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元スレ【物理】京大、ガラスが確かに固体であることを示す有力な証拠を発見

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1 : Mogtan ★ - 2015/01/26(月) 00:56:47.03 ID:???.net (+143,-30,+0)

掲載日：2015年1月25日

　京都大学の山本量一教授らによる研究グループは、コンピュータシミュレーションと情報理論を組み合わせることで、
ガラス状態にある物質中は低温・高密度になるほど固体的領域のサイズが増大し、分子がある特定の幾何学的構造に
組織化されることを発見した。

　固体とは、分子が規則正しい配置に収まって移動しない状態を意味しているが、ガラスの分子は規則正しい状態には
収まっておらず、非常にゆっくりと移動し続けている。そのため、ガラスは個体か液体かは明確になっていない。

　今回の研究では、コンピュータシミュレーションと情報理論とを組み合わせた研究を行い、ガラス状態にある物質中では
固体的領域と液体的領域が混在するが、低温・高密度になるほど固体的領域のサイズが増大すること、そして
個体的領域では分子が正二十面体などの特定の幾何学的構造になっていることを発見した。この結果はガラスが
固体であることを示す有力な証拠となる。

　研究メンバーは、「ガラスと液体との間に明確な違いを示唆できたことは大変価値があります。その違いを物理量として
いかに定量化するか、さらには同様の結果を実際のガラスについて実験的に得ることが出来るかどうか、今後に残された
課題です」とコメントしている。

　なお、この内容は1月22日に「Nature Communications」電子速報版に掲載された。

<画像>
1955年 Charles Frank 卿（ブリストル大学HH Wills 物理学研究所）により発見された正20面体。正3角形20枚で
構成される多面体で、3次元空間では最大の面数を持つ正多面体（京都大学の発表資料より）

/nox/remoteimages/66/36/d257b383d66edfeab9088c0e7a7d.jpeg

<参照>
ガラスは本当に固体か？－コンピュータシミュレーションと情報理論による予測－ — 京都大学
http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2014/150122_1.html

Mutual information reveals multiple structural relaxation mechanisms in a model glass former
: Nature Communications : Nature Publishing Group
http://www.nature.com/ncomms/2015/150122/ncomms7089/full/ncomms7089.html

<記事掲載元>
http://www.zaikei.co.jp/article/20150125/232354.html

2 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 01:00:17.90 ID:S4dhJOAH.net (+11,+29,+1)

なんてこったい

3 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 01:01:51.25 ID:rWDKHpfJ.net (+32,+29,-15)

プリンみたいなものだよ

液体だが形状を保持する

4 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 01:01:53.05 ID:F/h1Xm8p.net (+30,+29,-25)

でも20年前にわざと壁にかけておいた理科室のガラスのかき混ぜ棒曲がってたぞ

5 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 01:03:00.49 ID:PFAarUQN.net (+28,+29,-33)

へぇ、これ教わったの中学の時だったかな？
教科書書き換えないとね。

6 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 01:06:47.88 ID:PSnkifkU.net (+29,+29,-11)

>>3
いや、どうやら固体が多数派で液体が混在してるってことらしい(文系)

7 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 01:07:24.38 ID:kYa0KQag.net (+29,+29,-24)

短時間では液体は固体化すると考え
長時間では固体は液体化すると考え
水に入れておけばほぼすべての物質が溶ける

そう聞いたことがあるが真意はどうなんだろ

8 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 01:08:52.32 ID:9xYC1lbg.net (+24,+29,-3)

>>2
えっ？期待してたの？

9 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 01:13:04.87 ID:75iCvmAA.net (+24,+29,-17)

　
昨日の合コンで液体説を得意げに自慢した俺

10 : （＾ω＾）おぢ - 2015/01/26(月) 01:16:25.72 ID:/klwVJWy.net (+18,+28,-2)

カレーは飲み物かお？

11 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 01:19:14.48 ID:fMSZ7o7b.net (-12,+0,+2)

ワカリマセン

12 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 01:22:58.45 ID:HP6sRA/U.net (+29,+29,-16)

とりあえず低温下の氷はどうなるの？っと

13 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 01:25:01.12 ID:p1dlY3zR.net (+24,+29,-14)

何か分からんけど、京大理系はすごいんだな

14 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 01:25:41.74 ID:NbiOq59O.net (+24,+29,-33)

少し溶け始めたかき氷みたいなもんってこと？
流動性はあるけど小さいスケールでは固体

15 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 01:27:47.35 ID:kZbweiXU.net (+27,+29,-28)

コロコロのライディーンで「ガラスは液体」って読んだ記憶が…

液体操る敵に対して、水切れたから攻め時だぜ→ガラス＝液体だからまだ攻撃できるぜ
的な

16 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 01:28:28.90 ID:Z59T5KCt.net (+19,+29,-7)

あさりよしとおの漫画では液体だった

17 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 01:31:39.55 ID:rzpuJ5lI.net (+34,+30,+0)

うちはガラスの原料となる珪砂鉱山をやってた。
その後、コンクリート骨材を製造するようになったがガラスの原料と
同じくSiO2が主成分なのでコンクリートに使うとアルカリ骨材反応を
起こしてコンクリートが水と反応して割れる事があるとされた。

同じSiO2の石英を多量に含む花崗岩はアルカリ骨材反応は起きないので
不思議だったが石英は個体でガラスは液体なのでアルカリ骨材反応が起きると
教えてもらった。つまりガラスをコンクリートに入れるとコンクリートが膨張して
割れるという話。火山岩でも地下で形成される花崗岩は個体の石英主体となり
溶岩として流れる安山岩や玄武岩は液体のガラス質となる。
日本は火山国なのでガラス質の石が多くてアルカリ骨材が多いということ

ワガッタァ～！

18 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 01:37:10.69 ID:cwFhXMdv.net (+34,+29,-6)

>>17
おたくが鉱山をやってたってことしか理解できませんでした。
すみません。

19 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 01:47:00.03 ID:3V9YTkny.net (+25,+30,-28)

＞ガラスの分子は規則正しい状態には収まっておらず、
＞非常にゆっくりと移動し続けている。

非常にゆっくりと移動し続けている。
非常にゆっくりと移動し続けている。
非常にゆっくりと移動し続けている。

まじかよ？

20 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 01:47:13.10 ID:rWDKHpfJ.net (+27,+29,-42)

シリカゲルに水を入れるとバキバキいって割れるからな
ようするに水（液体）を吸収するってこと

＝ガラス液体説

21 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 01:47:36.19 ID:3UGRDt2X.net (+28,+29,-5)

>>12
普通に個体だろ、ガラスにゃ融点がないんだよ

22 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 01:49:01.96 ID:oXSdDEhC.net (+29,+29,-43)

>>18
ゆっくり冷やすと規則正しい構成になるから個体になって
早く冷やすと乱雑な構成になるから液体が混じるってことじゃないかな？
でも前半はさっぱりわからなかった
鉱山をやってたことは理解できた

23 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 01:49:10.80 ID:B5t7Dxcy.net (+22,+29,-14)

透明なんだし液体だろ

24 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 01:50:35.08 ID:s3TJtyjO.net (+24,+29,-2)

だが古いステンドガラスは変形している　

25 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 01:52:13.64 ID:ah1w6dXi.net (+18,+28,-3)

固いから固体でしょ（文系）

26 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 01:54:56.07 ID:FZ/pbzQQ.net (+27,+29,-55)

＞低温・高密度になるほど

んじゃ高温になった鉄は溶けるから常温で固体に見えても液体か？

27 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 01:58:15.72 ID:r9f+I82M.net (+24,+29,-26)

ガラスは半固体半液体で温度密度によって固体度、液体度が変わる

としか読めなかった

28 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 01:58:37.69 ID:B5t7Dxcy.net (+27,+29,-3)

ガラスって四塩化炭素に浸すと無くなるんだぜ

29 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 02:04:34.87 ID:q4c5rIVs.net (+29,+29,-34)

正倉院の白瑠璃碗っていうガラス器はどうなのさ？
溶けてるの？

30 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 02:05:40.44 ID:DvjESUpH.net (+24,+29,-3)

とりあえずカメラのレンズが固体だったことに安心した。

31 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 02:05:57.87 ID:ZVUSPhTj.net (+24,+29,-21)

え？！　ってことは真空管式･管球式でも全固体化･ソリッドステートになるってことか？

32 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 02:12:44.71 ID:L5vQE6Gw.net (+17,+29,-13)

琥珀とかは？

33 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 02:14:31.17 ID:3K1ukXUx.net (+39,+30,-61)

無理に、固体・液体・気体の分類に押し込めなければいけないのかね
結晶質と非晶質という分類もある
固溶体というのもある

研究者は頭が固くていかん

34 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 02:24:28.47 ID:EGKieFGg.net (+24,+29,-5)

ガラスを冷やすと透明じゃなくなるの？

35 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 02:30:11.15 ID:L5vQE6Gw.net (+22,+29,-18)

水銀は？結晶無いの？

36 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 02:36:16.51 ID:cKWfeEG6.net (+29,+29,-71)

>>33
別の様態があるならそれらも含めた分類が適切かという問題が発生するんじゃないか。
だったら、少ない数で多くをカバーできる分類を使えればかなり有利。

37 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 02:49:32.79 ID:MbgGXr41.net (+27,+29,-14)

頭ぶつけてたおれたらどっちも個体なん
でしょ

38 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 03:08:39.43 ID:jebdHVrs.net (+19,+29,+0)

でも俺のハートはガラスだぜ

39 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 03:26:55.00 ID:Mp1Yqusv.net (+28,+29,-39)

>>7
宇宙時間で考えればすべては気体か
５６億７千万年単位で考えればすべては色即是空じゃ喝　すげえな仏教は　

40 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 03:47:51.23 ID:HZVi2hiG.net (+24,+29,-5)

ガラスは液体ってよく言うけど、ゆっくり移動しているとは知らなんだ。

41 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 03:50:47.31 ID:LQ8SNU8c.net (+24,+29,-7)

何を議論してるかサッパリ分かんね～ｗｗｗ（文系）

42 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 03:59:30.68 ID:V6zj5OHW.net (+24,+29,-19)

固体と液体の混在で安定してるなら、その状態は両者の中間として“ガラス体”とでも呼ぶべきだろうか

43 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 04:14:43.39 ID:aBmqibMR.net (+24,+29,-16)

単に液体・ガラス体・固体という３種別を設定すればいいだけじゃん。
まあそれより、ガラスの実質を明らかにしたことが研究の意義なんだろうな。

44 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 04:18:29.44 ID:MbgGXr41.net (+27,+29,-4)

てかゴキはガラスに張りつけてんだから固体
じゃん

45 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 04:23:02.75 ID:dj2rZHTM.net (+24,+29,-14)

今まで液体とか言われてたのがやっとトンデモになるのか
科学の進歩は遅いｗｗｗ

46 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 04:52:25.85 ID:6lXRapKR.net (+24,+29,-5)

軽い力で曲がるときのスプーンはどっち？

47 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 05:31:10.97 ID:zjx3XI6+.net (+28,+29,-18)

>>29
作成当時は縦長のコップだったが、年月を経て溶けてヘタってあの形になった

という嘘を思いついた

48 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 05:45:26.79 ID:3t2Mux0/.net (+19,+29,-12)

ただし答えは流動的です。

49 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 05:58:31.34 ID:2cUOFLu1.net (+24,+29,-9)

ピッチの実験みたいな感じだね。
88年くらい実験してて、後100年は続く実験なんだってね。

50 : 名無しのひみつ＠ - 2015/01/26(月) 05:59:01.22 ID:XSiyhMPk.net (+31,+29,-16)

>>1
同質量で5種類の半径の剛体円盤、総数1372個のシミュレーションが
どうしてガラスを研究したことになるのだろう

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