地球上に深宇宙よりも低温な空間が誕生 44
ストーリー by hylom
そこから何が生まれるだろうか 部門より
そこから何が生まれるだろうか 部門より
Anonymous Coward曰く、
欧州原子核研究機構（CERN）が建設中の、世界最大の衝突型加速器「大型ハドロン衝突型加速器」（通称LHC）が、ついに稼働されようとしている。
LHCは陽子を加速して衝突させ、高エネルギー下での反応を観測する装置。現在は冷却の最終段階に入り、いよいよ宇宙で最も冷たい場所のうちの一つが地球上に生まれようとしている（BBC News・本家/.）。
温度は1.9K（-271℃）まで下げられる予定で、深宇宙よりも低い温度になる。大型ハドロン衝突型加速器はビッグバン直後の状態を再現し、ヒッグス粒子の発見に繋がることが期待されている。ちなみにカウントダウンサイトでは、LHC稼動までの残り日数のカウントダウンが行われている。
タイトルがちょっと (スコア:1, すばらしい洞察)
Re:タイトルがちょっと (スコア:5, 参考になる)
・液体窒素温度（77 K）
どこにでもある．低温系の人にとっては熱い温度に分類される．
・液体He温度（4.2 K）
物性で良く使う．低温物性やる人は液体Heそのものを見たことある人も多い．
（最近はガラスデュワーとか減ったから見たことない人も結構いますが）
物性系以外でも，超伝導マグネット使うところとかだと必ず使う．
・液体Heパンピング（1 Kちょっと）
要は液体Heの入った容器を減圧する．沸点が下がって温度も下がる．
ラムダ点以下まで下がると超流動になって，それまでぼこぼこと沸騰して
いた液体Heの液面が急に静謐になるのを見た人も結構いるかと．
（流入する熱がすぐに液面の部分に運ばれ，そこからのみ沸騰するため
下の方からは泡が出ない）
このへんの温度までは単にHe汲んで減圧するだけなので楽．
・希釈冷凍機（1 K以下，数十 mKぐらいまで）
Heの4と3を混ぜて，反対側からポンプで引く．すると沸点の低い3のみ飛んで
いくんで，そいつをまた上から降らせて混ぜると希釈熱で下がる．
それなりの冷却能力があるんで，ある程度のサンプルスペースを数十 mKに
冷やし続けることが可能．ちょっとマニアックになってきた低温屋とかが使う．
まあ出来合いの装置も結構あるんで，買ってくるとそれなりに楽に使用可能．
結構あっちこっちにある．
・電子スピン冷却（1 mKとか）
フリーなスピンは有限温度では熱揺らぎでバラバラな方向を向いているが，
磁場をかけるとある程度向きが揃う．ここで磁場を取り去ると，磁場が無いのに
ある程度スピンの向きがそろった状態＝温度（スピン温度）の低い状態になっている．
この系を放置すると，他の自由度からスピンに熱が流れ込むことでスピンはまた
バラバラになるが，スピン系に熱を渡した分，系の他の自由度の温度が下がる．
（ちなみに温度というのはエネルギーがどのくらいばらばらに分配されているか
どうか，です．必ずしも物体の運動と対応する必要はありません．温度というのは
もっと広い概念です）
このへんの温度になってくると，自由度によって温度の下げやすさが違うので「温度」
といった時に何を指しているのかをはっきりさせないと混乱することも．
（スピン温度とか並進温度とか）
とりあえずこのへんになると持っているところはかなり減る．
・核スピン冷却だのレーザー冷却だの
(略)
こんな感じですんで，1 K前後ですと持ってるところはいっぱいあります．
理学部なんかですといくつかの研究室で持ってますんで，世界中ではありふれた温度域となるわけです．
Re:タイトルがちょっと (スコア:4, おもしろおかしい)
特にフィンランドではありふれているようです。 [fc2.com]
地球外に目を移すと、ケンタウルス座方向にあるブーメラン星雲が1Kという話があるようですね。（宇宙背景輻射より低いなんて）
Re: (スコア:0)
大規模な装置でも1.9Kに冷却することは技術的になんら難しくないのか、
実は冷却しているのは衝突を起こすための限られた部分だけで、加速レーン内を全て冷却している訳ではないのか、
とか
Re:タイトルがちょっと (スコア:3, 興味深い)
まずこいつですが，基本的に冷やすのは加速粒子を曲げるための超伝導マグネットの部分です．
で，そいつが全体的にぐるっと曲がってますんで，全体が冷えてます．粒子のいる部分はその
マグネットの内側の管の中ですんで，自動的にそこも冷えてます．
#あと検出器にも超伝導マグネット使ってたりする部分もありますが省略．
#マグネット周りの設計は結構大変だったと以前お聞きしたような．
>大規模な装置でも1.9Kに冷却することは技術的になんら難しくないのか
今回のは大規模と言っても長いだけですんで，単純化して言ってしまえば個々の小さい
要冷却部を繋いだだけです．
液化機等もリングに沿っていくつか並べられていまして，単純にある長さの冷却装置を繋いで
いったものとなっており，特に何か劇的にすごい革新/改良がなければ出来なかったという
わけではありません．まあ枯れた既存の技術だけで対処できるってのは良いことです．
#発熱量(発熱密度)が多いものを冷却しないといけない，となるとまた大変ですが，そういう
#わけでもないので．
もちろん大型機械ですのでそういった意味での難しさはありますが，それ以上のものではありません．
極端な話，いくらでも予算があるなら，「全長が10倍の加速器を冷却できるようにしてみろ」と
言われても特に苦もなく（もちろん一般的な，大きなものを作る上での苦労はありますが）実現可能です．
Re:タイトルがちょっと (スコア:3, 興味深い)
何千個もの超伝導磁石を巨大リングに並べてるってのはそれはそれで壮観でしょうからそういうタイトルだと良かったのかな。
山梨のリニア実験線 [wikipedia.org]より長いんですね。
Re: (スコア:0)
Re:タイトルがちょっと (スコア:3, 興味深い)
「空間の温度」と呼んでるので、物質の温度とは別の話をしてるのでは？
空間の温度って宇宙で言う宇宙背景放射の温度という事なのかな？
宇宙の温度＝背景放射は約2.7Kですから、1Kならずっと低い温度ですね。
他の方の書き込みの通り、物質の温度で1Kはごくありふれてますし。
真空の場のエネルギーを温度に換算した場合の値って事であってます？
＃書き込みが？ばかりだｗ
Re:タイトルがちょっと (スコア:1)
「宇宙の闇より冷たい巨大装置だぜ」
ってノリなだけです。
1.9 K って言われても普通は全然ぴんときませんから、
比較対象として何だかすごそうな deep space をもってきただけでしょう…。
Re:タイトルがちょっと (スコア:2, おもしろおかしい)
この季節なら特に。
真冬なら「寒そうだな」とか思うかもしれないけど、今だと「涼しそうだな」ぐらいでは？
Re:タイトルがちょっと (スコア:1)
Re:タイトルがちょっと (スコア:1)
たぶん、常温から絶対零度までは300°ばかり冷やさねばならないから、その数百倍で－100000°にするってことじゃないか？
絶対零度を行き過ぎて負エネルギー空間を作り出すと、超光速が実現できるそうな。
the.ACount
Re: (スコア:0)
Re: (スコア:0)
数百倍でもゼロはゼロ。
小宇宙を燃やして冷気を出す。
矛盾・・・してない？
聖闘士星矢の影響か、(小)宇宙はアツいモノだというイメージが・・・
いろんな意味で(熱|暑|厚)い。テンションとか友情とか。
Re: (スコア:0)
「宇宙の背景放射の温度」と「LHCの超伝導マグネットの温度」という
比較することはできるがあまり意味のない比較をしているのです。
記者はインパクトのあるタイトルをつけたかったのかもしれません。
嘘は書いてませんが、全く本質的でないタイトルであり、
科学者としての良心は感じられません。
サイエンスレポーターより芸能レポーターのほうが向いているかと。
Re:タイトルがちょっと (スコア:1)
ですよね.
量子的な反転分布で負の絶対温度とみなせる値の最大値とかの話かと思いました.
発見が期待される粒子 (スコア:1)
フェルミ研の科学者300人に聞きました (スコア:4, 参考になる)
以下の資料にオッズが載っています。
http://www.icepp.s.u-tokyo.ac.jp/~asai/lhcwg/080328_kaneda.pdf [u-tokyo.ac.jp] (pdf)
「標準模型でのヒッグス粒子 2-1」、「（間違っているとしたら美しすぎる）超対称性 1-5」なのに対し、皆さんお待ちかねの「ブラックホール生成（余剰次元） 14-1」です。
「思ってもみなかったような発見 2-1」、「なにも見つからない 7-1」と比べてもずいぶん低いですね。
Re:フェルミ研の科学者300人に聞きました (スコア:1, おもしろおかしい)
Re: (スコア:0)
Re:発見が期待される粒子 (スコア:1)
ブラックホール生成（余剰次元）の同類だ。
the.ACount
バック・トゥ・ザ・フューチャー (スコア:0)
フラッシュ・フォワード (スコア:0)
# 意外とマイナーなのか
まさか (スコア:0, 既出)
とかってなったら楽しいのだが
宇宙の熱的死が恐ろしくて夜も眠れません (スコア:2, おもしろおかしい)
神様「あっ…ドジッター」
# 場の空気を1Kどころでなく寒くしてしまいましたことをお詫びします。
Re:宇宙の熱的死が恐ろしくて夜も眠れません (スコア:1)
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Re:宇宙の熱的死が恐ろしくて夜も眠れません (スコア:1)
Re:宇宙の熱的死が恐ろしくて夜も眠れません (スコア:1, おもしろおかしい)
前の実験者の成果ですよ
この日を境にループしているのです
Re:宇宙の熱的死が恐ろしくて夜も眠れません (スコア:1)
Re:宇宙の熱的死が恐ろしくて夜も眠れません (スコア:2, おもしろおかしい)
Re:宇宙の熱的死が恐ろしくて夜も眠れません (スコア:2, おもしろおかしい)
そこからは光でさえも脱出不可能である。
みたいな?
Re:宇宙の熱的死が恐ろしくて夜も眠れません (スコア:1)
混ぜっ返しで typo やらかすとは田舎者め……。orz
Re:宇宙の熱的死が恐ろしくて夜も眠れません (スコア:1)
Re:宇宙の熱的死が恐ろしくて夜も眠れません (スコア:1)
Re:まさか (スコア:1)
素人なのでWikipediaをポイント [wikipedia.org]しときますが、もっと正確/分かりやすい解説があったら教えてplz。
Re:まさか (スコア:1)
Re: (スコア:0)
ご安心を（Re:まさか (スコア:1)
Re:ご安心を（Re:まさか (スコア:1)
#0じゃなけりゃいつかは起きる、それが今だ!!
#努力と根性で確率を越えるんだ! ・・・・いや、越えちゃまずいな(汗
Re: (スコア:0)
これはフラッシュフォワード現象以外に考えられない！
教えて偉い人！ (スコア:0)
大きなハドロンをぶつける装置なのか、ハドロンをぶつける大きな装置なのか。
Re:教えて偉い人！ (スコア:1)
大きなHadronはそんなに身の回りに転がってませんので，実験に使うのはちょっと難しいかと．
Re:教えて偉い人！ (スコア:1)
the.ACount