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はてなキーワード: 超伝導とは
静岡県の川勝知事が辞任して、焦っているのはJR東海の役員連中ではないでしょうか。
ここから先の遅れは静岡県のせいにできません。これからが勝負というところです。
簡単に言うと、中央新幹線を、リニアモーターカーという方式で作ろうと言うものです。
中央新幹線はJR中央線をなぞって作られる予定だった新幹線です。
ちょうど、東海道新幹線は旧東海道本線をなぞった路線であることに似ています。
元々は東京から山梨県甲府あたりを抜けた後、今の中央線のように、山脈を迂回、長野県諏訪市を通って木曽谷を抜けるAルート、伊那谷を抜けるBルートの2ルートで検討され、伊那谷を抜けるBルートで意見が集約されていたと言う経緯がありました。
ところが、2010年頃に、JRがリニア中央新幹線を作るに当たって、首都圏の大深度トンネルと、大規模山岳トンネルを使い、ほぼ直線上に結ぶ「Cルート」を提案、沿線自治体もそれに同意し、建設が始まっています。
そのため、リニア中央新幹線は、並行在来線に該当する路線が無い全く新しい路線という事になりました。
中央新幹線計画は、戦前まで遡れる計画です。初の新幹線は東海道新幹線で実現しましたが、中央新幹線ルートが日本初の新幹線になっていた可能性もありました。
さらには、その当時は長大トンネルではありませんでしたが、山脈を峠越えして直線的に結ぶというアイデアは当時からあったようです。
リニアモーターカーとは、超伝導磁石で車体を浮かせると同時に推進すると言うものです。これはJR方式と言われ、
と言う特徴があります。
中央新幹線をリニア方式で建設するというアイデアは、1980年代に決まっています。山梨県にあるリニア実験線は、最終的に本線に組み入れられる予定で建設されています。
しかし、実は鉄輪式で作ると言うアイデアもありました。ですが、最終的にCルートに決まったことで、リニア方式でなければ建設ができなくなりました。
現在のルートは、リニアモーターカーの登坂性能が実現を可能にしたルートです。鉄輪式の新幹線に比べて、リニアモーターカは坂に強く、加速が速いと言う特徴があることから、実現しました。
また、リニアモーターカーは加速減速が非常に早いため、Cルート以外の迂回ルートでも、最大で7分程度しか時間が変わりません。それぐらい優秀な方式です。
東海道新幹線は東京名古屋大阪の旅客輸送で圧倒的なシェアを持っています。これを航空機で代わりにしようとすると、羽田空港が今の数十倍の規模が必要になるレベルの輸送を担っています。
ですから、これをバックアップするには、同等規模のシステムが必要です。
これは、大きなメンテナンスができないと言う事も示しており、改善が必要です。
さらに、JR東海はその収支のかなりの部分を東海道新幹線に依存しており、これが長期停止するようなことになると会社の存続が危うくなる、と言う意味でもバックアップです。投資をして利益率が下がったとしても、事業の継続性を高める必要があるのです。
ただ、以下の様な理由から、バックアップの社会的な必要性は低いという意見もあります。
東海道新幹線は既に増便数が限界に至っており、これ以上の増便ができない状態になっています。
そして、実際にはかなり無理をして増便をしているため、柔軟な運行ができない状態になっており、災害などの影響を受けやすいと言う問題を孕んでいます。
東京名古屋大阪の輸送需要があまりにも巨大なため、それをこなすためにこだまなど各駅停車の便が遅くなっていると言う問題もあります。
それを、最速到達手段の「のぞみ」をリニアに移管することによって、輸送容量の向上を行おうとしています。
これは言うまでもありませんね。新幹線の目的です。中央新幹線が通る周辺は、高速鉄道と飛行場の空白地帯になっており、東京からの時間的距離ではかなり遠い土地になっています。それらをリニア中央新幹線で解決していきます。
品川から名古屋まで40分、大阪まで67分というスピードがあります。これは大深度地下トンネルを通して、大ターミナル駅である、品川駅、名古屋駅、新大阪駅に直接乗り入れるため、相当に利便性が高くなります。
乗り換え時間も考慮されており、先行開業する名古屋駅では、リニア中央新幹線と東海道新幹線の間の乗り換えは3分を実現する設計です。
品川駅では、山手線までの乗り換えが9分とされており、この数字は、東京駅において、中央線から新幹線へ向かうのと同程度の乗り換え時間ですから、標準的な乗り換え時間と言えるでしょう。
リニアは東京名古屋大阪の大都市間をノンストップで結ぶ便が通常になりますが、1時間に1本程度各駅停車の便が設定されてる予定です。
この、1時間に1本という数字は、成田エクスプレスなど一部の例外を除けば、多くの在来線特急と同等かそれ以上の便数です。
このように早くなることは、従来は宿泊を伴っていた需要が日帰りになってしまうといった問題や、ストロー効果と言われる問題など、負の面も多く考えられますが、利便性という面では間違い無く向上します。
増えると思われます。東海道新幹線の旅客数は、コロナ禍の影響を取り除くと、右肩上がりで増え続けています。
（一般的にコロナ禍は2020年からとすることが多いのですが、鉄道・運輸に関しては、2019年の年末から影響が出ています。そのため2019年以降をコロナ禍の影響とすると、その直前2018年がピークで長期的なトレンドでは増え続けています）
さらに需要は回復傾向にあります。特に新幹線に限定すると、2023から2024の年末年始はコロナ禍前の予約数を10%上回っています。
また、JR東日本は、全線開業によって、東海道新幹線とリニア中央新幹線の輸送量は、2011年に対して1.2倍以上伸びるという予想をしています。ですが、実はこの予想、リニアが開通する前に達成されています。
2010年の東海道・山陽新幹線の旅客数はのべ約2億人でしたが、リニアの直前2018年には2億4千万人と2割増加しており、目標を達成しています。今後も増加していくことでしょう。
様々に分析がありますが、コンセンサスが得られているものは内容です。
ある説に寄れば
一方、インバウンドにその理由を求める方もいますが、実はインバウンドの旅客数は、全体に影響を与えるほど大きくはありません。
最新のJR東海の資産では、7兆円となっています。ただし、既に二年前の発表なので、今は更に増加しています。
更に工事の遅延や問題の発生などがありますので、東京名古屋間だけで10兆円を超えるのでは無いかと言う指摘も一部でなされています。
一方で、運賃は、東京大阪間、東海道新幹線に対して＋700円程度と言う話は堅持しています。
単体では黒字にはなりません。何故ならば、東海道新幹線という強力なライバルがいるからです。
しかし、単体で議論する事に意味は無いです。JR東海は、リニア中央新幹線は、東海道新幹線と一体運用で利益を出していくと言っています。
例えば、リニア中央新幹線を黒字にする最も簡単な方法は、東海道新幹線を廃止する事です。ですが、そのような事に意味はありません。
先ほど乗客は増えるのか？の質問に対して応えたように、需要は堅調に推移していますから、計画通り進むでしょう
まとめると
と言うことになります。
なお、リニア中央新幹線はトンネルが多いと言う事で、崩落したら困るから被害が大きくなる、と言った心配がなされていますが、設計的に強度は担保されているという事、またトンネルはそもそも地震に強いため、そのような心配はほとんどありません。
また、リニア中央新幹線は浮上しており、強力な力で保持されているため、浮上しているなどから、鉄輪式よりも地震には強い方式です。
もし停電になっても減速に従って着地するので、急に落下するというようなことはありません。
少なくとも、震度6弱程度でおかしくなるようなことはありません。
日本のリニア技術は既に最先端ではありません。特に中国で盛んに研究が行われており、新しい方式も考えられています。
ですが、実際に実用として実装仕様とする試みは、最先端を言っていると言えるでしょう。
また、JR東海と日本政府などは、アメリカなどに売り込みを図っていますが、まだ正式に決まった計画はありません。これはまだ商用で動いているものがないからです。まずは国内での事例確率に力を入れていくことになると思われます。
また、JR東海の意向や安全保障上の理由として、かつての情報漏洩の教訓から、中国など東側諸国に対して輸出することは現状、有り得ないと思われます。
リニア中央新幹線によって最大の経営リスクが取り除かれるため、経営は安定するようになるでしょう。
JR東海の財務状況を見ると、東海道新幹線への依存が非常に高い状態が続いています。他のJRのように不動産などはあまり伸びていない上に、都市圏の路線が手薄です。
一方で、JR東海は、他のJRに比べて廃線などを行わず、維持する方向で経営を進めています。これは、新幹線で得た利益で地方路線を維持していると言えるでしょう。
この状態で最大のリスクは、大規模災害などで東海道新幹線が動かせなくなることです。これが解消できることで、経営上最も懸念される問題点が緩和される事になります。
最大の問題は、資金です。JRは当初自社資金のみで実施すると表明し、社債を発行、金融機関も融資を実行する予定でした。その返済計画は非常に堅調なもので、東海道新幹線が生み出す現状の利益でも無理なく返済できるような計画でした。
しかし、その計画でいくと、リニア中央新幹線は、名古屋まで開通した後、負債を減らす期間をおいてから大阪延伸に進むと言う計画になっていました。
その状況に、リニアが開通することで、名古屋が東京と事実上一体の経済圏を形成することになる（何しろ、品川から山手線の反対側にいくのと同等の時間で名古屋まで来れてしまいます）事に危機感を持った大阪周辺の政治家・経済界の要請により、国が財政投融資によって低利の資金を供給する代わりに、前倒しすることになっています。
このようなことから、今回の財政投融資は、かつて特殊法人などに資金を供給した「第二の予算」とは性質が大きく異なるものであることがわかります。
もちろんです。辞める理由はありません。
ただ、技術的や制度的には大きな課題が山積していて、本当にできるかどうかは、まだわかりません。
以下に挙げますと
金銭的問題や人手不足などは、時間か資金のかけ方次第ですからどうにでもなると思われますが、技術的問題はなかなか解消が困難です。
最も困難だと思われるのが、大都市圏の大深度地下トンネルの技術的な問題です。ここが最も時間がかかるとしていて、真っ先に着工したものの、進捗が芳しくありません。
一方で、山岳トンネルは技術的にも安定した工法を採用しているため、比較的進捗は良いので、ここは致命的な問題にはならないと思われます。
もしかしたら、2034年に、神奈川県相模原市の車両基地から、岐阜県駅or名古屋駅の間の先行開業というようなこともありうるかも知れません。品川駅までは大阪延伸と同時期ぐらいまで延期はありそうです。
JRは静岡工区のことを強調しながら、2034年以降と言っていますが、それ以外の工区でも遅れが出ています。
近隣自治体には、正式に2032年完成予定といった線表が通知されているそうですので、計画では2032年にできる様な線表で進めつつ、もう2年ほど安全マージンを取っているものと思われますので、早ければ2032年、遅くとも2034年がキーになり、首都圏の大深度地下トンネルという最難関の工事が遅延した場合、部分開業も検討するのでは無いでしょうか。その時点で名古屋まで開業しており、首都圏トンネルの完成目処が立っていない場合は高確率で部分開業へ舵を切ってくると思われます。1
また、関係者はそもそも2027年にできるなんて誰も思っていません。予定通りだった山岳トンネルもコロナ禍で1年半近く事実上工事がストップしていましたし。
さあ？
まず、世界初の充電いらずの電動アシスト自転車ではありません。E-bikeを別にすればそうですが、ゼウスのユニットを https://www.zehus.it/ を使用しているもので平坦メインの場合は壊れるまで充電が必要ないものがすでにあります。けっこうな山の上に家があって、そこからスタートとして帰りの上りにアシストを強くしたら途中で電力不足でアシストがオフになるなど、そこらへんは常識的な範囲におさまります。
https://ennori.jp/6122/nua-electrica
『スマートフォンによるコントロールでは6つの走行モードが選択可能。このうち「セルフ充電」モードを選択すると、ほぼ充電不要で走行可能となります。』
前後のライトやホーンなどを後付してバッテリーから電源をとると、外部から充電する必要が「セルフ充電」モードでも出てきます。
充電いらずの『電動アシスト自転車』に話を戻すと
https://www.j-platpat.inpit.go.jp/c1801/PU/JP-2022-182811/11/ja
必要な情報はここに書いてありますが、今ひとつ見てもわからないという方も多い。そもそも見たくもないでしょう。
他の電動アシスト自転車と違うおおきな特徴は
発電機 （キャパシタあり） ギアクランクの上の銀色の丸いやつ。チェーンで回す。
+
回生機能付きモーター （バッテリーからも給電） ギアクランクの下の横から見ると黒い丸のユニット
発電機で発電、回生機能でも発電するというのがポイントです。発電が回生機能付きモーターだけと思うと、一気に全体がわからなくなります。
https://shingi.jst.go.jp/pdf/2013/tama05.pdf
このタイプ。超伝導ではありませんが、ロスを少なくすることができます。ここで大事なのは、ウソは言っていないけれど、言っていないことがあるというやつです。
https://www.iri-tokyo.jp/uploaded/attachment/9753.pdf
『損失わずか数%。超高効率のモーター・発電機が世界を変える力に』
超高効率を超伝導はさすがに盛りすぎになります。なお、コギングはが踏み込む力が大きい人には有利になります。
「ハブダイナモで、なんか漕ぎ始めに抵抗がある……」ISOやJISの想定する時速10~15kmの時に最大効率を目指すと
コギングがあったほうが重量を含めて発電の効率がよくなります。
ハブダイナモ内部 https://bit.ly/3uL5ffr コイルを増やすとコギングは分散されて減ります。重量増、コスト増になります。
電動アシスト自転車は重量とコスト増を受け入れるかわりに、コギングを減らすことが可能です。
ハブダイナモとの比較は、必要な発電量が大きくなるので同サイズのものが無く比較できません。マグボーイのマルゼンが5.5Wのハブダイナモ（普通は6V2.4-3W）を一時期出していましたが、その５．５Wと比較しても、サイズは大きく、重量も大きいでしょう。
豊田のおっちゃんがBEVのシェアは3割で落ち着く！とかまたおもろいこと言ってるけど、こればっかりはその通りだと思うんだよな。
大量に発電所を建てて、屋根という屋根に太陽光パネルを載せて、風力発電も超頑張ってたくさん建てても、その電気をどうやって流通させるかと言う問題は解決出来ないので、常温超伝導でもできないと普及できないんじゃないかなあ。
石油系燃料並にエネルギー密度の高いバッテリーの開発でもいいけど、それも今の15倍以上効率高めないとならないんで現実的ではないし。（水素は石油系よりエネルギー密度”は”高い）
地方のご家庭で自家発電した電気をじっくり充電して街乗りに使うのはBEVになっていくだろうと思う。
けど、都市部で働く車が3割BEVになったらざっくり計算で今の2～3倍ぐらいの消費電力になるみたいで、仮にこれが完全に制御して充電を平準化したとしても、現在の送電網では全然足りないので最低でも1.5倍ぐらいまで送電網を強化が必要になる。
機関部の長距離送電線は金の集中投下でなんとかするとしても、末端の高圧線が無理だと思うんだよな。送電は厳密に物理法則に従うのでなかなかインチキが効かない。
この計算はじっくり充電する事を想定してるけど、ここに長距離トラックが30分で何百キロも走れる充電をしたいとか言うと、トラック用の急速充電所に専用のLNG発電所が必要なぐらい莫大な電力が必要になるからもっと話が複雑になる。だから本当に3割いくかなって感じ。
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ニューラルネットが出てから物体認識タスクでCNNがこれまでのHoGを圧勝するあたりまでAI冬の時代なんて言われてたんだぜ。
増田はマテリアルインフォマティクスや超伝導の専門家ではないんだけど。
専門家からすると、常温ながら高圧下で超伝導の存在ですら怪しいのに、高圧ですらない報告は眉につばも付けたくなるだろう。(LK-99は本当に常温常圧超伝導を達成しているのか - 理系のための備忘録)
Cu_2S の一次転移を常温超伝導と見間違えたのでは？との報告が上がっている。(https://twitter.com/tjmlab/status/1689076343114493957])
LK-99に関連して、常温超伝導を示す物質を機械学習を使って見つけられないのかという疑問をはてなブックマークやTwitterなどで見かけた。
端的に述べると、機械学習を用いた物質探索は既に広く行われているが、今回のような未知の性質を有する物質の探索には不向きである。
物質探索で機械学習が注目されるようになったのも最近のことだ。
2019年には選択性の高い触媒を機械学習で予測する研究がScience誌に投稿されている。(高選択的な不斉触媒系を機械学習で予測する | Chem-Station (ケムステ))
物質の探索の他にも、生データの帰属やそこから得られたデータ同士の解析などにも機械学習が用いられている。
機械学習によって、経験によると勘とマンパワーと一握りの運で支えられていた「予測→合成→測定→解析」のサイクルを早められるようになった。
その一方で、より広大な未踏の探索領域が存在し、さらなるマンパワーが必要であることが明確化された。
HUNTER×HUNTERで暗黒大陸が明かされた状況に似ている。
機械学習は暗黒大陸の道案内役になりうるが、より効率的な探索のために実験や測定の自動化も必要となり、そのような研究も始められている。
機械学習が様々な物質を予測しても、その合成できるかは別問題だ。これは機械学習に限った話ではない。
理論的にすばらしい性質が予想された物質であっても、技術的に合成できない、合成できても予想された性質を示さないことは科学の世界ではあるあるだ。
原因は様々であるが解決のためには、技術の進歩とブレイクスルーが必要となるし、そもそも予想が間違っている可能性だってある。
たとえば、2000年にノーベル化学賞を受賞したポリアセチレンは、古くから量子化学的に導電性を持つだろうと予想されていたが、合成する方法がなかった。
1958年にナッタらが開発した触媒によって初めて合成されるが、粉末しか得られず電気特性を測定することができなかった。得られた粉末は溶媒にも溶けず熱で溶融もしないためフィルムにできなかったのである。
その後の1967年に白川らがフィルム化に成功し金属光沢を示すもののほぼ絶縁体であった。電気を流すにはドーピングという更なるブレイクスルーが必要だった。
機械学習は、目的とする性質を持った物質を探索することは可能だが、全く新しい性質を示す物質の予測には向いていない。
過去の結果から高い転移温度を有する物質を類推可能だが、これまでの超伝導とはメカニズムが異なるであろう常温超伝導を示す物質を予想することはできない。せいぜい異常な振る舞いを予測するくらいだ。
超伝導の恐ろしいところは2000年以降も様々な性質が予想され発見されていることだ。
例えば、ワイル半金属（1937年予想、2016年発見）、トポロジカル絶縁体（2005年提唱、2007年確認）、ネマティック超伝導（2016年発見）などなど。
全く新しいメカニズムによる性質に関するデータが無い以上、このような性質を示す物質を機械学習で探索するのは無謀だ。
もちろん、既存のデータをよくよく洗い出してみると、新しいメカニズムで上手く説明できるケースもあるが、それを機械学習へ利用するには･･････。
https://b.hatena.ne.jp/entry/s/gigazine.net/news/20230807-lk-99-superconductor-nature/
↑はてなーは「最初からこういう態度だった」みたいな反応をしてる人ばっかり。
こんなの「常温超伝導できた？すげーじゃん。ノーベル賞だ！」→「あらやっぱダメだったの。残念」みたいな反応でも別にいいじゃんって感じだけど。
これは夢が広がるニュースだ
はてなーは「トンデモ、トンデモ」と騒いで否定するのが大好きだから、世紀の大発見を聞いても、素直に信じることができない。人を褒めるより、けなすのが大好き。心が汚れている。
常温超電導には何度もがっかりさせられてきたが、第三者に再現が確認されたのは初めてかもしれない。これは期待していいのかも。
うーん、確認のやり方がよく分からん。単に磁性体ができたってだけなんじゃねーの？ これではマイスナー効果とは言えないと思うんだが？
croissant2003 そもそも浮くことがピン留め効果の現れ。部分的に超電動が混じってると動画のようになる。純度あげるのはこれから。ピン留め以外で浮く現象を説明してみろ。あほ
おお？磁化率の測定はどんなもんなんだろ。/ 逆に言えば、十分な計算力があれば、候補の物質を片っ端からシミュレーションして、超伝導の可能性があるものをピックアップできるってこと？ 科学
とてもワクワクする
スパコンの計算だとあり得るとのこと／送電会社の株価が上がるのは思い付かなかったなと思ったけど、単に社名にSuperconductorが入ってるからか
最初の報告とは別の複数の研究機関からそれぞれシミュレーション、試作で再現成功したという発表があったと。STAPとは全く訳が違うわな。予備的な試験とのことだしまだ信じられんけど/あ〜再現失敗してる機関も多いの sciencephysics
シミュレーションの結果は興味深い。計算は条件さえ示されれば簡単に追試できるので。その結果を詳細に検討すれば超伝導が成立する条件などの知見が得られそう(高エネルギー状態は不安定なので物質はできてないかも)
LK-99はありまぁっす！
LK-99の発見は、1999年。つまり、23年間くらいずっと、本人たちもホントに超伝導かどうかわからなかったわけよ。
LK-99、もともとの論文からして「こんな変な性質があるんだけど超伝導としか考えられなくない？」みたいな話であって明白に超伝導だと証明されているわけではなさそう、
かつ、そもそも研究グループの内紛から不完全な論文が先行して出てしまったということもあっていま公開されてる作り方に問題がありそう、
かつ、材料はありふれているが結晶構造の再現が難しくて高純度なLK-99を作るのは難しそう、というあたりで、
みんなが期待していたような「数日でビシッと追試結果が出て超伝導物質か否か確定する」ということにはならなさそう、
という感じなのだが、理論的には「ありうるかも」という計算結果が出ていて、さらに実際に試作されたLK-99が謎の振る舞いをしていることもあり、
世界各国の研究者がこぞってLK-99の追試をやっているわけだが、なぜか日本の研究者はまったくそれに参加していない。
むしろ追試もしていないくせにひたすら否定的なことを言っている印象すらある。
なぜ？
研究者のやる気が無いのか？
