁気学の領域で解析できるような気が,私もするのだけど. 有限要素法とか使えば電磁界の挙動は数値計算できるし. 物体の大きさと波長が比例する,というあたりからしてもそんな感じがします.

        それとも,これで何か矛盾が出ているのかなぁ.

        親コメント
        • by shoji12 (14093) on 2004年01月09日 11時59分 (#468751)
          私も同感で、キャビティじゃないかと思いました。
          でも、宮元先生のHP(http://www.jwri.osaka-u.ac.jp/~mri1/study/fractal/index.html)には、誘電体と明記されていますので、自信ないです。
          親コメント
        • by Anonymous Coward
          FDTD 法とかいかがでしょうか?
          http://www.arailab.dnj.ynu.ac.jp/~hjiang/study/fdtd-j.html
  • by Anonymous Coward on 2004年01月08日 9時19分 (#467853)
    これに関わった阪大接合研のグループはよく知っているところ
    なんですが、ラピッドプロトタイピング技術(光硬化性樹脂と
    レーザを使ったヤツ)を使ってフォトニック結晶を作ってたところ
    です。扱う波長レベルがミリ波やセンチ波あたりということで現状
    のラピッドプロトタイプ技術と適合していていろいろと面白い結果
    を出しています。

    そういう経験があるのでCADデータさえ作れば、誘電体を使って
    すぐに任意の形状(フラクタル)が作れたのだと思います。
    試作品を作る技術はほとんど完成しているようなんで、これから
    いろいろな応用物ができてくることに期待しています。
  • by yohata (11299) on 2004年01月08日 5時23分 (#467792)
    振動の対策とかどの程度必要なんですかね?
    • by Anonymous Coward
      内部の反射波がおたがいに干渉して打ち消しあっていると
      思うので、特に大きな振動等はでないのではないかと…、
      思ったのですが。それだと、エネルギの蓄積はできないって
      ことになりますね。考え方間違ってます?
  • 白装束軍団も (スコア:1, おもしろおかしい)

    by Anonymous Coward on 2004年01月08日 7時18分 (#467805)
    模様替えの予感
  • 反射も透過もしない事の方が応用が早そう。ステルスとか。
  • by junnno (19418) on 2004年01月08日 10時27分 (#467905)
    内部にとどまる時間1千万分の1秒は、現在のスーパーコンピューターで数万回計算ができる時間に相当。データ保持の時間としては十分長く、コンピューターへの応用も期待できるという。
    1千万×数万 = 数千億 になるけど、現在のスーパーコンピューターって100GHz以上で動作しているの?
  • by cudjo (2713) on 2004年01月08日 11時03分 (#467928)
    先月話題になったハーバード大学が光子の停止に成功 [srad.jp]というのと組み合わせられないだろうか。
  • 偶然ですが、昨日の帰宅途中、自転車をこぎながら似たような事を想像してました。
    ライトの電池が切れかけてたので充電しなきゃ…と思った時に、
    「直接光を充電…じゃなくて充光?できればいいなー」って。

    「容器の中でずっと反射し続けられればいいんだよな…」
    「マジックミラー…は、あれは一方通行じゃないや…」
    「そういや光ファイバーって断面以外からは光がもれないな…」
    #厳密には少しは漏れてる?
    「光ファイバーの端と端をつないだら、光を閉じ込められる???」
    「って、端と端をつなぐ前に出てっちゃうか。」(^^;;
    その辺りをうまくできれば…
    と、ここで家に到着しました。

    今回のフォトニックフラクタルに閉じ込める成果、
    自転車のライトになるのは何十年後ですかね?
    • 僕は幼少のころ、「鏡張りの箱に光を閉じ込めたり出来ないのかなぁ」と思っていた事があります。
      実験精神の無いヒトなんで、全く試しても見ませんでしたが。
      実現に向けて大真面目に研究していた人が居るとはつゆ知らず。
      なんか嬉しい。
      --
      gy0
      親コメント
    • 光ファイバを6な形にして、端から光を入れたらぐるぐると...というのは考えたことがあります。
      損失もあるし、分岐したところで、うまく一方方向に進んでくれるとは思えなかったりしますけどね。
      #子供心に線路を輪にして敷設しながら進んだらどこでも行けるなぁと考え、
      #それがキャタピラだと気付いたのはいい大人になってからでした。なんてことを思い出しました。(オフトピ)
      親コメント
  • シェルピンスキーのギャスケット(3次元版) [so-net.ne.jp]でやったらどうなるんでしょ:p
    --
    L'homme n'est qu'un roseau, le plus faible de la nature; mais c'est un roseau pensant.
  • by partial (18305) on 2004年01月08日 22時26分 (#468408)
    何次元ですか。
  • by MATOBA (19806) on 2004年01月17日 4時24分 (#474766)
    もうこのスレ誰も見てないの? この立方体・・・・・・にフラクタルに穴あいた物・・・ こないだやってたビートたけしの世界はこうしてダマサレタの中に でてきた日本人機長北米UFO遭遇事件で 紹介してたUFOににてるな・・・・・・ ・・・・・・それとよく木星などのリングに潜んでるデカUFOにも にてる気がするヨ。 その木星のやつもだいぶ前にたけしのでやってたけど・・・・・ 
  • Nステでこれみたとき正直すげ―・・・と思いました。
  • by Anonymous Coward on 2004年01月08日 6時07分 (#467798)

    この記事[3G携帯の電磁波は2Gよりはるかに安全?] [srad.jp]と繋げるとおもしろいことが見えてくる…!?

  • by Anonymous Coward on 2004年01月08日 7時59分 (#467813)
    タイトル
    立法体→立方体
  • by Anonymous Coward on 2004年01月08日 8時06分 (#467814)
    オメガ [dti.ne.jp]ではないのか?
  • by Anonymous Coward on 2004年01月08日 8時11分 (#467815)
    この現象が本当かどうか以前に
    オカルトグッズの関係者が喜んでいそう
    半年後には怪しげな「フラクタルパワー」グッズが登場することでしょう
    ヒランヤ以来のヒットが期待されますね
  • by Anonymous Coward on 2004年01月08日 8時53分 (#467833)
    放射線も閉じ込められる粉末サイズのを作ってください。

    #ヤマト艦員なのでAC
    • by Anonymous Coward
      応用が利くのはγ線のみで、より深刻なα線、β線には効果がないと思います。
      #なので、連続ワープでお願いします。
  • by Anonymous Coward on 2004年01月08日 8時56分 (#467834)
    八雲が魔法瓶に光牙をとじこめたようなもんですか。
  • by Anonymous Coward on 2004年01月08日 9時21分 (#467856)
    「1千万分の1秒」閉じ込めたということですが、
    実用化の例に挙がっている”昼間の光を夜放出する”ってことが
    できるのはいつ頃になるんでしょうか?
    1千万個並べて1秒。  12時間は43200秒。  てことは...
    単純な掛け算ではないのかな?
  • by Anonymous Coward on 2004年01月08日 9時38分 (#467875)
    これで「スローガラス」ができるのでしょうか?

    #曇りスローガラスだと悲しいのでAC
typodupeerror

目玉の数さえ十分あれば、どんなバグも深刻ではない -- Eric Raymond

読み込み中...