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ガラスは確かに固体!長い論争に決着をつける証拠、発見

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コメント
物理学

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1: Mogtan ★@\(^o^)/ c2ch.net 2015/01/26(月) 00:56:47.03 ID:???
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)
2015012517482430big


<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



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転載元: http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1422201407/


4: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2015/01/26(月) 01:01:53.05 ID:F/h1Xm8p
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

97: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2015/01/26(月) 13:48:51.86 ID:hy3ivzAI
>>4
ガラスが常温でだんだん曲がっていくとか
そういう現象は存在しないってのが最近の考え方。
もし時間をかければ曲がるとしても、20年じゃ短すぎる。

本当にガラス棒が曲がったことが証明できれは論文賞ぐらい取れる。


最初から曲がってたんじゃね?



5: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2015/01/26(月) 01:03:00.49 ID:PFAarUQN
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。

 

12: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2015/01/26(月) 01:22:58.45 ID:HP6sRA/U
とりあえず低温下の氷はどうなるの?っと

21: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2015/01/26(月) 01:47:36.19 ID:3UGRDt2X
>>12
普通に個体だろ、ガラスにゃ融点がないんだよ



15: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2015/01/26(月) 01:27:47.35 ID:kZbweiXU
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

61: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2015/01/26(月) 08:20:19.10 ID:d0r7lYtG
>>15
俺も>>1読んでそれ思い出した



33: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2015/01/26(月) 02:14:31.17 ID:3K1ukXUx
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

36: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2015/01/26(月) 02:36:16.51 ID:cKWfeEG6
>>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。



45: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2015/01/26(月) 04:23:02.75 ID:dj2rZHTM
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

 

63: 名無しのひみつ@\(^o^)/@\(^o^)/ 2015/01/26(月) 08:37:42.83 ID:33rmyhXk
一体、何十年前から言われてるのか知らないが

「ガラスは、もの凄くゆっくりと流れる液体なんだってさw
 だから、大昔に作られた教会のステンドガラスとかは
 上の方ほど薄くなってて下の方に行くほど厚くなってるんだってさww」

って聞かされたのが30年前

世にこれだけ学者さんたちが居て
ひとりくらい検証した人は居なかったんだろうか?

ガラスをぶら下げて30年後に測って
「30年で、0.00000001ミリ伸びてることが
 実験で明らかになりました」

とかひとりくらいやりそうなもんだけど・・・

69: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2015/01/26(月) 09:10:29.98 ID:zQb3L3rS
>>63
>>1にも書いてあるけど、ガラスは高温時に
溶けやすいとあるから、ステンドグラスが
下に垂れるのは真夏の猛暑のせいだろう

ちなみにパリのアパルトマンに住んでた時
100年前の窓ガラスには雫がいくつも垂れ
下がってましたよ

93: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2015/01/26(月) 13:02:44.66 ID:tMVnIXkA
>>63
遠心分離器にかければ、もっと早く結果出るよ



64: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2015/01/26(月) 08:46:36.87 ID:90FFNjWj
これ思い出した
ピッチドロップ実験
http://wired.jp/2014/07/16/pitch-drop-experiment/

トラチェンコはガラスを例に挙げる。われわれはこれが固体だと経験的に信じているが、
実際には、十分に長い間待てば、液体のように流れることもありうる。
「わたしたちの計算によれば、一般的なガラスのコップが『滴り落ちる』のを目にするには、
宇宙が存在しているのよりも長い時間を待たなければならないでしょう」と、彼は締めくくっている。



74: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2015/01/26(月) 10:07:40.04 ID:0ugqhmU2
この話で大昔のステンドグラスの事が
必ず持ち出されてくるけど、
アレって「最初からそうだった」説が
有力になってきてるんじゃなかった?

 

79: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2015/01/26(月) 10:30:06.62 ID:y9XHfKqU
古いガラスが銀化しているのはなぜ?

80: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2015/01/26(月) 10:45:59.05 ID:ZLygYHry
>>79
古い木は珪化してるよ。
俺の持ってる神戸層群、約2000万年超の珪化木は炭化(石炭)の後
珪化しているから黒とクリーム色のツートン。
磨けばテカテカになるから不純物多くともガラス化しているとも言える。
ガラスは銀に置き換わらないよ。

134: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2015/01/27(火) 01:14:07.68 ID:jWHBNkLT
>>80
千年単位で地中に埋まってた古ガラスは化学変化で銀色に変色するんだ。
それが「ガラスの銀化」。ガラスって面白いよね。



85: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2015/01/26(月) 11:33:26.65 ID:FyWJc/rG
ガラスは曲がるから固体じゃない云々…っても鉄だって曲がるじゃん



90: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2015/01/26(月) 12:09:30.68 ID:fNPlRKxJ
固体と液体の明確かつ絶対的な定義を理解しとらんのだけど
両者間に"揺らぎ"が存在したらいかんのか?



158: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2015/01/27(火) 21:57:39.05 ID:0mTfv7AA
基本的に「流体」という認識で良いのでは?


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    この記事へのコメント

    名無し隊員さん
    2015年01月29日 00:20
    固体ヘリウムは原子一個でできているけど、気体も液体も基本「原子(分子)一個」なのではないか?
    名無し隊員さん
    2015年01月29日 00:28
    ガラスはアモルファスちゃうんか
    まとめブログリーダー
    2015年01月29日 01:08
    >> 1
    水分子とかは一個では存在できへんのやで
    イギリスで水分子1個を油脂の中に閉じ込めたってだけで大騒ぎになったレベルやからな
    名無し隊員さん
    2015年01月29日 01:23
    新しい状態を追加していいのは
    既存の理論でどうしても説明できませんってなってからな
    そうじゃないと次々追加されてって際限なくなるし
    将来の理科の授業が
    「物質には気体・液体・固体・○○・××・△△・・・と100個以上の状態があります。
    これはテストに出ますので全部暗記してください」
    となったら可哀想だろ
    2015年01月29日 01:39
    垂れるから液体
    って短絡的すぎるんだよ
    個体の形状が変わってはダメなんてルールはないんだし
    2015年01月29日 01:57
    ぱんたれい
    2015年01月29日 02:11
    ※4
    すでに
    液晶アモルファスプラズマ超伝導超流動
    ボース・アインシュタイン凝縮などなどあるらしいが理科で習ったか?
    どうせいくら増えても科学オタクのボキャブラリーにしかならないよ
    名無し隊員さん
    2015年01月29日 03:41
    >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
    うんうん
    >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
    へー
    >低温・高密度になるほど固体的領域のサイズが増大する
    ほぅ
    >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。
    マジか
    >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。
    なんでやねん!
    名無し隊員
    2015年01月29日 07:06
    地下とか安定したところで常温で光を通さない箱の中に
    十分な大きさのガラス柱を二つの台に橋渡しして
    そのガラス柱に両端に重りをくくりつけた鎖をかけて30年放置すればいい

    本当に個体なら変化は全くないし
    液体の性質もあるなら、鎖はガラス柱の中に埋まるか、あるいはガラスの表面に鎖の跡がつく
    2015年01月29日 12:00
    まぁどう見ても固体なんですけどね
    これが固体じゃないって言うなら日本語から直さないとね
    名無し隊員さん
    2015年01月29日 12:00
    両方の状態が混在しうるってわかってんじゃん
    条件によって固体的領域が増えたり,減ったりしてるってことでしょ
    今回の成果は,各条件(温度や圧力)と各状態(固体的状態,液体的状態,両者の移行的状態)の,
    対応関係をよりはっきりさせ,事実関係を整理してみせたってことだろう

    複雑な事象を単純化して説明することは必要だが,
    これは少なくとも二分法では説明できない事象だってわかってるんだから,
    固体だった!っていう結論は明らかに単純化しすぎ
    名無し隊員さん
    2015年01月29日 12:49
    液体か固体かはどうでもいいが、ガラスの置物は角が丸くなるよ。
    ガラスの箸置きも板状のガラスが積層された形になっていたが、20年経過して層の間に隙間ができてきた。
    名無し
    2015年01月29日 14:33
    ガラス体でいいよもう
    名無し
    2015年01月29日 22:06
    ガラスって非晶質なのに透明なんだよなw
    それにアンモニアソーダ法で原料少しづつ足してくだけで材料が採れるとか素晴らしすぎるわwww
    名無し隊員さん
    2015年01月30日 16:36
    「ガラスはこういうもの」でいい
    定義の方に合わせようとすることが傲慢
    名無し隊員さん
    2017年02月06日 17:01
    懐かしい記事を発見。

    そもそも液体のようにふるまう個体=液晶が発見されてるんだから。
    個体のようにふるまう液体=ガラスと定義してもよい気がするんだけどね。

    液晶が発見されたときは、最初トンデモ扱いだった。ところが、現在はディスプレイに欠かせない技術になってる。