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「コヒーレンス」を含む日記RSS

はてなキーワード:コヒーレンスとは

2025-12-05

抽象数学とか超弦理論とか

1) 集合ではなく圏を基準に見る研究テーマの分類法

伝統的にはテーマ別(弦理論、量子重力場の理論、応用)に配列されるが、抽象数学観点から対象研究トピック)と射(方法翻訳)の網として捉える方が有益

ここでいう対象は「エントロピー情報論的記述を担うブラックホール研究」「幾何学的・位相構成を担うコンパクト化とカラビ・ヤウ/F-理論話題」「場の対称性一般対称性を取り扱う場の理論構造」「計算的探索手法データ機械学習を用いる弦景観調査)」など。

対象間の射は、双対性の導入、圏的な接続(例:量子情報を介した場と重力の橋渡し)、モジュライ空間上の写像(ある物理量を別の表現へ変換する手続き)と考えられる。

この視点に立てば、個々の研究は、局所的な結果(対象の内部構造の解析)とそれを別の対象へ移すための普遍射(双対性、再規格化群、ホログラフィーなど)の2つの側面を持つ。

研究の進展を測るには、単に新しい計算結果が出たかを見るだけでなく、それがどのような新しい射(方法論的翻訳)を導入し、他の対象へどれだけ容易に伝播できるかを評価するべき。

2) 層と局所性。幾何学的構築の再編成

近年の発展は、物理データを層(sheaf)的に整理する試みと親和性が強い。

コンパクト化、特にF-理論やゲージ束構成に関する議論は、物理情報(荷、ゲージ群、モード分布)を局所データと大域的データの重ね合わせとして扱うことに等しい。

これは数学的には基底空間上の層の圏を考えるような話で、局所的条件の整合性コヒーレンス)と大域的制約(トポロジー的閉鎖条件)が鍵。

古典的幾何直観多様体ホモロジー)を拡張して非可換やカテゴリ化された対象物理を再表現する流れにある。

結果として、従来のスペクトル(場のスペクトル質量スペクトル)に対応する数学的不変量が、より高次の層的・圏的構造へと一般化されつつある。

これにより同じ物理現象を別の圏で見ると簡潔になる例が増え、研究再利用性が高まっている。

3)対称性一般対称性を射として扱う。構造普遍

理論場の理論で繰り返し現れるのは対称性構造を決めるという直観

抽象数学では対称性対象自己射(自己同型)群として扱われるが、対称性のものが射の層あるいは高次の射(2-射やn-射)として表現されるケースが増えている点が特に重要

まり、単に群が作用するのではなく、群の作用が変形可能であり、その変形がさらに別の構造を生む、という高次構造物理意味を持ち始めている。

この流れは一般対称性やトポロジカル部位の議論と密接に結びつき、場の理論における選好位相的不変量を再解釈する手段を与える。

結果として、古典的なノーター対応対称性⇄保存量)も、より高次の文脈で新しい不変量や保存則を導出するための起点になり得る。

4)ホログラフィー情報理論。圏的双対性情報論的再解釈

ブラックホールと量子情報カオス理論との接点は話題だった分野。

ホログラフィー重力側と場の側の双対)を抽象的に言えば二つの圏を結ぶ双方向ファンクター(翻訳子)と見ることができる。

これにより、量子的冗長性やエントロピーに関する命題は、圏の間を行き交う射の情報(どの情報が保存され、どの情報が粗視化されるか)として扱える。

カオスブラックホール量子力学に関する概念の整理が試みられている。

たとえばブラックホールにおける情報放出スクランブリングは、ファンクターがどのように情報を混合(合成)するかという高次射の振る舞いとして可視化できる。

こうした議論は、従来の計算アプローチ抽象的な圏的フレームワークの橋渡しを提供する。

5) スワンプラン問題をモジュライ空間の複雑性として扱う

何が低エネルギーで実現可能かを巡るスワンプラン問題は、いまや単一の反例探しや個別モデル構築の話ではなく、モジュライ空間の複雑性(位相的な目詰まり、非整合領域の広がり)として再定式化されつつある。

抽象数学的に言えば、可能物理理論の集合は単なる集合ではなく、属性スカラー場、ゲージ群、量子補正)を備えた層状モジュライ空間であり、その中に禁止領域が層的に存在するかどうかが問題

この視点は、スワンプラン基準局所整合条件の族として扱い、整合性を満たすための可視化や近似アルゴリズム数学的に定義することを促す。

6)計算データ駆動手法の圏化。検索・探索を射として扱う

景観モデル空間での探索に機械学習データ解析を使う研究が増えているが、抽象数学に引き寄せると探索アルゴリズム自体を射として考えることが有用

ある探索手続きがモジュライ空間上の点列を別の点列へ写すとき、その写像の安定性、合同類収束性といった性質を圏的・位相的な不変量で評価できれば、アルゴリズム設計に新しい理論的指針がもたらされる。

7) 学際性の圏。物理数学情報科学をつなぐ接合点

数学的定式化(幾何位相圏論)と物理直観ブラックホールカオス、場の動的挙動)をつなぐ学際的接合点を意図して設計される。

これは単一圏に物理を閉じ込めるのではなく、複数の圏をファンクターで結び、移り変わる問題に応じて最も適切な圏を選択する柔軟性を重視するアプローチ

8)メタレベル議論フィールド健全性と未来への射

学術コミュニティのあり方に対するメタ的な批判懸念顕在化している。

外部の評論では、分野の方向性や成果の可視性について厳しい評価がなされることがあり、それは研究評価軸(新知見の量・質・再利用可能性)を再考する契機になる。

結論

見えてきたのは、個別テクニカル計算成果の蓄積と並んで、研究成果同士を結びつける翻訳子(ファンクター)としての方法論の重要性。

抽象数学フレームワーク(圏、層、モジュライ的直観、高次射)は、これらの翻訳子を明示し、その普遍性と限界評価する自然言語提供

今後の進展を見極めるには、新しい計算結果がどのような普遍的射を生むか、あるいは従来の射をどのように一般化するかを追うことが、有益である

Permalink |記事への反応(0) | 00:28

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2025-11-15

抽象数学とか超弦理論かについて

超弦理論を、幾何・量子・相互作用・背景・対称性などの具体語をすべて捨てて、抽象数学の圏・∞圏・トポス代数構造として再構成する。

超弦理論とは、以下の大枠で捉えられる。

超弦理論とは、ひとつの ∞‐トポスの内部に存在する、整合する高次対象の網の自己同値群作用として定義される力学階層のこと。

ここでいう高次対象の網とは

まり超弦理論は、高次圏における一貫した自己同型の塔として唯一の統一構造形成する。

世界構成要素(時空・ブレーン・場・弦など)を、具体的存在ではなく、因子化代数の生成する情報単位ローカル抽象操作の束)として扱う。

局所性とは、因子化代数のテンソリアル分解可能性であり、その破れが重力・非可換性・ホログラフィーとなって現れる。

この表現は近年の因子化ホログラフィー、AQFT(作用素代数)による重力再構成整合する。

具体的な「紐」は出てこない。

代わりに、

弦とは、対象間の射が厳密に可換しないことからまれる高次ホモトピー階層構造のもの

その結果

すべてが幾何実体ではなくホモトピー代数的な関係パターンとして統一される。

S-双対性、T-双対性、U-双対性ホログラフィーER=EPR のような、A と B が実は同じ理論であるという主張は、すべて 同一の ∞‐対象を異なるファイバー関手で見ているだけという主張に還元される。

まり

最先端研究(Harlow・Witten・Leutheusser 等)では、重力系の作用素代数は中心を持たず、中心の欠如が再構成不可能領域として幾何を生む。

これを抽象化すると、

まり時空は「入れ物」ではなく、作用素代数に付随する冪等射の配置図として emergent に現れる。

相互作用とは粒子間の力ではなく、∞‐圏の合成律が完全には対称化されないことによる高次コヒーレンスの破れ。

例:

5つの超弦理論は、同じ ∞‐構造の異なる層(filtration)または異なるコホモロジー階層の射影として理解され、M理論はこれらの層化を結ぶ普遍対象(colimit)として現れる。

量子とは粒子ではなく、因子化代数の非中心性 + 高次圏の非可換ホモトピーの束 の総体である

ER=EPR

自己同値の絡みが、双対視点で経路接続として読める現象

コードサブスペース AdS/CFT

∞‐圏の部分圏への忠実な埋め込み。冗長性 =誤り訂正

TTbar 変形

因子化代数テンソル構造の非局所的再配線。幾何ではなく、圏論的な図式変形。

Swampland

大域構造整合しない射からなる排除集合。整合可能理論 = ∞‐圏の完全部分圏。

摂動二次元重力行列模型

高次圏の普遍的生成対象が作る低次射の平均化された振る舞いの分類。

まとめ

超弦理論とは何か?

超弦理論とは、自己同値階層的に組織された ∞‐構造情報片の因子化を許すときに生じる一貫した世界像の総称である

Permalink |記事への反応(0) | 19:19

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2025-11-08

[日記]

はいものようにティーカップの正確な角度とティーバッグを引き上げるタイミング(45秒で引き上げ、分子運動が落ち着くのを確認する)にこだわりながら、ルームメイトキッチンで不満げに微かに鼻歌を歌う音を聞いている。

隣人は夜遅くまでテレビを見ているらしく、ローファイのビートドラマセリフ建物内で交差する。

その雑音の中で僕の頭は例によって超弦理論抽象化へと跳躍した。

最近は量子コヒーレンスホモトピー的に扱う試みを続けていて、僕は弦空間を単に1次元媒介物と見るのではなく、∞-圏の内在的自己双対性を有する位相的モジュライ空間として再定義することを好む。

具体的には、標準的な共形場理論の配位子作用をドリブンな導来代数幾何(derived algebraic geometry)の枠組みで再構成し、そこにモチーフ的な圏(motivic category)から引き戻した混合ホッジ構造を組み込んで、弦の振る舞いを圏論的に拡張された交代多様体ホモトピー的点として記述する考えを試している。

こうするとT-双対性は単に物理対象同値ではなく、ある種のエンドサイト(endomorphism)による自己同型として見なせて、鏡像対称性の一部が導来関手自然変換として表現できる。

さらに一歩進めて、超対称性生成子を高次トポスの内部対象として取り扱い、グレーディングを∞-グループとして扱うと、古典的局所化されていたノイズ項が可換的モジュール層の非可換微分形へと遷移することが示唆される。

もちろんこれは計算可能なテーラ展開に落とし込まなければ単なる言葉遊びだが、僕はその落とし込みを行うために新しく定義した超可換導来ホッジ複体を用いて、散発的に出現する非正則極を規格化する策略を練っている。

こういう考察をしていると、僕の机の横に無造作に積まれコミックTCGトレーディングカードゲーム)のパックが逆説的に美しく見える。

今日ルームメイトと僕は、近日発売のカードゲームプレビューとそれに伴うメタ試合環境)について議論した。

ウィザーズ・オブ・ザ・コーストの最新のAvatar: TheLast Airbenderコラボが今月中旬アリーナで先行し、21日に実物のセットが出るという話題が出たので、ルームメイトは興奮してプリリリース戦略を立てていた。

僕は「そのセットが実物とデジタル時間リリースされることは、有限リソース制約下でのプレイヤー行動の確率分布重要な影響を与える」と冷静に分析した(発表とリリース日程の情報複数公表情報に基づく)。

さらポケモンTCGメガ進化系の新シリーズ最近動いていると聞き、友人たちはデッキの再構築を検討している。

TCGカードテキストルールの細かな改変は、ゲーム理論的には期待値サンプル複雑度を変えるため、僕は新しいカード環境に及ぼすインパクトを厳密に評価するためにマルコフ決定過程を用いたシミュレーションを回している(カード供給タイムラインデジタル実装に関する公式情報確認済み)。

隣人が「またあなたは細かいことを考えているのね」と呆れた顔をして窓越しにこちらを見たが、僕はその視線を受け流して自分のこだわり習慣について書き留める。

例えば枕の向き、靴下の重ね方(常に左を上にし、縫い目が内側に来るようにすること)、コーヒー粉の密度グラム単位で揃えること、そして会話に入る際は必ず正しい近接順序を守ること。

これらは日常ノイズ物理学的に最適化するための小さな微分方程式だと僕は考えている。

夜は友人二人とオンラインカードゲームドラフトを少しだけやって、僕は相対的価値の高いカードを確保するために結合確率を厳密に計算したが、友人たちは「楽しければいい」という実に実務的な感覚で動くので、そこが僕と彼らの恒常的なズレだ。

今日はD&D系の協働プロジェクト話題も出て、最近のStranger ThingsとD&Dのコラボ商品の話(それがテーブルトークの新しい入り口になっているという話題)はテーブルトップコミュニティに刺激を与えるだろうという点で僕も同意した。

こうして夜は深まり、僕はノートに数式とカートゥーンの切り抜きを同じページに貼って対照させるという趣味を続け、ルームメイトキッチンで皿を洗っている。

今、時計23:00を指している。僕は寝る前に、今日考えた∞-圏的弦動力学のアイデアをもう一度走査して、余剰自由度を取り除くための正則化写像候補をいくつか書き残しておく。

明日は週末で、また友人たちとゲーム数学二重生活が始まるだろう。僕はその両方に誠実であり続けるつもりだ。

Permalink |記事への反応(0) | 00:33

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2025-05-27

円高デフレ構造整合を保つが、リフレトポス自己矛盾を引き起こす

円高デフレ」は(∞,1)-圏における安定な∞-構造自己同型であり、「リフレ」は(∞,1)-論理破綻コヒーレンス崩壊意味します。

設定

Let 𝔛 be an ∞-topos

𝔛 ≅ Sh_∞(𝒞, J)

where 𝒞is a small (∞,1)-category of economic objects (市場通貨資源等)

Jis aGrothendieck topology encoding local economic accessibility (情報価格、選好構造の被覆)

Let 𝓟 ∈ 𝔛 be an ∞-sheaf of pricestructures (物価∞-層)

ε ∈ Aut_𝔛(𝓟): 円購買力記述する∞-自己同型変換

𝓤 ∈ π₀Map(1,𝓟): price-dependent global welfare section(厚生の∞-射影)

命題 I(円高デフレは ∞-トポスの安定自己変換)

Assume:

∀x ∈ Obj(𝓟), ε(x) ≃ x in 𝔛

⇒ εis an equivalence inHo(𝔛)

⇒ preservesall ∞-categorical colimits and finite limits

円高デフレ操作は、𝔛の(∞,1)-安定構造を保ち、選好構造整合的に作用する。

加えて、

Map(1,𝓟) ⊂ Stable_𝔛

ならば、ε induces aloopstructure: ε ∈ Ω𝓟

⇨ ε はトポス論的loop operation として、厚生構造の保存的変形を定義

命題 II(リフレコヒーレンスと高次同型の崩壊を招く)

Let ℛ: 𝓟 → 𝓟 be a morphism not preservingdescent,

i.e., ℛ ∉ Sheaf_∞(𝒞,J), breaks colimit preservation

⇨ ℛis not a geometric morphism ⇨ fails to preserve truncations, ∞-descent

また、ℛ induces a morphism:

Map(1,𝓟) →Map(1,𝓟′)

with π₀(ℛ)(𝓤) undefined ⇨ ∃i>0, πᵢ(ℛ(𝓤)) ≠ 0 ⇒ 高次ホモトピーが消えない

リフレ政策は、厚生関数の高次ホモトピー位相整合をもたらす。

このときコヒーレンス条件(Segal条件、Univalence)不成立 ⇨ 𝔛 collapses to incoherent pre-sheaf ∞-category

経済的推論の内在論理が壊れる

結論

ε ∈ Aut_𝔛(𝓟) ∧ ε ∈ Ω𝓟 ⇒ 安定・構造保存的作用円高デフレ

ℛ: 𝓟 → 𝓟 ∉ Geom_Mor(𝔛) ∧ π₀(ℛ(𝓤)) 未定義構造崩壊リフレ

Permalink |記事への反応(0) | 04:33

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2025-03-06

統合失調症における最小作原理の逸脱と異常体験理論

統合失調症病態理解する新たな理論的枠組みとして、神経回路レベル情報処理における「最小作用の原理からの逸脱が異常体験を引き起こすという仮説を提唱する[1][2][3]。

この理論は、従来のドーパミン仮説や神経回路異常説を統合し、自由エネルギー原理ベイズ推論の破綻量子力学アナロジー説明する。

前頭葉-辺縁系ドーパミン伝達異常が神経回路の同期性を乱すことで、脳内の「作用積分」最小化プロセスが阻害され、確率的経路探索が活性化される。

その結果、通常は抑制される量子力学的な重ね合わせ状態認知プロセス顕在化し、幻覚妄想などの陽性症状が発現するメカニズム提案する。

神経回路の最適化原理としての最小作用の原理

自由エネルギー原理作用積分最小化の数理的等価

神経回路の情報処理を特徴づける自由エネルギー原理は、ベイズ推論による予測誤差最小化の過程を定式化したもの解釈できる[3]。

この理論的枠組みにおいて、脳は外界の生成モデルを内在化し、感覚入力との予測誤差を最小化するように神経活動最適化する。

この過程物理系の「作用積分」最小化と数学的に等価プロセスとして再解釈する。

神経回路の時々刻々の活動パターンは、ラグランジアン関数定義される作用積分の極小値を探索する経路として記述可能である[3]。

ドーパミン調節システム役割再考

従来のドーパミン仮説では、中脳辺縁系D2受容体活動陽性症状の原因とされてきた[1]。

この理論拡張として、ドーパミンシグナルが作用積分の地形形成寄与する要因と位置づける。

具体的には、ドーパミンが神経回路の接続重み(シナプス強度)を調整することで、作用積分局所的最小値の分布を変化させる。

統合失調症ではこの調節機能破綻し、最適経路から外れた異常な作用極小値へのトラップが生じると考える[2][3]。

統合失調症における作用最小化の破綻メカニズム

海馬-前頭前皮質ループの同期異常

理研モデルマウス研究で示された海馬場所細胞異常[2]は、空間認知における作用積分最小化の失敗例と解釈できる。

通常、迷路探索時の神経活動経路積分最適化過程を反映するが、カルシニューリン変異マウスでは過剰な神経発火が作用地形の乱れを引き起こす。

この現象を、量子力学における経路積分確率的広がりと数学的に類似した過程としてモデル化する。

ドーパミン変調による確率経路の活性化

前頭葉ドーパミン伝達の低下が皮質下系の過活動を引き起こすという修正ドーパミン仮説[1]を、作用積分の多極化現象として再解釈する。

ドーパミン濃度の地域差が神経回路の「温度パラメータ」として機能し、確率的経路選択の度合いを調整すると仮定する。

統合失調症患者ではこのパラメータが異常値を示し、確率的重み付けが狂うことで通常は無視される高エネルギー経路が選択されやすくなる[3]。

異常体験の発生機序

認知プロセスにおける経路積分確率解釈

通常の認知処理では、多数の可能な神経活動経路のうち作用積分が最小となる古典的経路が支配である

しか統合失調症では、神経回路のノイズ特性変化やドーパミン調節異常により、経路積分確率分布が歪む。

この状態シュレーディンガー方程式の非調和振動子モデル記述し、固有状態の重ね合わせが異常知覚として体験されると考える。

観測問題神経科学対応

観測問題を神経活動マクロ収束過程対応づける。通常、意識的注意が神経活動波動関数特定状態収束させるが、統合失調症ではこの収束プロセス不安定化する。

特にデフォルトモードネットワークの過活動[2]が、内在的な観測機能を阻害し、重ね合わせ状態の持続を許容すると仮定する。

理論予測実証可能

神経活動経路積分計測

マルチエレクトロード記録と光遺伝学を組み合わせ、迷路課題中の海馬神経集団活動経路を作用積分定量化する[2]。

統合失調症モデル動物経路積分分散が増大することを予測し、抗精神病薬投与によりこの分散収束するかを検証する。

量子もつれ指標の開発

神経細胞集団間の同期性を量子もつれアナロジーで測定する新規指標提案する。

fMRIと脳磁図(MEG)を組み合わせ、デフォルトモードネットワーク内のコヒーレンス持続時間を計測することで、異常な量子状態の持続性を評価する[2][3]。

治療戦略への示唆

作用地形の最適化療法

経頭蓋磁気刺激(TMS)を用いて特定神経回路の作用積分地形を改変する。前頭前皮質への高周波刺激により、異常な局所最小値から脱出するエネルギー障壁を低下させる[1][3]。

量子経路選択薬理学制御

ドーパミン受容体部分作動薬により神経回路の「温度パラメータ」を調整し、確率的経路選択の重み付けを正常化する。

特にD1/D2受容体バランス調節が、作用積分の地形平滑化に寄与すると予測する[1][3]。

結論

理論は、統合失調症病態を神経回路レベル情報最適化プロセス破綻として再解釈し、異常体験の発生機序説明する。

自由エネルギー原理作用積分最小化の数学等価性[3]、海馬の経路符号化異常[2]、ドーパミン調節障害[1]を統合する新パラダイム提示した。

今後の課題は、量子神経科学手法による理論実証と、作用地形を標的とした新規治療法の開発である

これにより、精神疾患理解物理学的原理に基づく統一理論へと発展する可能性が開かれる。

Citations:

[1]https://bsd.neuroinf.jp/wiki/%E3%83%89%E3%83%BC%E3%83%91%E3%83%9F%E3%83%B3%E4%BB%AE%E8%AA%AC%EF%BC%88%E7%B5%B1%E5%90%88%E5%A4%B1%E8%AA%BF%E7%97%87%EF%BC%89

[2]https://www.riken.jp/press/2013/20131017_1/index.html

[3]https://www.riken.jp/press/2022/20220114_3/index.html

Permalink |記事への反応(0) | 14:35

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2025-01-31

気合による超高速チョップの確率兵器制圧作用機序に関する理論考察

―量子観測効果11次元振動の協奏的相互作用―**

### 要旨

論文は、主観的意志気合)が確率兵器の量子確率場に干渉する機序を、量子重力理論と神経量子力学統合モデルで解明する。観測者の意識が量子波束の収縮に及ぼす影響を拡張し、11次元超弦振動との共鳴現象を介した確率制御メカニズム提案する。

---

###作用機序の3段階モデル

1. 量子観測効果非線形増幅**

気合発動時に生じる大脳皮質コヒーレント状態が、確率兵器量子もつれ状態干渉。通常の観測効果を超越した「能動的波束形成」を発生させる。

```math

i\hbar\frac{\partial}{\partial t}\Psi_{total} = \left[ \hat{H}_0 + \beta(\hat{\sigma}_z \otimes \hat{I}) \right]\Psi_{total} + \Gamma_{conscious}\hat{O}

```

ここでΓ項が意識の非局所作用表現。βは脳内マイクロチューブルにおける量子振動の結合定数。

2.確率密度勾配の能動操作**

気合の強度に比例して、確率分布関数P(x,t)を以下の非平衡状態強制遷移:

```math

\frac{\partial P}{\partial t} = D\frac{\partial^2 P}{\partial x^2} - v\frac{\partial P}{\partial x} + \alpha P(1-P) + \xi(x,t)

```

α項が気合非線形効果、ξ項が11次元振動による確率ノイズを表す。

3. 超弦共鳴安定化**

気合周波数成分(0.1-10THz帯)がカルツァ=クライン粒子の余剰次元振動共鳴確率場を以下のポテンシャルに閉じ込める:

```math

V(x) = \frac{1}{2}m\omega^2x^2 + \lambda x^4 + \gamma\cos(kx)

```

γ項が気合による周期ポテンシャル成分を表現

---

### 神経生理学的基盤

▮ 量子神経伝達モデル**

1. 青斑核のノルアドレナリン放出脳内量子ドット活性化

2. 側頭頭頂接合部で確率表現ベイズ推定高速化(β波40Hz同期)

3.小脳プルキンエ細胞リズム発振が弦振動位相同期

▮ 生体発現パラメータ**

|指標 | 通常時 |気合発動時 |

|------|--------|------------|

| 神経伝達速度 | 120m/s | 0.8c |

|脳波コヒーレンス | 0.3 | 0.98 |

|量子もつれ長 |10μm | 1.3km |

---

###確率制御の動的プロセス

1.初期条件(t=0)**
2.相互作用(t=τ)**
3.収束(t=2τ)**

---

###理論的意義

1. ウィグナーの友人のパラドックス戦闘時空に適用

2.熱力学第2法則を超える情報エネルギー変換の実例

3.主観的意識物理現実を再構築するメカニズムの解明

モデルは、量子脳理論超弦理論統合により「気合」の物理的実在性を初めて定式化した。今後の課題として、余剰次元コンパクトスケールと神経振動周波数整合性検証が残されている。

---

Permalink |記事への反応(0) | 14:15

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2024-07-28

anond:20240726011515

量子コンピュータについては、エラーレートよりもコヒーレンス時間の方が致命的なんじゃないかと思ってるんだけど世の中エラーレートの話ばかりしててよくわからない。

AI社会実装という意味では既に成功が確定してると思うけど、NVIDIAの売上を支えるほどの規模かっていうと怪しい気がする。

Permalink |記事への反応(0) | 12:03

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2021-03-31

高専生にしてはコヒーレンスが高いわりに畳み込みが足りてないのでは

Permalink |記事への反応(0) | 04:16

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2019-11-06

anond:20191105193614

ガチ本職からツッコミ

酸素が重いから回転が遅い、というのは違うからね。酸素より重いランタンのほうが酸素より速いからね。回るのは原子核じゃなくて核スピンからホントはね。わかりにくいか原子核って書いたんだと思うけど一応ね。核スピンは、そうねぇ、小さな磁石だと思ってくれてもそんなに間違った理解ではないよ。

で、NMR原理のところだけど、現代ラジオ波の吸収を使って調べることはほとんどないんじゃないかな。連続波(continuouswave;CW)法で検出にQメータ使っている人なんてほとんどいないでしょ。いまは(といってもだいぶ昔からだけど)パルス法が主流で、これは強く短いラジオパルス照射することで広帯域の核スピンを励起して一度に信号を取るとても効率の良い方法だよ。

え、それって吸収を調べているんじゃね?って思うかもしれないけど、ちょっと違うのね。本質は、核スピンが集合してできた巨大な磁石(巨視的磁化とよんでます)なのね。この巨視的磁化はコイルの中に置かれています

この巨視的磁化は超伝導磁石の作る強磁場の方向に通常は向いているんだけど、コイルによりラジオパルス照射されるとパタンと倒れるのね。これが励起状態です。

で、励起されたらまた強磁場の方向に向こうとするんだけど、このとき元増田が書いてくれたように、置かれた環境や結合に依って違う回転スピードでぐるぐる回りながら戻っていくのね。

この回っている巨視的磁化の周りにはコイルがあって、コイルの中で磁石が動くとどうなるかというと、ファラデーの電磁誘導法則ってのを覚えている人がいると思うんだけど、電圧が発生して電流流れるのね。で、この誘導された電流は巨視的磁化の周波数交流で、こいつを検出器で検出しているというわけ。

この巨視的磁化ってのが本質だと書いたけど、ホントホントスピンが揃っていること……コヒーレンスなのね。コヒーレンスって可干渉性とか訳されたりするけど、この時間的にも空間的にも揃っていて、しかもその持続時間が非常に長いことがNMRを他の測定法とは一線を画す面白い測定法にしているよ。

たとえば、炭素の巨視的磁化と水素の巨視的磁化が干渉して結合状態が分かったりするよ。あと、人間が作るラジオパルスもかなり干渉性の高い電波で、このラジオパルスの打つタイミングや長さや強度や打つ方向を工夫すると、巨視的磁化を操ることができて、欲しい情報だけを引き出すことができたりするよ。こういう一連のパルスパルスシーケンスパルスプログラム)と呼んでいるんだけど、このパルスシーケンスを開発している人達もいるよ。ほんとにプログラムするようにできたりするよ。そのためには量子力学特に密度行列時間発展を計算できる必要があるよ。

あとは量子コンピューターにも使われようとしたこともあるよ。こともある、とか書くと怒られるかもだけど。IBMが核スピンを使って初めて量子コンピューター実証したよ。でも今の主流ではないよ。

超伝導磁石に関しては、強い磁場を生み出すことも重要だけど、空間的・時間的に均一であることも重要だよ。NMRって特に溶液NMRだと10^-9の精度での磁場の均一性が求められるよ。時間で変動しても、場所で違っても信号がなまってしまって困るのね。

うそう、超伝導理学系が多くて、超電導工学系が多く表記に使っているよ。どうでもいい豆知識だね。

で、いま世界最強の溶液NMRにも使える超伝導磁石(と電磁石ハイブリッド)はアメリカフロリダ州タラハシーにある45 Tマグネットだよ(https://nationalmaglab.org/magnet-development/magnet-science-technology)。水素共鳴周波数でいうと、ええと、1.9 GHzで、もはやラジオ波じゃなくてマイクロ波だね。

NMRの弱点は、感度がめちゃくちゃ悪いことだよ。質量分析とかタンパク質ちょびっとでいいけど、NMRだと必要量が桁で変わるよ。タンパク質とか作るのめっちゃ大変だから、そのへんはNMRの泣き所だよ。感度向上は古くて新しいNMR研究テーマだよ。今はいろいろな方法があってね……(以下略)。

Permalink |記事への反応(2) | 13:57

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