引き続き、上記音速の式を自分なりに理解しているところ。
結局、ポアソンの法則から微分して式変形していくと波動関数の形が出てきて、ばね定数に相当する断熱体積弾性率なるものが出てきて、その平方根を取ったものが音速になるという一連の流れがある,,,というところまではわかったところ。
もうずいぶんとこの式に付き合ったので覚えてしまったわけですが、
・圧力Pが大きいと空気は圧縮され、ばねとして硬くなるので力は伝わりやすくなる
・密度ρは質量に依存するので、物が動きにくいパラメータなので分母にくる
・比熱比γは空気のばね定数みたいなもの
というざっくりとした理解でこの式の外形を理解すればいいみたい,,,
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検定テキストを見て、結局、覚えるべき式ってどれくらいあるのかと思ってノートに書いていくと、実はそれほどではない。
いつもつまるところは同じようで、そこに高い壁があるように思えてしまうわけですが、式を書きだしてみると10行もない,,,もちろん最初の方だけなのですが。
これをお経のように覚えてしまえばそれで事足りるのでは,,,と。
最初ノートに式を書いて、どうも汚い、見栄えが悪い。
パソコン上できれいに書けないかと。
アプリを検索して例題に従って書いてみる,,,
ここ2日ほど付き合ってきた音速の式
sが小文字になっている
ルートの中に式を入れる
分数表示
ここまで5分。
意外と簡単にできる？
もちろん書式はカット＆ペーストしているだけなので使いこなしているわけじゃないのですが、天文の式はこれにあと2乗とか、∫（インテグラル）くらいなものなので、,,,やってみる？
ともあれ、覚えなければならない式がどれくらいあるか,,,書き出してみる方が先か
今日の夕食後、おなかいっぱいで頭が働かないので、あれでもやるか,,,と。
プランクの式です。
値切りなく、教科書通りの式が書けました、これで5分です。
この式の場合、分数式が入れ子になっているので、元式をペーストして中身を入れ替えていけば書けました,,,何のことはない,,,まあ分数式だけですけども。
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いささか旧聞になりますが、本件についてやっとまとめる気分になったところ。
昨年11月に天の川銀河ハローの暗黒物質由来のガンマ線放射を発見されたというニュース。
東大からの正式リリースがあり、天文系メディアや数多くのYoutube番組があり、また戸谷先生自ら出演の番組もあり,,,
ご本人出演の番組もあります。
結果的に言うと、この元のプレスリリースが要を得ている内容になっています。
東京大学大学院理学系研究科の戸谷教授は、
・フェルミガンマ線観測衛星の最新データを解析した
・天の川銀河の中心方向から約20ギガ電子ボルト(GeV)のガンマ線が、角度にして30度以上にぼんやりと広がって放射されていることを発見した。
・その性質は長年探し求められてきた暗黒物質のシグナルとよく合致している
・天の川銀河を球状に取り囲んでいるとされる暗黒物質の「ハロー」において、2つの暗黒物質粒子が対消滅してガンマ線に転化していることを示唆している。
・事実であれば人類は初めて暗黒物質を「見た」ことになり、天文学・物理学における最大の問題の一つがついに解決されることになる。
・今後のさらなる研究や検証により暗黒物質からのガンマ線であることを立証することが重要である。
詳細な説明として、
・暗黒物質について有力とされるのがWIMPと呼ばれる新種の素粒子。
・2つのWIMP粒子が稀に衝突して対消滅する際に、GeV以上の高エネルギーガンマ線を放射すると期待されている
・長年、天の川銀河の中心方向など暗黒物質が密集している領域からのガンマ線が探索されてきた。
・銀河面などから宇宙線や天体起源の強烈なガンマ線放射が観測されるため、それらを取り除き、微弱なシグナルを慎重に探す必要がある。
・今回の結果は、陽子の500倍程度の質量をもつWIMPの対消滅から予想される依存性によく一致している
・放射強度から見積もられる対消滅の頻度も、理論予想と概ね合致している。
これが事実なら、
・暗黒物質の正体がWIMPであると判明した
・現在の素粒子物理学の標準理論に存在しない新粒子が発見された
用語
◎ フェルミガンマ線観測衛星
2008年に米国NASAによって打ち上げられ、現在も稼働中のガンマ線天文観測衛星。
これに搭載されたLATと呼ばれる観測装置のデータで、約0.1 GeV から1000 GeV のエネルギー帯域で観測を行っている。
◎ ガンマ線
X線よりさらに光子エネルギーが高い電磁波の総称。ギガ電子ボルト(GeV)はガンマ線光子のエネルギーの単位で、1電子ボルト(eV)の10億倍。
◎ 暗黒物質
天体の動きと重力の法則から、星として光っている物質の約10倍もの量の暗い物質があることが1930年代から指摘され、暗黒物質と呼ばれる。すべての銀河は暗黒物質のハローに囲まれて存在し、宇宙全体でも、元素など通常物質の約5倍の密度であまねく存在しているとされる。
◎ ハロー
我々が住む天の川銀河の中の恒星は中心部のバルジと、その周りの銀河円盤に沿って分布しているが、そのおよそ10倍にもわたる大きさの、暗黒物質でできた球状のハローが存在するとされる。
ハローの物質密度はどこでも同じではなく、天の川銀河の中心部に向かって高くなっていく。したがって、ハローがガンマ線で輝いているとすれば、天の川銀河の中心方向にむかってぼんやりと広がった放射が見えると予想される。
◎ 対消滅
2つの同種の粒子（粒子とその反粒子）が衝突して、光子など他の粒子に変化する素粒子反応の総称。例えば、電子と陽電子が対消滅して光子に変わる、など。
◎ WIMP
Weakly interacting massive particle （弱く相互作用する重粒子）の略。
質量が陽子の10倍から10万倍程度の範囲にあり、他の素粒子と弱い相互作用しかしない仮説上の素粒子。現在の素粒子標準理論を拡張したときに現れる素粒子で、暗黒物質の存在量を自然に説明できるため、暗黒物質の最有力候補の一つとされている。
結局、検定1級としては難しい内容だなと思います。また、現時点で「暗黒物質を発見」とかは言えないので、仮に出題されたとしても背景知識を問う形かな,,,
問題として出るとすれば、
・観測された電磁波は？ 20GeV（2.0✕10 ^10）のガンマ線
・観測データを提供したのはフェルミガンマ線観測衛星
・観測した場所は？ 銀河ハロー
・観測された粒子と想定されるものは？ WIMP
などを組み合わせた正誤問題なのでしょうね,,,
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