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今月のキーワード
トポロジー/ スペックル/ Ia型超新星/電子の縮退圧
●トポロジー[topology]
トポロジーとは,数学の幾何学の1 分野である位相幾何学,および,ものの位相幾何学的性質。トポロジーでは,連続的変形により保たれる性質を研究する。トポロジー的観点では,ドーナツとコーヒーカップは同じ( 同相という)と考えられる。結び目理論もトポロジーの1 分野であり,3 次元空間内の閉じたひも,つまり円周と同相なものに対し,切ったり繋げたりせずに変形するさいに保たれる性質の研究を行う。(p.79「ホログラムで光渦の結び目をつくる」

●スペックル[speckle]
レーザー光などのコヒーレント光が,(とくに波長程度の)凹凸をもつ物体の表面によって散乱されたさい,散乱光の回折・干渉により暗線による斑状の模様が観測される。このような現象をスペックル現象といい,その模様をスペックルパターンという。スペックル現象は,超音波画像の解析などの医学的側面への応用や,天体画像回復などの天文学へ応用がある。(p.79「ホログラムで光渦の結び目をつくる」)

●Ia型超新星[type Ia supernova]
白色矮星が起こす,宇宙における巨大な核爆発。白色矮星がチャンドラセカール限界質量(太陽の約1.4 倍の質量)に非常に近づいたときに爆発が始まるため,どのIa 型超新星も同じような明るさとなる。このため,観測によってみかけの明るさがわかれば天体までの距離を測ることができ,宇宙における距離指標として使われている。(p.82「“ 限界”を超えて輝く超新星」)

●電子の縮退圧[electron degeneracy pressure]
電子を非常に低温で高密度状態に押し込めたときに生まれる圧力。量子力学では,電子はフェルミ粒子といい,2 つ以上の粒子が同じ状態をとることはできない( パウリの排他原理)。そのため,電子ができるだけ低いエネルギー状態になろうとしても,パウリの排他原理により,あるエネルギー以上をとらざるを得なくなる。この高いエネルギーをもたされている電子が圧力を生み出す。白色矮星はこの縮退圧で星全体の重さを支えている。(p.82「“限界”を超えて輝く超新星」

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