物理学への道標【科学史から】

こんにちは。コウジです。
ゲルラッハの原稿を改訂します。

今回の改定点はリンク切れ情報の改定です。
ご覧ください。（以下原稿）

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量子の世界をみる方法　「スピン」とは何か【電子書籍】[ 村上洋一 ] 価格：1,210円 (2024/1/13時点) 楽天で購入

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【1889年8月1日生まれ ~ 1979年8月10日没】

　実験家ゲルラッハ

ゲルラッハはシュテルンと共に行った

実験で有名です。

本ブログの中でのシュテルンのご紹介は関連人物を中心としており、
実験内容が伝えられていませんでした。
対照的にゲルラッハと実験内容について語りたいと思います。

その実験はゼーマンとローレンツによる実験と通じる部分があります。
古典的な考えだけでは説明出来ない量子力学的な
状態の縮退を考慮する必要があるという結論に繋がります。

ゼーマン効果ではナトリム原子からの電磁波が対象で
波動的側面から現象が理解できます。一方で
ゲルラッハの実験では加熱して蒸発した銀粒子が対象
ですので粒子的側面から現象が理解できます。

其々の実験対象において磁場をかけた時に縮退が
解けていく様子が観察されます。

古典的な予測では輝点に幅が出ると予想されます。
二つの輝点に分かれる現象は古典的に説明が出来ません。

実験の歴史的意義　

具体的にゲルラッハとシュテルンが行った実験では、
磁場で銀粒子の中の電子スピンが分離されています。

加熱された銀粒子がビーム状に放射されている時に
ビーム経路に対して垂直に磁場をかけます。

壁に当てたビームの輝点を見てみた時に古典論では輝点は一つです。
所が、ゲルラッハとシュテルンの実験では
「縮退の解けた」2点がはっきりと見てとれたのです。

量子力学的な考えに従うと、電子はスピンを持ち、
磁場に対して同じ方向のスピンと逆の方向のスピンが存在します。
だから、磁場に対する軌跡が異なるのです。

この実験はゲルラッハが実現したようですが
シュテルンがドイツから亡命していた事情と、
政治絡みの判断、が相まって当初は
ゲルラッハの名は表に出ませんでした。

後日談　

さて、話を現代に近づけると、
2012年に日本で半導体内部で
同じ原理を使い同じ結果を得てます。

アイディアの種は色々な所にありますね。

強磁性体外部磁場を用いずに電子のスピン
を揃えることに世界で初めて成功_2012年12月

https://www.ntt.co.jp/journal/1212/files/jn201212058.pdf

〆

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Famous experimenter Gerlach

Gerlach is famous for his experiments with Stern. The introduction of Stern was centered around related people, and the content of the experiment was not communicated. I would like to talk about Gerlach and his experiments. The experiment has some similarities to the experiment by Zeeman and Lorenz. It leads to the conclusion that it is necessary to consider the degeneracy of quantum mechanical states that cannot be explained by classical ideas alone.

In the Zeeman effect, electromagnetic waves from Natrim atoms are targeted, and the phenomenon can be understood from the wave side. On the other hand, in the Gerlach experiment, the target is silver particles that have been heated and evaporated, and the phenomenon can be understood from the particle side. It is observed that the degeneracy is released when a magnetic field is applied to each experimental object. The classical prediction is that the bright spots will be wider. The phenomenon of splitting into two bright spots cannot be explained classically.

Historical significance of the experiment

Specifically, in the experiments conducted by Gerlach and Stern, the electron spins in the silver particles are separated by a magnetic field. When the heated silver particles are radiated in a beam shape, a magnetic field is applied perpendicular to the beam path. When you look at the bright spots of the beam that hits the wall, there is only one bright spot in classical theory. However, in the experiments of Gerlach and Stern, two points that were "degenerate" were clearly visible.

According to quantum mechanics, electrons have spins, and there are spins in the same direction and spins in the opposite direction to the magnetic field. Therefore, the trajectory with respect to the magnetic field is different. This experiment seems to have been realized by Gerlach, but the name of Gerlach was not revealed at the beginning due to the combination of Stern's exile from Germany and political judgment.

Later talk

Now, let's get closer to the present age. In 2012, we used the same principle inside semiconductors in Japan and obtained the same results. There are many seeds of ideas.

World's first success in aligning electron spins without using ferromagnets or external magnetic fields_December 2012

https://www.ntt.co.jp/journal/1212/files/jn201212058.pdf

〆

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ナイキストの原稿を改訂します。

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【1889年2月7日 ~ 1976年4月4日】

アメリカに帰化したナイキストの生まれ

ナイキストはスウェーデンに生まれました。

1907年に家族がアメリカ合衆国に移り住み
その後、帰化しています。

その時点でナイキストはハイスクール修了くらいでしょう。
アメリカの名門、イェール大学を卒業した後に
1917年からAT&T研究所(Wikipedia_Info)で研究します。

その後もナイキストはベル研究所で研究します。アインシュタインがブラウン運動で考えた様に、
ナイキストは微視的な分子の運動と
巨視的に観測される物理量の間の応答関係を考えています。

ベル研究所でナイキストは研究を進め1926年に
ジョンソンが発見した熱雑音に対して、
「揺動散逸定理」を駆使して理論的な根拠を与えます。

ナイキストの熱雑音とは揺らぎという言葉
でも表現される新しい概念です。

例えば交流電流が流れる時の熱雑音を考えてみると、
流れる交流の周波数に関わらずに回路の設計とも
無関係に電流が流れる時点で熱雑音が生じます。

熱雑音とはそうした性質を持つ物理量なのです。

　ナイキストの様々な業績

また、
ナイキストは一方でFB（フィードバック）増幅器の
安定性を研究します。別途、特筆すべきは
離散化された信号の「サンプリング」に関する
処理手法でしょう。そのナイキストが提唱した周波数は
ナイキスト周波数と呼ばれ信号処理の世界では
今や基礎的な理念となっています。

実用的には２の8乗である256から考えて、
2.56倍のサンプリング周波数を使い計測する事で
（現代主流となっている回路設計では）
ナイキスト周波数を保証しています。

また、彼の考案した「ナイキスト線図」は
極座標を使い対象系の安定性を議論します。

ナイキスト線図も系の安定性を考える為に
現代の信号処理の世界で使われていて、
今でも市販のアナライザーに一つの機能として搭載されています。
そうした数々の成果をナイキストは残しました。

〆

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（2021年10月時点での対応英訳）

Nyquist naturalized in the United States

Nyquist was born in Sweden. He has been naturalized since his family moved to the United States in 1907. At that point, Nyquist will have completed high school. He has been studying at the AT & T Institute since 1917 after graduating from the prestigious Yale University in the United States. Nyquist then studies at Bell Labs.

As Einstein thought in Brownian motion, Nyquist considers the response relationship between microscopic molecular motion and macroscopically observed physical quantities. At Nokia Bell Labs, Nyquist pursues his research and uses the "fluctuation-dissipation theorem" to provide a rationale for the thermal noise discovered by Johnson in 1926. The thermal noise there is also expressed by the word fluctuation. For example, considering the thermal noise when an alternating current flows, it occurs when the current flows regardless of the frequency of the flowing alternating current and regardless of the circuit design. Thermal noise is a physical quantity that has such properties.

Various achievements of Nyquist

Nyquist also studies the stability of FB amplifiers, on the other hand. Separately, what should be noted is the processing method related to sampling of discretized signals. The frequency advocated by Nyquist is called the Nyquist frequency and is now a basic idea in the world of signal processing. Practically, considering from 256, which is 2 to the 8th power, the Nyquist frequency is guaranteed (in the mainstream circuit design) by measuring using a sampling frequency of 2.56 times.

In addition, his "Nyquist diagram" uses polar coordinates to discuss the stability of the target system. The Nyquist diagram is also used in the modern signal processing world to consider the stability of the system, and is still installed as a function in commercially available analyzers.

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シュテルンの原稿を改訂します。

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【1888年2月17日生まれ ~ 1969年8月17日没】

　戦時下の物理学者シュテルン

シュテルンはドイツ生まれの物理学者でナチスに追われ

アメリカへ移ります。シュテルンは先ず、ポーランドの

プラハ大学でアインシュタインに会い、

共にチューリッヒ工科大学に移ります。

きっと気の合う議論相手だったのでしょう。

調べていくと共にユダヤ系である事情が大きいと感じます。
何より、ホロコーストが実際に行われていた時代です。

同じ恐怖と憤りを感じて反体制の話もしていたことでしょう。

シュテルンはドイツ本国で当時の感心事であった
原子線の研究をします。実験の様子としては、
温度をどんどんあげていって金属が光り出して
からも更に温度をあげていきます。

例えば、具体的に金属を恒温槽の中にいれて
小さな窓から出てくる光の様子を見るのです。

シュテルンの実験の様子　

その窓から連続して特定の粒子を放出する事で
粒子の性質を明らかにしていきます。

結果としてヴァルター・ゲルラッハと共に
歴史的な実験を完成させました。

この実験で注目したのは「個別粒子の磁気的性質」です。
加熱して蒸発させた銀の粒子をビーム状に放出した時に
その粒子線に対して磁界をかけたのです。

すると、
粒子は二つに分かれて一点だった輝点
（粒子の当たった場所）が二点の輝点となります。
この事実は
粒子にスピンがある事で説明が出来るのです。
つまり、粒子自体が磁気的な性質を
初めから持っているのです。

そして戦争に伴い、ナチスにハンブルグ大学の
地位を追われたシュテルンはアインシュタインと共に
1933年アメリカに亡命します。

戦後ナチス政権下で教授を続けたゲルラッハと対照的ですね。
最終的にはUCB（カリフォルニア大学バークレー校）
で名誉教授を務めます。81歳の生涯でした。

〆 

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Wartime physicist Stern

Stern is a German-born physicist who is chased by the Nazis and moves to the United States. Stern first met Einstein at the University of Prague in Poland and moved to the ETH Zurich together. Was he a friendly debate? As he proceeded with his investigation, I felt that he was of Jewish descent. Above all, it was the time when the Holocaust was actually taking place. He would have felt the same fear and resentment and talked about the dissident.

Stern will study atomic beams in Germany, which was a sensation at the time. In his experiment, he keeps raising the temperature even after the metal shines. For example, he specifically puts metal in a constant temperature bath and sees it coming out of a small window.

Stern's experiment

We will clarify the properties of particles by continuously emitting specific particles from the window. As a result, he completed his historic experiment with Walther Gerlach. The focus of this experiment is on the "magnetic properties of individual particles." When the heated and evaporated silver particles are emitted in the form of a beam, a magnetic field is applied to the particle beams. Then, the particle is divided into two and the bright spot (the place where the particle hits), which was one point, becomes two bright spots. This fact can be explained by the fact that the particles have spin.

Stern, who was displaced by the Nazis from the University of Hamburg due to the war, went into exile in the United States in 1933 with Einstein. This is in contrast to Gerlach, who continued to teach under the Nazi regime after the war.

He will eventually be an emeritus professor at UCB (University of California, Berkeley). He was 81 years old.

　

こんにちは。コウジです。
シュレディンガーの原稿を改訂します。

今回の改定点はリンク切れ情報の改定です。
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シュレディンガー方程式【スポンサーリンク】
【1887年8月12日生まれ ~ 1961年1月4日没】

シュレディンガーの生い立ち

その名は Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger 。
シュレディンガーはオーストリア＝ハンガリー帝国
に生まれました。量子力学の発展史で欠かせない人物です。
20世紀初頭での議論の中で議論の中心に居た
という印象があります。確率波としての
「波動関数」を提唱し、1935年の論文では
「エンタングルメント」を言語化しています。

コペンハーゲン学派とは一定の距離を置きながら
概念形成で重要な役割を果たしました。
シュレディンガーの猫として例えられる話
や、エンタングルメントの議論でも
シュレディンガーは本質に
ぐんぐん迫っていきます。

目で見えないものに対して議論する時に
必要とされる大事なものを
シュレディンガーは考え続けました。

シュレディンガーはその父に影響を受けたと
言われていますが、その父とはバイエルン王国
に生まれ広い教養をもった人だったようです。その点が、
シュレディンガーの性格に影響しているかと思われます。

色々知るにつけ分かってくるのですが、
シュレディンガーの考えは物理学の枠に囚われない所があります。
未知の事象を捕まえていく際に、また対象を色々な視野から
洗い出していく際に、活用できるような「考え方のモデル」
が沢山作られていったのでしょう。

他の人が作りえないような独自のモデルを作るという
大きな目標が物理学にはあります。

シュレディンガーの猫

シュレディンガーは猫の例えで有名です。
具体的には「量子力学的現象」と連動して
「猫を毒殺する仮想実験」を議論しました。

議論の帰結としてミクロな物理現象が確率的な実在として
表現出来るというシュレディンガーの解釈が完成したのです。

具体的には空間的に広がる確率波を数学的に考えていきます。
確率波の時間発展はシュレディンガー方程式と呼ばれ
量子力学の基礎方程式となるのです。

私は大学院時代にそこから考え始めて超伝導現象に挑みました。
新しい現象理解に繋がっていったのです。
今もその枠組みで議論がされています。
世界中で議論がされています。

シュディンガ―音頭

こぼれ話となりますが、
若手の物理学者の勉強会である「物性若手夏の学校」では
シュレディンガー音頭という歌がありΨ（ぷさい）とφ（ふぁぃ）
を取り入れて楽しげに、形の違いを確認出来ます。

英文で表記したりする時にこの二つは似ていて混同しがち
なのですが、直ぐに思い出せます。

シュレディンガー音頭で手のひらを上にあげる方がΨです。
一度踊ると踊った人は一生忘れません。　

シュレディンガー形式　

そうした量子力学の表現形式としては、
ハイゼンベルク形式（描像）とシュレディンガー形式があり、
その2つは完全に等価です。

数学の側面から大まかに表現すると、
ハイゼンベルク形式はヒルベルト空間上の行列とベクトルを使い、
シュレディンガー形式では同空間での演算子と波動関数を使います。

共に直感に響く側面を持ち相補して全体を補い合うのですが、
私には「粒子の二面性を感じる時などに初学者がイメージを
「作る段階」ではシュレディンガー形式が適していると思われました。
そんな記述をシュレディンガーは纏めたのです。

ボルツマンとシュレディンガー

最後に、もう一度シュレディンガーの人となりに話を戻したいと思います。
シュレディンガーはウィーン大学でボルツマンの後任である
ハゼノールの教えを受けていて、ボルツマンと関わりが出来たのです。

彼はボルツマンの示した道筋を受け継いでいた人でした。
彼はボルツマンに対して熱い想いを持っていました。曰く、

「ボルツマンの考えた道こそ
科学に於ける
私の初恋
と言っても良い亅_

【万有百科大事典 16 物理・数学の章より引用しました。】

いわば、ボルツマンが完全に確立出来なかった原子論を

シュレディンガーは彼らしい表現方法で具現化したのです。

また、ボルツマンを中心に考えると、もう一人の弟子である
エーレンフェストが思い浮かびます。彼は統計力学の切り口から
原子の表現に挑みました。

エーレンフェストの定理は個別粒子の運動を分かり易い形で記述する
と思えます。それまでの物理学と量子力学を上手くつなげています。
他方でシュレディンガーは波動的側面から
原子の表現に挑みました。

量子力学の初学者がこの二人のどちらを先に知るかといえば
シュレディンガーでしょう。量子力学の議論の範囲で説明出来るからです。

大学ごとの教育カリキュラムで別途統計関係の講義との兼ね合い
も考えなければいけません。ただ、
歴史的にはシュレディンガーの理解が後なのです。

そして二人ともボルツマンの考えを受け継いでいるのです。

 

〆最後に〆

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（2021年10月時点での対応英訳）

Schrodinger's upbringing

Schrodinger was born in the Austro-Hungarian Empire. He is said to have been influenced by his father, who seems to have been born in the Kingdom of Bavaria and well-educated. It seems that this influences Schrodinger's personality. As you can see from various investigations, Schrodinger's idea is not bound by the framework of physics. It seems that many "models of thinking" have been created that can be used when capturing unknown events and when identifying objects from various perspectives. Physics has the big goal of creating unique models that no one else can.

Schrodinger's cat

Schrodinger is famous for the analogy of cats. Specifically, we discussed "a virtual experiment to poison cats" in conjunction with "quantum mechanical phenomena". As a result of the argument, Schrodinger's interpretation that microscopic physical phenomena can be expressed as stochastic reality has been completed. Specifically, he mathematically considers the probability waves that spread spatially. The time evolution of stochastic waves is called the Schrodinger equation and becomes the basic equation of quantum mechanics. When I was in graduate school, I started thinking about it and challenged the superconducting phenomenon. It led to a new understanding of the phenomenon. Discussions are still being held within that framework. There is debate all over the world.

Shudinger Ondo

It's a spillover story, but at the study session for young physicists in Japan, "Schrödinger Young Summer School," there is a song called Schrodinger Dance, and Ψ (Psi) and φ (Phi) are incorporated to happily confirm the difference in shape. can. When writing in English, the two are similar and often confused, but I can easily remember them. It is Ψ to raise the palm up with Schrodinger dance. Once you dance, you will never forget the person who danced. Twice

Schrodinger format

There are two forms of expression of such quantum mechanics, the Heisenberg form (picture) and the Schrodinger form, and the two are completely equivalent. Roughly speaking from a mathematical point of view, the Heisenberg form uses matrices and vectors in Hilbert space, and the Schrodinger form uses operators and wavefunctions in the same space. Both have intuitive aspects and complement each other to complement each other, but I think that the Schrodinger format is suitable for "the stage where beginners create images when they feel the duality of particles". rice field. Schrodinger put together such a description.

Boltzmann and Schrodinger

Finally, I would like to return to Schrodinger's personality. Schrodinger was taught by Hazenor, Boltzmann's successor, at the University of Vienna, and was able to get involved with Boltzmann. He was the one who inherited the path Boltzmann showed. He had a passion for Boltzmann. He says

"The way Boltzmann thought
In science
My first love
You can say that _

[Encyclopedia of Banyu 16 Quoted from the chapter on physics and mathematics. ]

So to speak, Schrodinger embodied the atomism that Boltzmann could not completely establish in his own way of expression. Also, when we think about Boltzmann, I think of another disciple, Ehrenfest. He challenged the expression of atoms from the perspective of statistical mechanics. Ehrenfest's theorem seems to describe the motion of individual particles in an easy-to-understand manner. Schrodinger, on the other hand, challenged the expression of atoms from the wave side.

Schrödinger is the first to know which of these two scholars of quantum mechanics knows first. This is because it can be explained within the scope of the discussion of quantum mechanics. In the educational curriculum of each university, it is necessary to consider the balance with the lectures related to statistics. However, historically, Schrodinger's understanding was later. And both of them inherit the idea of ​​Boltzmann.

こんにちは。コウジです。
ボーアの原稿を改訂します。

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ボーア来日時【スポンサーリンク】
【1885年10月7日生まれ ~ 1962年11月18日没】

ボーアの生い立ち

ボーアは量子力学の発展で需要な役割を果たしました。

ソルベー会議でも議論の中心に居て、ＴＯＰ画で

使っている写真では中列右端に立っています。

そんなボーアは北海に面したユトランド半島および、
その近辺の多くの島々からなる、立憲君主制国家である、
デンマーク王国にボーアは生まれました。

若い時代にはアマチュアサッカー選手リーグの
ABコペンハーゲンでゴールキーパーを務めていた
という一面もあります。
ボーアはそんな人でもあるのです。

ボーアと原子論

そしてボーアは前期量子論形成に於いて
先駆的な理論を提供し続けました。
ボーアは当時、不完全であった原子像を洗練させて
独自の原子模型を提唱します。議論の渦中に飛び込んで
色々な人々と切磋琢磨して新しい「かたち」
を作り上げたのです。

先ず1911年にイギリスへ留学し、J・J・トムソンや
ラザフォード_の元で原子核に対する基礎知識を吸収
して先進的な考察の土台を作っていきます。

そもそも光学顕微鏡で見えないほど
小さい領域にまで議論が進んでいくのですが、
その世界に対して考察を止めることなく
幾多の議論を重ね、
量子力学を確立していきます。

例えば今でも原子の大きさを議論する時に
「ボーア半径」という言葉を使います。

この言葉はボーアの時代に確立されていった概念です。

その後、ボーアはイギリスから帰国後に
幾多の仲間をコペンハーゲンに集め、
コペンハーゲン学派と呼ばれた仲間を形成します。

コペンハーゲンでまとまった解釈は
コペンハーゲン解釈と呼ばれるようになり、
それまでの物理学でのスタイルを変えていきます。

ボーアとコペンハーゲン解釈　

コペンハーゲン解釈は微視的世界での

「観測に対する考え方」です。

光学顕微鏡で微細な世界を覗いても分解能の問題で
どうしても画像がぼやけてしまう「限界」にいきつきます。

アルファー線やベータ―線といった粒子線を
純度の高い物質に当てて光路から
内部構造を予想しようとする試みも
色々な形で繰り広げられました。

日本では寺田寅彦の時代にそうした解析が
行われています。解析の蓄積を辻褄（つじつま）の合う
総合理論で結びつける体系が必要とされていたのです。

目で見てとれる現象は顕微鏡の分解能の範囲で
終わってしまいます。実際にはそれ以下の大きさで
繰り広げられる現象が存在していて、
観測しようとして光を当てると（光子を作用させると）、
「観測する事情」で「状態をかき乱してしまう」のです。

位置と運動量の微視的分解能の限界をA・アインシュタインと
ボーアが論じた話などが今に残っています。

また段々に分かってくるのですが、後にパウリが示す
スピンの自由度も電子は持っていて「軌道半径だけを
イメージして議論すれば話が終わる」訳ではないのです。

その中でボーアは本質的な「ボーアの量子化条件」を用いて
様々な現象を新しい議論の枠組みで説明してみせます。

長さスケールで10の‐23乗メートルのスケールでの議論では
「位置等の観測値」が「とびとびの値」を示すのですが、
その事象を現実世界での本質的な性質であると提唱したのです。

原子半径、磁気的性質も現代では、その形式で考えるが方が
わかりやすい訳です。師であるラザフォードの原子モデルに
改良を加えてボーアモデルを作りあげます。

第２次大戦時のボーア

戦時下においてはボーアは大変危ない橋を渡ります。
1940年の４月にドイツ帝国は
デンマークと共にボーアを手にしました。
それなので、ボーアは。
コペンハーゲンでの書類を急いで隠滅します。

その時に
リーゼ・マイトナーはイギリスにいる甥に手紙を出します。その中で
「最近 ボーア夫妻に 会い、 二 人 とも 元気 だ が 事態 に は 悲んでいる。
核物理学者 と モード ・ レイ ・ ケント ( Maud Ray Kent ) に 知らせて 」
という 電文 を打ちました。 受け取っ た 英国の物理学者達は
モード ・ レイ ・ ケント( Maud Ray Kent )
に 心当たり が なかっ た ため 、 それ を 何 か の 秘密 の メッセージ
だ と 考え て 一 か所 “ y ” を “ i ” と 読み替えるました。つまりそれ が
「 ラジウム とら れた 」( radium taken ) の アナグラム だ と 解釈 できる
こと に 気がつい たのです 。イギリスの G・P・トムソン のグループは
この アナグラム から事態の深刻さを受け止めたのです。
（ノーマン・マクレイ著「フォン・ノイマンの生涯」より抜粋）

そして晩年

ボーアはデンマーク最高の勲章である
エレファント勲章を受けています。
その際には東洋密教で使う陰陽のマーク
を模してボーア家の紋章を
デザインしたと言われています。

また、英国の王立協会では
外国人会員の栄誉を受けていました。

〆

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Bohr's upbringing

Bohr played a demanding role in the development of quantum mechanics. He was also at the center of the discussion at the Solvay Conferences, standing at the right end of the middle row in the photo used in the TOP picture.

Bohr was born in the Kingdom of Denmark, a constitutional monarchy of the Jutland Peninsula facing the North Sea and many of its surrounding islands. On the one hand, he was a goalkeeper in the amateur soccer player league, AB Copenhagen, when he was young. Bohr is also such a person.

Bohr and Atomism

And Bohr continued to provide pioneering theories in old quantum theory. Bohr refines the imperfect atomic image at the time and proposes his own atomic model.

He first studied abroad in England in 1911, and under the guidance of JJ Thomson and Rutherford, he absorbed basic knowledge about atomic nuclei and proceeded with advanced consideration. In the first place, the discussion goes to a level that is too small to be seen with an optical microscope.

He continues to discuss the world with many discussions and establish quantum mechanics. For example, he still uses the term "Bohr radius" when discussing the size of an atom. This word is a concept established in this era.

After returning from England, Bohr gathered many friends in Copenhagen to form a group called the Copenhagen School. The collective interpretation came to be called the Copenhagen interpretation, changing the style of physics up to that point.

Bohr and Copenhagen Interpretation

The Copenhagen Interpretation is the "thinking about observation" in the microscopic world. Even if you look into the minute world with an optical microscope, you will reach the "limit" where the image will be blurred due to the problem of resolution.

Attempts to predict the internal structure from the optical path by applying particle beams such as alpha rays and beta rays to high-purity substances have also been made in various forms. In Japan, such an analysis was carried out during the time of Torahiko Terada. There was a need for a system that would connect such accumulations with a theory that fits Tsujitsuma.

Phenomena that are visible to the eye end up within the resolution of the microscope. Actually, there is a phenomenon that unfolds in a size smaller than that, and when light is applied to observe it (when photons act), it "disturbs the state" due to "observation circumstances". There is a story that discusses the limit of microscopic resolution of position and momentum with A. Einstein.

Also, as we gradually understand, electrons also have the degree of freedom of spin that Pauli shows later, and the discussion does not end if we discuss only by imagining the orbital radius.

In it, Bohr explains various phenomena using the essential "Bohr's quantization condition". In the discussion on the scale of 10-23 meters on the length scale, "observed values ​​such as position" indicate "staggered values", but we propose that the phenomenon is an essential property in the real world. I did.

In modern times, it is easier to understand the atomic radius and magnetic properties in that format. He will improve the atomic model of his teacher, Rutherford, to create the Bohr model.

And his later years

Bohr has received the Order of the Elephant, Denmark's highest medal. At that time, he is said to have designed the coat of arms of the Bohr family, imitating the Yin-Yang mark used in Oriental esoteric Buddhism. He also received the honor of a foreign member at the Royal Society of England.

〆

こんにちは。コウジです。
西川 正治の原稿を改訂します。

今回の改定点はリンク切れ情報の改定です。
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食物繊維と西川

西川 正治は寺田寅彦の指導を受け

物理学を学んでいきます。特に、

彼は竹や麻等の植物由来の構造体

に着目して繊維構造物質に対して

電磁波がどう作用するか考えました。

手法としてはＸ線回折を駆使して

スピネル群結晶内の電子配置を

決定しています。

X線解析での問題

そもそも、電子は不可視の存在ですが、
電磁波に対して作用して結果を残すので
その結果を画像で解析できます。

解析をすることで、
結晶内での微視的な電子配置の情報が得られるのです。

初学者は単純なモデルから学ぶので電子が個々の性質を見せる
と思いがちです。実際はそんな事は無くて電子単体で
「観測にかかる」事象はなかなか見当たりません。

たとえば相互作用を考えていって「輝点」の議論をしている時でも、
話の中には色々な要素があって、どこまでが観測事実か、
はたまた勝手な想像であるか、判断に迷うことがあります。

万人に説得力を持つ議論を進めるのはとても大変な作業です。
加えて、当時の時点での知識で原子からの寄与と、
電子からの寄与を明確にしていくには
多くの知見が必要だったと思われます。

X線情報の精度を考えるだけで大変で、
一つ一つ推論を裏付けていった筈です。

そうした「新しい計測手法」を手掛かりに

西川正治は解析していったのです。

西川正治はそうした業績を残しながら

二人のお子様を育て、其々が学者として

名を残しています。また、同時に

幾人もの弟子を育て、日本物理学会に

今も続く、大きな足跡を残しています。

〆

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2020/12/13_初稿投稿
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Dietary fiber and Nishikawa

Shoji Nishikawa will study physics under the guidance of Torahiko Terada. In particular, he focused on plant-derived structures such as bamboo and hemp and considered how electromagnetic waves act on fibrous structural materials. As a method, the electron configuration in the spinel group crystal is determined by making full use of X-ray diffraction.

Problems with X-ray analysis

In the first place, electrons are invisible, but they act on electromagnetic waves and leave results, so if you analyze the results with images, you can obtain information on the microscopic electron configuration in the crystal. Beginners tend to think that electrons show individual properties because they learn from simple models. Actually, there is no such thing, and it is difficult to find an event that "observes" an electron alone. For example, even when thinking about interaction and discussing "bright spots", there are various elements in the story, and it is judged how far the observation facts are, or whether it is a selfish imagination.

You may get lost. Proceeding with a convincing discussion for everyone is a daunting task. In addition, it seems that a lot of knowledge was needed to clarify the contribution from atoms and the contribution from electrons with the knowledge at that time. It was difficult just to think about the accuracy of X-ray information, and it should have supported the inference one by one.

Shoji Nishikawa analyzed using such a "new measurement method" as a clue. Shoji Nishikawa raised two children while leaving such achievements, and each of them has left his name as a scholar. At the same time, he raised a number of disciples and left a large footprint that continues to the Physical Society of Japan.

〆

こんにちは。コウジです。
デバイの原稿を改訂します。

今回の改定点はリンク切れ情報の改定です。
ご覧ください。（以下原稿）

熱力学
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【1884年3月24日生まれ ~ 1966年11月2日没】

オランダ生まれのデバイ

デバイはオランダに生まれていて、

物理学者にして化学者です。

ドイツで教授を務めていたりもしました。

第二次大戦の時には渡米してコーネル大学で

教授を務めていました。そんなデバイは、

比熱の定式化で名を残しています。

デバイの業績�@

電子の双極子モーメントを使って誘電率の説明をしました。

自由電子が内部に存在しない誘電体を考えた時に、
その物質内部で電場付加時に電子と原子核は
反対方向に移動して双極子を作ります。

双極子の考えで「双極子モーメント」が定義され、
その単位体積当たりの値を吟味することで
電場と誘電率の関係が示せたのです。

高度な物理モデルの構築と物性への適用です。

誘電率は真空中を基準とした時に

アルミナ、雲母、NaCl、水晶、ダイヤモンドで
５から９の値をとり、水（純水）で80の値をとり、
メチルアルコールで33の値をとります。
【理科年表2021より】_

こうした業績からデバイは

分子モーメントの単位として名を残しています。

デバイの別の業績�A

また、

デバイの別の業績としては比熱に対しての物もあります。

一般的に比熱のモデルですが、今日では一般的に

アインシュタイン・モデルと

デバイ・モデルが使われます。

アインシュタインの比熱モデルは拘束された原子核が
バネでつながれたイメージです。

二次元で例えてみると碁盤の線の交点に原子があって、
交点間の線にバネがあって隣の交点に熱を伝えます。
交点に足る特定の原子が激しく動くと
隣接する上下左右4点の原子がバネを介して
エネルギーを受けるイメージのモデルです。

対してデバイ・モデルは音子（フォノン）が
箱の中を動き回るモデルであって
理想気体が運動する様子に近いです。

デバイモデルでは長波長の弾性波を
モデルに取り入れる事が出来るうえに、
外界とのリンクも勘定しやすいです。

現代の我々は夫々のモデルが当てはめられる場合の考察が出来るのです。

具体的にデバイモデルでは外界とのリンクを
取り入れていて、それは箱の出口となるドアで表されています。

こういった概念を纏めているサイトを見つけました。
最後に以下にURLを記します。
ご参考にして下さい。

（ときわ台学さん）（別リンク）

〆

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Dutch-born debye

Debye was born in the Netherlands and is a physicist and chemist. He was also a professor in Germany. He traveled to the United States during the war and was a professor at Cornell University. Such Debye has made a name for himself in the formulation of his specific heat.

Debye's achievements �@

I also explained the permittivity using the dipole moment of electrons. When considering a dielectric in which free electrons do not exist inside, the electrons and nuclei move in opposite directions when an electric field is applied inside the material to form a dipole. Based on this idea, the "dipole moment" was defined, and the relationship between the electric field and the permittivity was shown by examining the value per unit volume. The permittivity takes a value of 5 to 9 for alumina, mica, NaCl, crystal, and diamond, 80 for water (pure water), and 33 for methyl alcohol, based on vacuum. [From the Chronological Scientific Tables] _ From these achievements, Debye has left its name as a unit of molecular moment.

Another achievement of Debye�A

Another achievement of Debye is for specific heat. Although it is generally a specific heat model, the Einstein model and the Debye model are commonly used today. Einstein's specific heat model is an image of constrained nuclei connected by springs. If you compare it in two dimensions, there is an atom at the intersection of the lines on the board, and there is a spring in the line between the intersections to transfer heat to the next intersection.

This is a model of the image that when a specific atom sufficient for an intersection moves violently, four adjacent atoms on the top, bottom, left, and right next to it receive energy via a spring. On the other hand, the Debye model is a model in which a phonon moves around in a box, which is similar to the movement of an ideal gas. In the Debye model, long-wavelength elastic waves can be incorporated into the model, and it is easy to count links with the outside world. Specifically, the Debye model incorporates a link to the outside world, which is represented by the door that exits the box.

こんにちは。コウジです。
ピカールの原稿を改訂します。

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【1884年1月28日生まれ 〜 1962年3月24日没】

ピカールの関心

アウグスト・ピカールは宇宙と深海に

大いなる関心を持っていた人でした。

 

アウグスト・ピカールはスイスのフランス系家庭に生まれ

少年時代から科学に興味を示し、

チューリッヒ工科大学で物理学を学び宇宙線、

オゾンといった研究をしていきます。

その探究心は冒険に繋がっていく

ダナミックなものでした。

成層圏へ挑んだピカール

まず、

アウグスト・ピカールは成層圏に挑みます。
フランス国立基金から資金援助を得て、
自らが設計した気球に水素を詰めて
上空16,000 mの成層圏に達します。

これは気球による世界初の高度達成でした。
空の果てに人類が初めて辿り着いたのです。
冒険は続きます。その先は遥かなる宇宙です。

深海へ挑むピカール

その後、ピカールはバチスカーフと名付けた深海潜水艇で
深海に挑みます。この行動のダイナミックさは「冒険家」
というキーワードで考えると理解できます。
成層圏の次は深海です。

気球を作ったりする実業的な側面と
未知なる世界への挑戦をする側面が
ピカールの行動を進めていったのです。　

上空の果ての次は深海の果てを目指します。
バチスカーフは鉄の錘を抱いて沈んでいき
浮き上がる時には錘を切り離すという
仕組みで探検します。浮力はガソリンでした。

ピカールの系譜

そして、冒険家ピカールの血は代々受け継がれていきます。
息子であるジャック・ピカールを伴ってバチスカーフに搭乗し、
マリアナ海溝のチャレンジャー海淵到達を達成しています。
更には孫のベルトラン・ピカールが世界で初めて、
気球による無着陸世界一周を達成しています。
おじいさんの冒険を思い起こしながら飛んでいたのでしょう。

思いは空のかなたへ。素敵な一族ですね。

〆

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2021/01/19_初稿投稿
2024/08/14_改定投稿

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Picard's interest

August Picard was a man of great interest in space and the deep sea. August Picard was born in a French family in Switzerland and has been interested in science since he was a boy. He studied physics at the ETH Zurich and studied cosmic rays and ozone. It was dynamic.

Picard who challenged the stratosphere

First, August Picard challenges the stratosphere. With financial support from the French National Fund, he fills a balloon he designed with hydrogen to reach the stratosphere 16,000 m above the ground. This was the world's first achievement with a balloon. Mankind has reached the end of the sky for the first time. Beyond that is the distant universe.

Picard challenges the deep sea

After that, Picard challenges the deep sea with a deep-sea submersible named Bathyscaphe. Next to the end of the sky, we aim for the end of the deep sea. Bathyscaphe explores by holding an iron weight and separating it when it sinks and rises. The buoyancy was gasoline.

Picard's genealogy

And the blood of adventurer Picard will be passed down from generation to generation. He boarded a bathyscaphe with his son Jacques Piccard and achieved the Challenger Deep in the Mariana Trench.

In addition, his grandson Bertrand Piccard is the first in the world to complete a balloon-free round-the-world. I think he was flying while remembering his grandfather's adventure. My thoughts go beyond the sky. It's a nice clan.

こんにちは。コウジです。
マイスナーの原稿を改訂します。

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マイスナー
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【1882年12月16日生まれ ~ 1974年11月16日没】

その名は正確には

フリッツ・ヴァルター・マイスナー_

Fritz Walther Meißner (Meissner)。

  ドイツ・ベルリン生まれの物理学者です。

ミュンヘン工科大学でプランクの師事を
受けた後に物理工学院で研究を進めます。

マイスナーが関心を持っていたのは
超伝導でした。1920年頃に色々な物質で
転移が起きる事を確認しています。

タンタル、化学記号はTa、転移温度4.47K。
ニオブ、化学記号はNb、転移温度は9.25K。
チタン、化学記号はTi、転移温度は0.4K。
トリウム、化学記号はTh、転移温度は1.38K。
に対して相転移を確認した後に化合物に
着目してNbCにおいて10ケルビンを超える
転移温度を確認しています。
念のために記載しておきますがケルビン（K)は一つの単位で、
よく使われている摂氏℃との関係は−273℃＝０K程度、
０℃＝273K程度です。

摂氏温度℃が一度上昇すると同じ変化として
ケルビンも一度上がります。それぞれの単位での
基準である
「０」の場所がが異なるのです。

マイスナー効果

その後、マイスナーはいわゆるマイスナー効果
を発見していてます。この現象は協同研究者の
オクセンフェルトの名前と合わせて
マイスナー―オクセンフェルト効果と呼ばれる
こともあります。

よく、超電導の説明で不自然な磁力線の図が見られますが、実際の計測結果としても通常の磁力線と全く異なる形が現れるのです。

また性質の側面から完全反磁性
とも呼ばれます。磁性を使って超電導現象を特徴
づけているとも言えます。
マイスナーの業績は大きな成果でした。

〆

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2020/12/19_初回投稿
2024/08/13_改定投稿

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（2021年10月時点での対応英訳）

The name is exactly

Fritz Walther Meißner (Meissner).
He is a physicist born in Berlin, Germany.

After studying Planck at the Technische Universität München, he goes on to study at the Institute of Applied Physics. Meissner had  interested in superconductivity . Meissner has confirmed that various supplies will cause metastasis around 1920.
Tantalum ,and chemical symbol is Ta, transition temperature 4.47K.
Niobium ,chemical symbol is Nb, transition temperature is 9.25K.
Titanium , and it's symbol is Ti, transition temperature is 0.4K.
Thorium ,it's symbol is Th, transition temperature is 1.38K.
After confirming the phase transition, we focused on the compound and confirmed the transition temperature exceeding 10 Kelvin in NbC.
[As a reminder, Kelvin (K) has a relationship with -273 ° C = 0K and 0 ° C = 273K, which are often used in one unit system.]

Meissner effect

Since then, Meissner has discovered the so-called Meissner effect. This phenomenon is sometimes referred to as the Meissner-Ochsenfeld effect, in conjunction with the name of his collaborator Ochsenfeld.

Often, in the explanation of superconductivity, you can see a figure of an unnatural field line, but even in the actual measurement result, a shape completely different from the normal field line appears.

Some people called completely anti-magnetic because of its nature. It can be said that it uses magnetism to characterize the superconducting phenomenon. It was a big achievement.

こんにちは。コウジです。
ボルンの原稿を改訂します。

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確立統計（ニュートン編）
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【1882年12月11日 ~1970年1月5日】

マックスボルンと確率解釈

M・ボルンはユダヤ系ドイツ人なので、

第二次世界大戦時は大変苦労しています。

そんな中でボルンは形成時の量子論において本質的な

概念である「確率解釈」を提唱しています。

私なりに確率解釈を考えてみると、
微視的な現象の観測では一意的に全ての値が定まる事実は無く、
観測する行為は一定の確率で観測値を得る統計的な行為である
とする解釈です。
【古典物理学での観測値に対する物理量は量子論では期待値】

特定の観測値を持つ場合は確率で表現されます。
1930年に初版が書かれた教科書
【dirac「量子力学」】から一文を引用します。
「観測結果の計算には避けられない不定さがあり、そして理論のなしうることは、一般には我々が観測をする時にある特定の結果が得られる事の確率を計算するだけである」

ボルンの人間関係

ボルンはドイツ本国で教授職を解雇されたりしていて、
反戦の姿勢、非核の姿勢を貫き
ラッセル＝アインシュタイン宣言にも参加しています。

この点ではドイツに残り、原爆開発に参加
していたハイゼンベルクとは全く別の人生を歩んでいます。

ちなみに、

ハイゼンベルクはボルンの門下生です。
オッペンハイマーもまた弟子にあたります。
オッペンハイマーとは
「ボルン・オッペンハイマー近似」と呼ばれる業績を残し、
共に研究していた時代があります。

共にユダヤ系でしたのでボルンはイギリス、
オッペンハイマーはアメリカへと追われていきます。
ユダヤ人排斥運動の中でボルンは教授職を奪われたのです。
戦時下でのどうしようもない事情でした。

彼の解釈で有名なやり取りがあります。

ボルンの考え方である確率解釈に対して反論した

アインシュタインが量子力学の解釈を

サイコロ遊びに例えたのです。

【Wikipedeaより引用：アインシュタインの有名な言葉
「彼(神)はサイコロを遊びをしない」は1926年
にボルンに当てた手紙の中で述べられたものである。】

さいころ遊びに例えた手紙が交わされた翌年の
1927年にハイゼンベルグが不確定性関係を定め、
このサイトTOPで写真を使っている
第五回ソルベー会議が開かれます。【於10月】

量子の本質に対して真剣な議論が交わされるのです。
人類の理解が大きく変化していった時代でした。

確率解釈は人類の思想にとって大きなパラダイムシフトです。

ボルンの考え方は、それまでの発想を大きく変えました。

最後にトリビア話

ボルンの孫の一人に歌手であるオリヴィア・ニュートン・ジョン
が居ました。私も初稿を書く際に分かったのですが意外ですね。

勝手に想像するとボルンは如何にもドイツ人らしい人
だったのでしょうね。アインシュタインとのやり取りは、
そんな彼を偲ばせます。

イギリスに亡命後にドイツへ帰国しており、
プランクと同じゲッティンゲン市立墓地に眠っているそうです。
母国の土に帰りたい想いもあったのでしょう。
そしてきっと、
お孫さんのオリビア・ニュートンジョンも
墓参りに来ていたのでしょう。
原稿の改定が進む中で2022年の8月に
オリビアも亡くなり国葬が行われました。

関連URL（YouTubeへ：）
https://www.youtube.com/watch?v=E-JGTk_WM1k

関連URL(私の別ブログ：ダイエット日記）
https://ameblo.jp/nowkouji226/entry-12813195931.html

〆

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2020/08/30_初版投稿
2024/08/12_改定投稿

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Max Born and Probabilistic Interpretation

Since M. Born is a Jewish German, he had a lot of trouble during World War II. Under such circumstances, he advocates "probabilistic interpretation", which is an essential understanding of phenomena in the early quantum theory. To express the probability interpretation simply, it is an interpretation that the phenomenon related to the observation includes not only the uniquely obtained object but also the event observed with a certain probability. In other words, the observed value is multiplied by the certain probability. It is permissible if it is a match.

Born Relationships

Born has been dismissed as a professor in Germany, and he has been involved in the Russell-Einstein Declaration with an anti-war and non-nuclear stance. In this respect, he remains in Germany and lives a completely different life from Heisenberg, who participated in the development of the atomic bomb. By the way, Heisenberg is a student of Born. Oppenheimer is also a disciple. There was a time when Oppenheimer left a work called "Born-Oppenheimer approximation" and studied together. Both were of Jewish descent, so Born was chased by England and

Oppenheimer was chased by the United States. Born was deprived of his professorship during the Jewish exclusion movement. It was a terrible situation during the war. There is a well-known exchange in his interpretation. Einstein, who argued against Born's idea of ​​stochastic interpretation, likened the interpretation of quantum mechanics to dice play.

[Quoted from Wikipedea: Einstein's famous words
"He (God) does not play dice" is 1926
It was stated in a letter to Born. ]

In 1927, the year after this letter was exchanged, Heisenberg established an uncertainty relationship, and the 5th Solvay Conference using photographs will be held on the top of this site. [October] There is a serious discussion about the essence. It was an era when human understanding changed drastically. Probabilistic interpretation is a major paradigm shift for human thought. Born's thinking changed his way of thinking.

Finally the trivia story

One of Born's grandchildren was the singer Olivia Newton-John. I also found out when writing the first draft, but it's surprising. Imagine that Born was a German person. The interaction with Einstein is reminiscent of him. He returned to Germany after his exile in England and is sleeping in the same Göttingen Cemetery as Planck. Perhaps he also wanted to return to his homeland. And I'm sure his grandson Olivia Newton-John will come to visit the grave.