物理学ニュース 2026年3月

Fibre-based quantum networks have a structural problem: photon loss grows exponentially with distance, so the time needed to establish entanglement between two remote quantum memories grows too. Past long-distance demonstrations all sat on the wrong side of a critical threshold — the entangled state decohered faster than a new one could be created and purified. Below that threshold, quantum repeaters cannot be chained, and scalable networks remain out of reach.

Wen-Zhao Liu, Ya-Bin Zhou, Jiu-Peng Chen and colleagues in Jian-Wei Pan's group at the University of Science and Technology of China demonstrated memory–memory entanglement between two nodes connected by 10 km of spooled fibre that survives beyond the average time needed to establish it. Long-lived trapped-ion memories, an efficient telecom interface and a high-visibility single-photon entanglement protocol together push the system past that break-even point — the condition entanglement swapping and purification must satisfy to be concatenated across successive network segments.

As an application the authors report a proof-of-principle device-independent quantum key distribution (DI-QKD) demonstration: finite-size analysis over 10 km, and a positive key rate over 101 km in the asymptotic limit, both exceeding previous work by more than two orders of magnitude. Note that the 101 km figure refers to the asymptotic DI-QKD key rate, not to a distance over which entanglement was distributed. In an accompanying News & Views, Ronald Hanson and Tracy Northup describe the result as a critical building block for scalable quantum repeaters.

光ファイバーを用いた量子ネットワークには構造的な難点がある。光子損失が距離とともに指数関数的に増大するため、離れた2つの量子メモリ間にもつれを確立するのに要する時間も指数的に延びてしまう。これまでの長距離実証はすべて、ある臨界的な閾値の「向こう側」にあった——もつれ状態が、新たに生成・純化されるよりも速くデコヒーレンスしてしまうのである。この閾値を下回らない限り、量子中継器を連結することはできず、スケーラブルなネットワークは手の届かないままとなる。

中国科学技術大学（USTC）潘建偉氏のグループの劉文昭（Wen-Zhao Liu）氏、周亜彬（Ya-Bin Zhou）氏、陳久鵬（Jiu-Peng Chen）氏らは、巻き取った10 kmの光ファイバーで接続した2ノード間のメモリ–メモリ間もつれが、その確立に要する平均時間を超えて生き残ることを実証した。長寿命イオンメモリ、高効率な通信波長インターフェース、高視認性の単一光子もつれプロトコルの3つが揃って、系をこの損益分岐点の向こう側へ押し出した。これは、もつれ交換（entanglement swapping）と純化を連続する区間にわたって連結するために満たすべき条件そのものである。

応用として著者らはデバイス非依存量子鍵配送（DI-QKD）の原理実証も報告しており、10 kmでの有限サイズ解析と、漸近極限における101 kmでの正の鍵レートを達成した。いずれも先行研究を2桁以上上回る。なお101 kmという数字はDI-QKD鍵レートの漸近極限であって、もつれを分配した距離ではない点に注意が必要である。併載のNews & Viewsでロナルド・ハンソン氏とトレイシー・ノースアップ氏は、この成果をスケーラブルな量子中継器にとって決定的な構成要素だと評している。

Every atomic clock in use today counts oscillations of electrons moving between energy levels in an atomic shell. A nuclear clock would instead count a transition inside the nucleus itself. Because the nucleus is roughly five orders of magnitude smaller than the electron cloud and is heavily screened by it, such a clock would be far less sensitive to stray electric and magnetic fields — and, more interestingly, its ticking rate would depend on nuclear properties that are sensitive to any drift in the fine-structure constant or to couplings with ultralight dark matter.

The obstacle has always been that essentially all nuclear transitions sit at energies far beyond laser reach. The single known exception is thorium-229, whose first excited state lies only about 8 eV above the ground state — within range of vacuum-ultraviolet lasers. Nature reported that after decades of incremental work on measuring and then directly driving this transition, working nuclear clocks could be put to the test as soon as this year, making thorium-229 a realistic platform for precision tests of fundamental physics rather than a long-term aspiration.

現在使われている原子時計はすべて、原子の電子殻内でエネルギー準位間を遷移する電子の振動を数えている。これに対し「原子核時計（nuclear clock）」は、原子核そのものの内部の遷移を数える。原子核は電子雲よりおよそ5桁小さく、その電子雲によって強く遮蔽されているため、この種の時計は迷走電場・磁場の影響を受けにくい。さらに興味深いのは、その刻む速さが原子核の性質に依存するため、微細構造定数の時間変動や超軽量ダークマターとの結合に対して敏感になりうる点である。

障壁は常に、ほぼすべての原子核遷移がレーザーの届かない高エネルギー帯にあることだった。唯一知られた例外がトリウム229で、その第一励起状態は基底状態のわずか約8 eV上——真空紫外レーザーの射程内にある。Nature誌は、この遷移の精密測定から直接励起へと数十年かけて積み上げられてきた研究の結果、実働する原子核時計が早ければ本年中にも検証段階に入りうると報じた。トリウム229は長期的な理想ではなく、基礎物理の精密検証に使える現実的なプラットフォームになりつつある。

On 16 March 2026, as part of an ongoing national science and technology strategy, the UK government announced £2 billion (about US$2.66 billion) for quantum-computing development and £2.5 billion for nuclear-fusion energy, framed as a bid to secure technological and energy independence and to nurture homegrown scientific talent. The fusion money funds construction of the STEP prototype plant (Spherical Tokamak for Energy Production) at the former West Burton power-station site in Nottinghamshire. Officials say the quantum investment will make the UK the first country to roll out large-scale use of quantum computers, and the fastest in the G7 to adopt artificial intelligence.

David Adam's report for Nature records that the announcement was broadly welcomed by the research community, but that some argue longer-term commitments and more money would be needed for Britain to overtake its competitors. Others note that the funding represents less an increase in ambition than what is necessary merely to maintain existing capabilities, given how Brexit disrupted UK science funding and access to joint European projects — the UK withdrew from ITER, the international fusion reactor being built in France. Tony Roulstone, a nuclear-power researcher at the University of Cambridge, told Nature that Brexit is where one has to start in order to understand the current situation. Read alongside the Institute of Physics interview published five days earlier, also in this archive, the picture is of money flowing into two designated priority areas while particle physics, astronomy and nuclear physics face cuts.

2026年3月16日、英国政府は継続中の国家科学技術戦略の一環として、量子コンピューティング開発に20億ポンド（約26.6億米ドル）、核融合エネルギーに25億ポンドを投じると発表した。技術的・エネルギー的な自立の確保と、国内での科学人材の育成を掲げている。核融合予算は、ノッティンガムシャーの旧ウェストバートン発電所跡地に建設される実証プラント STEP（Spherical Tokamak for Energy Production／球状トカマク型発電実証炉）の建設に充てられる。当局は、量子への投資により英国が量子コンピュータを大規模展開する最初の国となり、G7で最も速くAIを導入する国になると述べている。

デイヴィッド・アダム氏によるNature誌の記事は、この発表が研究コミュニティから概ね歓迎されたと記す一方、英国が競合国を追い抜くにはより長期的な確約とさらなる資金が必要だとする声があることを伝えている。また、この資金は野心の増大というより、ブレグジットが英国の科学予算と欧州共同プロジェクトへのアクセスに与えた混乱を踏まえれば、既存の能力を維持するために必要な額にすぎない、と指摘する研究者もいる。英国はフランスで建設中の国際熱核融合実験炉ITERから離脱している。ケンブリッジ大学の原子力研究者トニー・ラウルストン氏はNature誌に対し、現状を理解するにはブレグジットまで遡る必要があると語った。5日前に公開された英国物理学会（IOP）会長インタビュー（本アーカイブに併録）と併せて読むと、指定された2つの重点分野へ資金が流れる一方で、素粒子物理学・天文学・原子核物理学は削減に直面するという構図が浮かび上がる。

Contact electrification — rubbing two things together and getting a charge — is one of the oldest recorded physical phenomena and one of the least understood. A particularly stubborn version of the puzzle is that two pieces of the same material, which by symmetry should exchange no net charge at all, reliably do exchange charge in practice. Symmetry has to be broken by something, and for decades nobody could say what.

Galien Grosjean, Markus Ostermann and Scott Waitukaitis measured charge exchange between a sphere and a plate made of identical amorphous silicon dioxide, and showed that adventitious carbon — the thin, essentially unavoidable layer of carbonaceous contamination that any surface picks up from air — is the symmetry-breaking agent. Crucially, they could control the sign of the charging by baking or plasma-treating the surfaces, which manipulates that carbon layer. This turns an uncontrolled nuisance variable into a designable parameter, with implications for powder handling, pharmaceutical manufacturing and dust explosion risk. Nature ran the paper alongside a News Feature, an Editorial and a video on the topic in the same month.

接触帯電（contact electrification）——2つのものをこすり合わせると電荷が生じる現象——は、記録に残る最古の物理現象のひとつでありながら、最も理解が進んでいないもののひとつでもある。とりわけ厄介なのが、対称性から考えれば正味の電荷をまったくやり取りしないはずの「同一材料どうし」が、実際には確実に電荷を交換してしまうという事実だ。何かが対称性を破っているはずだが、数十年にわたり誰もその正体を言い当てられなかった。

ガリアン・グロージャン氏、マルクス・オスターマン氏、スコット・ワイトゥカイティス氏らは、同一のアモルファス二酸化ケイ素からなる球と平板の間の電荷交換を測定し、対称性を破っている主体が「付着炭素（adventitious carbon）」——あらゆる表面が大気中から不可避的に取り込む、ごく薄い炭素質の汚染層——であることを示した。決定的なのは、加熱（ベーキング）やプラズマ処理でこの炭素層を操作することにより、帯電の極性そのものを制御できた点である。これは制御不能な擾乱要因を、設計可能なパラメータへと変えるものであり、粉体ハンドリング、医薬品製造、粉塵爆発リスクの評価に波及する。Nature誌は同月、この論文とあわせてニュース特集・社説・動画を掲載した。

The radical-pair mechanism is the leading candidate explanation for magnetoreception in migratory birds: light creates a pair of radicals whose electron spins are correlated, the singlet–triplet interconversion of that pair depends on the ambient magnetic field, and the resulting chemistry differs accordingly. The mechanism is well established in vitro. Demonstrating that the same spin physics can be reached and steered inside a living organism is a much harder problem, and until now the field has largely argued from indirect behavioural evidence.

Shaun C. Burd, Nahal Bagheri and Mark Kasevich's team showed magnetic resonance control of spin-correlated radical pair dynamics in vivo, using transgenic Caenorhabditis elegans expressing a red fluorescent protein. Applying resonant radiofrequency fields altered the protein's emission — a direct optical readout that the spin state of the radical pair, and therefore the reaction pathway, was being manipulated inside the animal. The significance is methodological as much as biological: it establishes magnetic resonance as a tool for interrogating spin-dependent chemistry in living systems, which is exactly what tests of avian magnetoreception and of proposed spin effects in neuroscience have lacked.

ラジカル対機構は、渡り鳥の磁気受容を説明する最有力候補である。光がスピン相関をもつラジカルの対を生成し、その対の一重項–三重項間の相互変換が周囲の磁場に依存するため、結果として生じる化学反応の帰趨が磁場によって変わる、というものだ。この機構は試験管内（in vitro）では確立しているが、同じスピン物理に生体内で到達し、それを操作できることを示すのははるかに難しく、これまでこの分野は主として行動学的な間接証拠に依拠してきた。

ショーン・C・バード氏、ナハル・バゲリ氏、マーク・カセビッチ氏らのチームは、赤色蛍光タンパク質を発現するトランスジェニック線虫（Caenorhabditis elegans）を用い、スピン相関ラジカル対のダイナミクスを生体内（in vivo）で磁気共鳴制御することに成功した。共鳴する高周波磁場を印加すると蛍光タンパク質の発光が変化し、ラジカル対のスピン状態——ひいては反応経路——が動物の体内で操作されていることが光学的に直読できた。意義は生物学的であると同時に方法論的である。生体系におけるスピン依存化学を問い質すツールとして磁気共鳴を確立したものであり、これこそ鳥類の磁気受容検証や、神経科学で提案されているスピン効果の検証に欠けていたものだった。

Monolayer TaIrTe4 is unusual among two-dimensional materials in hosting a dual quantum spin Hall phase — topologically protected helical edge conduction appearing at more than one filling. It also forms a superlattice, and the interplay between that structural order and the topological electronic order is what makes the material interesting as a switchable platform rather than a fixed one.

Jian Tang, Thomas Siyuan Ding and Qiong Ma's group observed bistable superlattice switching in monolayer TaIrTe4: the system flips between two lattice configurations whose periodicities are sharply different, and each configuration is separately stable. Bistability of this kind — two robust structural states in a material that also carries topologically protected edge channels — is the ingredient a non-volatile topological memory or switch would need, since the stored state persists without power while the electronic transport properties differ between configurations. Published in Nature.

単層のTaIrTe₄は、2次元物質の中でも珍しく「デュアル量子スピンホール相」——トポロジカルに保護されたヘリカルな端状態伝導が、複数のフィリングで現れる相——を示す物質である。同時にこの物質は超格子を形成しており、この構造秩序とトポロジカルな電子秩序の相互作用こそが、これを固定的なプラットフォームではなく「切り替え可能な」プラットフォームとして興味深いものにしている。

唐建（Jian Tang）氏、トーマス・シユエン・ディン氏、マー・チョン（Qiong Ma）氏らのグループは、単層TaIrTe₄における双安定な超格子スイッチングを観測した。系は周期性が明確に異なる2つの格子配置の間で反転し、それぞれの配置が個別に安定である。トポロジカルに保護された端チャネルを併せもつ物質において、頑健な構造状態が2つ存在するというこの双安定性は、不揮発性のトポロジカル・メモリやスイッチが必要とする要素そのものだ。記憶された状態は電力なしに保持され、しかも配置ごとに電子輸送特性が異なるからである。Nature誌掲載。

A self-bound droplet is a gas that holds itself together with no trap at all: attractive interactions would normally collapse it, but quantum fluctuations supply a stabilizing repulsion, and the balance leaves a finite-density liquid floating in vacuum. Until now this state had been realized with magnetic atoms such as dysprosium and erbium, whose dipole moments are modest, and with two-component Bose mixtures.

Siwei Zhang, Weijun Yuan and Sebastian Will's group observed self-bound droplets and droplet arrays in an ultracold gas of sodium–caesium (NaCs) molecules. Polar molecules carry electric dipole moments orders of magnitude stronger in their interaction energy than magnetic atomic dipoles, which places the system deep in the strongly dipolar regime rather than at its edge. That opens access to dipolar supersolidity, self-organized crystalline arrays and roton physics with interaction strengths that atomic platforms cannot reach, and establishes ultracold molecules as a genuine platform for strongly dipolar quantum matter rather than a promising candidate. Published in Nature.

自己束縛液滴（self-bound droplet）とは、トラップをまったく用いずに自らの力で形を保つ気体である。引力相互作用は本来これを崩壊させるはずだが、量子ゆらぎが安定化する斥力を供給し、その釣り合いによって有限密度の「液体」が真空中に浮かんだ状態が残る。これまでこの状態は、双極子モーメントが比較的小さいジスプロシウムやエルビウムといった磁性原子、および2成分ボース混合系で実現されてきた。

張思偉（Siwei Zhang）氏、袁維軍（Weijun Yuan）氏、セバスチャン・ウィル氏らのグループは、極低温のナトリウム–セシウム（NaCs）分子気体において、自己束縛液滴および液滴アレイを観測した。極性分子がもつ電気双極子モーメントは、相互作用エネルギーにして磁性原子の磁気双極子より数桁強く、この系を「強双極子領域の縁」ではなく「その奥深く」に置く。これにより、原子系のプラットフォームでは到達できない相互作用強度で、双極子超固体、自己組織化した結晶アレイ、ロトン物理へアクセスできる。極低温分子は有望な候補ではなく、強双極子量子物質の本格的なプラットフォームとして確立されたことになる。Nature誌掲載。

Nature Physics marked the fiftieth anniversary of the theoretical proposal behind the free-electron laser with an editorial surveying what the device became. Unlike a conventional laser, an FEL has no bound-state gain medium: relativistic electrons are driven through a periodic magnetic undulator and radiate coherently, so the wavelength is set by electron energy and undulator geometry rather than by an atomic transition. That is what makes the machine continuously tunable across a range no other coherent source spans, from millimetre waves to hard X-rays.

The practical consequence is that FELs deliver femtosecond pulses at sub-nanometre wavelengths simultaneously — the combination needed to resolve atomic positions and atomic-scale motion at the same time. The March 2026 issue itself illustrates the point: it carries all-hard-X-ray transient grating spectroscopy resolving phonon transport at nanometre length scales, a measurement that requires exactly this pairing of short wavelength and short pulse. Serial femtosecond crystallography of radiation-sensitive proteins, warm-dense-matter studies and nonlinear X-ray optics all rest on the same capability.

Nature Physics誌は、自由電子レーザー（FEL）の理論的提案から50年を迎えたことを記念し、この装置が何になったのかを概観する社説を掲載した。従来型レーザーと異なり、FELは束縛状態の利得媒質をもたない。相対論的な電子を周期的な磁場のアンジュレータに通してコヒーレントに放射させるため、波長は原子遷移ではなく電子エネルギーとアンジュレータの幾何形状で決まる。他のいかなるコヒーレント光源も跨げない範囲——ミリ波から硬X線まで——を連続的に可変できるのは、このためである。

実務上の帰結は、FELがサブナノメートル波長のフェムト秒パルスを「同時に」供給できることだ。原子の位置と原子スケールの運動を同時に分解するには、この組み合わせが要る。2026年3月号自体がその実例になっている——同号には、全硬X線による過渡回折格子分光でナノメートルスケールのフォノン輸送を分解した研究が収録されており、これはまさに短波長と短パルスの両立を必要とする測定である。放射線に弱いタンパク質の逐次フェムト秒結晶構造解析、高温高密度物質（warm dense matter）研究、非線形X線光学も、すべて同じ能力の上に成り立っている。

Standard measures of entanglement are defined in the asymptotic limit, meaning they involve optimizing over many identical copies of a quantum state at once. That definition is natural from an information-theoretic standpoint and disastrous from a computational one: the resulting expressions are regularized quantities that generally cannot be evaluated, which has limited how far entanglement theory can be applied to concrete states.

Ludovico Lami, Mario Berta and Bartosz Regula proved an asymptotic measure of entanglement that requires access to only a single copy of the state. The route runs through quantum hypothesis testing: a new result in quantum state discrimination lets the multi-copy optimization be replaced by the quantum relative entropy of one state. The accompanying Nature Physics Research Briefing frames the shift as one of perspective rather than of approximation — the simpler formula is not a bound or an estimate but an exact asymptotic quantity, which is what makes it usable for detecting and extracting entanglement in practice.

もつれ（エンタングルメント）の標準的な尺度は漸近極限で定義されており、すなわち同一の量子状態の多数コピーにわたる同時最適化を含む。情報理論的には自然な定義だが、計算上は致命的である。結果として得られるのは一般に評価不可能な正則化量であり、このことがもつれ理論を具体的な状態に適用する際の大きな制約になってきた。

ルドヴィコ・ラミ氏、マリオ・ベルタ氏、バルトシュ・レグラ氏は、状態のたった1コピーへのアクセスだけで済む、もつれの漸近的尺度を証明した。経路となったのは量子仮説検定である。量子状態識別における新たな結果によって、多コピー最適化を単一状態の量子相対エントロピーで置き換えられることが示された。併載のNature Physics Research Briefingは、この転換を近似ではなく「視点の移動」だと位置づけている。得られた簡潔な公式は上限でも推定でもなく厳密な漸近量であり、だからこそ実務上のもつれ検出と抽出に使えるのである。

In a dense polymer melt or concentrated solution, a chain cannot move sideways because neighbouring chains are in the way. De Gennes's reptation picture captures this: the chain is effectively confined to a tube and can only slide along its own contour, which is why relaxation times in entangled polymers scale so steeply with chain length. The tube is a passive constraint, and escaping it is slow.

Nature highlighted work showing that when an enzyme injects energy into such a system, tightly packed molecular chains begin to wiggle in many directions rather than only along the tube axis. Adding an active, energy-consuming element changes the character of the constraint itself, so the system no longer relaxes on reptation timescales. This sits in the growing area of active polymer physics, where chromatin remodelling in the nucleus and enzyme-driven cytoplasmic fluidization are the biological cases of interest: DNA in a cell nucleus is an extremely entangled polymer that nonetheless rearranges far faster than passive reptation would allow.

高密度の高分子融体や濃厚溶液の中では、隣接する鎖が邪魔になるため、鎖は横方向へ動けない。ド・ジャンヌのレプテーション（爬行）描像はこれを的確にとらえている——鎖は事実上「管」に閉じ込められ、自身の輪郭に沿ってしか滑れない。絡み合った高分子の緩和時間が鎖長に対して急峻にスケールするのはこのためである。管は受動的な拘束であり、そこから抜け出すのは遅い。

Nature誌は、そうした系に酵素がエネルギーを注入すると、密に詰まった分子鎖が管軸方向だけでなく多方向へ揺らぎ始めるという研究を紹介した。能動的でエネルギーを消費する要素を加えることで拘束そのものの性格が変わり、系はもはやレプテーションの時間スケールでは緩和しなくなる。これは成長中の「アクティブ高分子物理」の領域に属し、生物学的な関心対象は核内のクロマチン再編成と酵素駆動による細胞質の流動化である。細胞核内のDNAは極度に絡み合った高分子でありながら、受動的レプテーションが許すよりはるかに速く再配置されるのだ。

Measurement-based quantum computation inverts the usual picture of a quantum computer. Instead of applying a sequence of gates to an initialized register, one prepares a large, highly entangled resource state up front — a cluster state — and then runs the algorithm purely by choosing measurement bases, feeding each outcome forward to adapt the next measurement. Gate depth is traded for entanglement prepared in advance, which suits hardware where entangling operations are the expensive step.

Tao Jiang, Jianbin Cai and Jian-Wei Pan's group prepared both one-dimensional and two-dimensional cluster states on a superconducting quantum processor and used them for two distinct purposes: simulating topological phases, and executing measurement-based quantum computation. The two-dimensional case matters because 1D cluster states are not universal for MBQC while 2D ones are, so demonstrating the 2D resource on superconducting hardware is what makes the paradigm more than a pedagogical example on that platform. Published in Nature Physics.

測定型量子計算（MBQC）は、量子コンピュータの通常の描像を逆転させる。初期化したレジスタにゲート列を作用させるのではなく、まず巨大で高度にもつれた資源状態——クラスター状態——を用意し、その後は測定基底の選択だけでアルゴリズムを走らせる。各測定結果を前送りして次の測定を適応させるのである。ゲート深さを「事前に用意したもつれ」と引き換えにする方式であり、もつれ操作こそが高コストな工程となるハードウェアに適している。

蒋涛（Tao Jiang）氏、蔡建斌（Jianbin Cai）氏、潘建偉（Jian-Wei Pan）氏らのグループは、超伝導量子プロセッサ上に1次元および2次元のクラスター状態を生成し、これを2つの異なる目的——トポロジカル相のシミュレーションと、測定型量子計算の実行——に用いた。2次元の実現が重要なのは、1次元クラスター状態はMBQCに対して万能ではなく、2次元のものが万能だからである。超伝導ハードウェア上で2次元資源を実証したことが、このパラダイムを当該プラットフォームにおける教科書的な例題以上のものにしている。Nature Physics誌掲載。

Five days before the UK government's fusion and quantum announcement, Nature published a Q&A with Paul Howarth, the nuclear physicist who took office as president of the Institute of Physics (IoP) on 3 March 2026. The context: UK Research and Innovation, the country's largest research funder, has suspended some grant-review processes in medicine, biosciences, engineering and the physical sciences, and is ending or cutting investment in particle physics, astronomy and nuclear physics — partly because the government wants UKRI to prioritize research that generates economic growth.

Howarth told Nature that the burden falls disproportionately on those three fields, known collectively as PPAN, which face cuts of around 30%. The largest planned reductions are at the Science and Technology Facilities Council, the arm of UKRI that funds UK participation in international projects such as CERN; the UK is considering withdrawing from funding the LHCb beam pipe. He called for constructive dialogue with government rather than confrontation, while warning that the country risks losing the next generation of scientists. By August 2026 Nature was reporting terminated funding for projects including a future CERN experiment and the Lovell Telescope at Jodrell Bank.

英国政府が核融合・量子への投資を発表する5日前、Nature誌は、2026年3月3日に英国物理学会（IOP）会長に就任した原子核物理学者ポール・ハワース氏へのインタビューを掲載した。背景にあるのは、英国最大の研究助成機関UKRI（UK Research and Innovation）が、医学・生命科学・工学・物理科学の一部で助成審査プロセスを停止し、素粒子物理学・天文学・原子核物理学への投資を終了あるいは削減していることである。政府がUKRIに対し、経済成長を生む研究を優先するよう求めていることが一因とされる。

ハワース氏はNature誌に対し、負担が「PPAN」と総称されるこの3分野——素粒子物理学（particle physics）・天文学（astronomy）・原子核物理学（nuclear physics）——に過度に偏っており、約30%の削減に直面していると述べた。計画されている削減幅が最も大きいのは、CERNなど国際プロジェクトへの英国の参加を支えるUKRI傘下の科学技術施設会議（STFC）であり、英国はCERNのLHCbビームパイプへの拠出からの撤退も検討している。同氏は対決ではなく政府との建設的な対話を求めつつ、英国が次世代の科学者を失う危険があると警告した。2026年8月にはNature誌が、CERNの将来実験とジョドレルバンクのラヴェル望遠鏡を含むプロジェクトへの資金打ち切りを報じている。

Fatigue failure — a material losing rigidity after repeated stress well below its single-load strength — is behind an enormous fraction of real engineering failures, and it is notoriously hard to predict. Empirical S–N curves fit data but do not explain the mechanism, and in amorphous solids there are no dislocations or grain boundaries to serve as the obvious carriers of accumulated damage.

Swarnendu Maity, Himangsu Bhaumik and Srikanth Sastry simulated model glasses under cyclic shear and found that failure times show a power-law divergence and depend strongly on how well the glass was annealed before loading. A companion News & Views by David Richard frames the mechanism as damage percolation: microscopic damage accumulates until a connected cluster spans the sample, at which point rigidity is lost — the same abrupt, geometry-driven transition familiar from percolation theory. The practical payoff is that failure appears to be predictable from energy dissipation measured in the early cycles, before any visible crack, which is exactly the diagnostic a non-destructive test would want.

疲労破壊——単発荷重の強度をはるかに下回る応力の繰り返しによって材料が剛性を失う現象——は、現実の工学的破損の膨大な割合を占めながら、予測が難しいことで悪名高い。経験的なS–N曲線はデータに合うが機構を説明せず、しかもアモルファス固体には、蓄積損傷の担い手として自明な転位も粒界も存在しない。

スワルネンドゥ・マイティ氏、ヒマンス・バウミク氏、スリカンス・サストリ氏は、周期的せん断下のモデルガラスをシミュレートし、破断時間がべき乗則的に発散すること、および負荷前のアニール（焼きなまし）の度合いに強く依存することを見出した。デイヴィッド・リシャール氏による併載のNews & Viewsは、この機構を「損傷パーコレーション」として整理している。微視的な損傷が蓄積し、連結したクラスターが試料を貫通した時点で剛性が失われる——パーコレーション理論でおなじみの、幾何が駆動する急峻な転移そのものである。実用上の含意は、可視的な亀裂が生じる前に、初期サイクルで測定したエネルギー散逸から破断を予測できそうだという点であり、これはまさに非破壊検査が欲しがる診断量である。

Grain boundaries govern strength, creep and electrical resistance in essentially every polycrystalline material, and their migration is what drives recrystallization and grain growth during annealing. The dynamics have resisted a unified description because two different pictures compete: a continuum view in which the boundary moves under curvature-driven pressure, and an atomistic view in which individual atoms shuffle and dislocations glide along the interface. Neither has reliably predicted the other's observables.

Berend van der Meer, Mathieu G. Baltussen and Roel P. A. Dullens present a general framework that predicts the microscopic dynamics of both particles and dislocations underlying grain-boundary migration in two-dimensional colloidal crystals — a system where every particle can be tracked optically, so the microscopic motion is directly observable rather than inferred. The origin they identify is geometric: the trajectories follow from the geometry of the boundary and the lattice mismatch across it, which is why the same framework covers particle displacements and dislocation motion at once. Published in Nature Physics.

粒界（grain boundary）は、事実上すべての多結晶材料において強度・クリープ・電気抵抗を支配し、その移動こそがアニール中の再結晶と粒成長を駆動する。しかしそのダイナミクスは統一的記述を拒み続けてきた。2つの描像が競合しているためである——粒界が曲率駆動の圧力の下で動くとする連続体的な見方と、個々の原子がシャッフルし転位が界面に沿って滑るとする原子論的な見方だ。どちらも他方の観測量を確実には予測できていなかった。

ベーレント・ファン・デル・メール氏、マチュー・G・バルテュッセン氏、ロエル・P・A・ダレンズ氏は、2次元コロイド結晶における粒界移動の背後にある粒子と転位の双方の微視的ダイナミクスを予測する、一般的な枠組みを提示した。コロイド系ではすべての粒子を光学的に追跡できるため、微視的運動は推定ではなく直接観測できる。彼らが特定した起源は幾何学的なものである——軌跡は粒界の幾何と、その両側の格子ミスマッチから導かれる。だからこそ同じ枠組みが粒子変位と転位運動を同時に扱えるのだ。Nature Physics誌掲載。

Sir Anthony James Leggett died on 8 March 2026 in Urbana, Illinois, aged 87, eighteen days short of his 88th birthday. He shared the 2003 Nobel Prize in Physics with Alexei Abrikosov and Vitaly Ginzburg for pioneering contributions to the theory of superconductors and superfluids. Leggett's analysis of the superfluid phases of helium-3 — a paired state of fermionic atoms with both spin and orbital structure — supplied the theoretical language that experimentalists needed to identify what they were seeing.

Nature's obituary, written by Philip Stamp and published on 30 March, emphasizes that Leggett was a polymath: he read literae humaniores (classics) at Balliol College, Oxford from 1955 and only then began a second undergraduate degree in physics, and that this background shaped the question he pressed hardest for the rest of his career: how far up in size and complexity does quantum mechanics continue to hold? He formalized that question through the programme of macroscopic quantum coherence and through the Leggett–Garg inequality, a temporal analogue of Bell's inequality designed to test macroscopic realism. He also gave the field the Caldeira–Leggett model, still the standard framework for quantum dissipation and decoherence in open systems. That framing is now routine in work on superconducting qubits, optomechanics and large-molecule interference — including the March 2026 experiments in this archive on atoms placed in two locations at once.

サー・アンソニー・ジェームズ・レゲット氏が2026年3月8日、米イリノイ州アーバナで死去した。享年87、88歳の誕生日を18日後に控えてのことだった。同氏は超伝導体と超流動の理論への先駆的貢献により、アレクセイ・アブリコソフ氏、ヴィタリー・ギンツブルク氏とともに2003年のノーベル物理学賞を受賞している。レゲット氏によるヘリウム3の超流動相——スピン自由度と軌道自由度の双方をもつフェルミ粒子の対凝縮状態——の解析は、実験家が自分たちの見ているものを同定するために必要としていた理論的言語を提供した。

フィリップ・スタンプ氏によるNature誌の追悼記事（3月30日掲載）は、レゲット氏が博識家であったこと——1955年からオックスフォード大学ベイリオル・カレッジで古典学（literae humaniores）を修め、そののちに物理学で2つ目の学士課程に入り直したこと——、そしてその素養が生涯を通じて彼が最も強く問い続けた課題——量子力学はサイズと複雑さのどこまで上方へ通用し続けるのか——を形づくったことを強調している。彼はこの問いを「マクロ量子コヒーレンス」という研究計画として、またマクロ実在論を検証するためにベルの不等式を時間方向に翻案した「レゲット・ガルグ不等式」として定式化した。開放系における量子散逸とデコヒーレンスを扱う標準的枠組みである「カルデイラ・レゲット模型」も同氏の仕事である。この枠組みは今日、超伝導量子ビット、光機械系、巨大分子の干渉実験において当たり前に使われている——本アーカイブが2026年3月に収録した「原子が同時に2か所に存在する様子の初観測」もその延長線上にある。

Transient grating spectroscopy works by crossing two pulses to write a periodic excitation into a sample and probing how that pattern decays. It is a clean way to measure thermal transport and phonon dynamics at a chosen length scale, because the grating period sets the wavevector being probed. Its limitation has always been that the period cannot be smaller than roughly the wavelength of the light used, so optical implementations are stuck at hundreds of nanometres — far above the mean free paths that matter in nanoscale heat transport.

Haoyuan Li, Nan Wang and Diling Zhu's team implemented the technique entirely with hard X-rays from a free-electron laser, shrinking the accessible grating period to the nanometre range. As Martin Beye notes in the accompanying News & Views, this opens observation of phonons and thermal transport at length scales where the diffusive Fourier description breaks down and ballistic phonon transport takes over — precisely the regime that governs heat dissipation in nanoscale devices and that has previously had to be inferred from models rather than measured directly.

過渡回折格子分光（transient grating spectroscopy）は、2本のパルスを交差させて試料に周期的な励起パターンを書き込み、そのパターンの減衰を追跡する手法である。回折格子の周期が探る波数を決めるため、選んだ長さスケールで熱輸送とフォノンダイナミクスを測定できる清潔な方法だ。その制約は常に、周期が用いる光の波長程度より小さくできない点にあった。光学的な実装では数百ナノメートルで頭打ちとなり、ナノスケール熱輸送で本当に効いてくる平均自由行程よりはるかに大きい。

李昊源（Haoyuan Li）氏、王楠（Nan Wang）氏、朱迪凌（Diling Zhu）氏らのチームは、この手法を自由電子レーザーの硬X線のみで実装し、到達可能な格子周期をナノメートル域まで縮めた。併載のNews & Viewsでマルティン・ベイエ氏が指摘するとおり、これにより拡散的なフーリエ描像が破綻し弾道的フォノン輸送が支配する長さスケールで、フォノンと熱輸送を観測できるようになる。ナノスケールデバイスの放熱を支配し、これまでは直接測定ではなくモデルから推定するほかなかった、まさにその領域である。

A Kondo insulator forms when localized magnetic moments hybridize with itinerant conduction electrons and open a narrow gap at low temperature. If the resulting band structure is topologically non-trivial, the material becomes a topological Kondo insulator — a strongly correlated system whose bulk is insulating but whose surface carries protected conducting states. SmB₆ has been the canonical candidate for over a decade, but as a three-dimensional bulk compound its parameters are fixed by chemistry and cannot be tuned.

Zhongdong Han, Yiyu Xia and Kin Fai Mak's group realized the state in two dimensions instead, using a MoTe₂/WSe₂ moiré bilayer in which local moments reside in one layer and itinerant carriers in the other. Because the moiré superlattice separates the two roles into different layers, the Kondo coupling, the carrier density and the band topology can all be adjusted independently — by twist angle, gate voltage and displacement field. Benjamin E. Feldman's accompanying News & Views underlines the point: this converts a fixed material into a tunable platform for heavy-fermion and topological physics. Published in Nature Physics.

近藤絶縁体は、局在磁気モーメントが遍歴伝導電子と混成し、低温で狭いギャップを開くことで生じる。得られたバンド構造がトポロジカルに非自明であれば、その物質はトポロジカル近藤絶縁体——バルクは絶縁的でありながら表面に保護された伝導状態をもつ、強相関系——となる。SmB₆が10年以上にわたり標準的な候補であり続けてきたが、3次元のバルク化合物であるがゆえにパラメータは化学組成で固定され、調整することができない。

韓中東（Zhongdong Han）氏、夏亦宇（Yiyu Xia）氏、マク・キンファイ（Kin Fai Mak）氏らのグループは、この状態を2次元で実現した。用いたのはMoTe₂/WSe₂のモアレ二層系で、局在モーメントが一方の層に、遍歴キャリアがもう一方の層に宿る。モアレ超格子が2つの役割を別々の層に分離しているため、近藤結合・キャリア密度・バンドトポロジーを、ねじれ角・ゲート電圧・変位電場によってそれぞれ独立に調整できる。ベンジャミン・E・フェルドマン氏の併載News & Viewsが強調するとおり、これは固定された物質を、重い電子系とトポロジカル物理のための可変プラットフォームへ変えるものである。Nature Physics誌掲載。

In a conventional superconductor, the two electrons of a Cooper pair form a spin singlet, so an applied magnetic field breaks pairs and destroys superconductivity once it exceeds the Pauli limit. Spin-triplet pairing, where the pair spins are parallel, escapes that constraint and is far more robust against field — and, because a triplet order parameter has internal structure, such states are candidates for hosting topological superconductivity and Majorana modes. Confirmed bulk triplet superconductors remain rare.

S. Y. Frank Zhao, Paul M. Neves and Joseph G. Checkelsky's group showed that BaTa₂S₅ — a natural superlattice of alternating TaS₂ and Ba₂TaS₄ layers — hosts a triplet superconducting phase at high magnetic field. The notable feature is that this phase emerges out of a separate, more conventional superconducting state as the field is raised: the material passes from one pairing symmetry to another within a single sample, so the two can be compared directly without changing chemistry or device. Published in Nature Physics.

従来型の超伝導体では、クーパー対を成す2つの電子がスピン一重項を組む。したがって磁場を印加するとパウリ極限を超えた時点で対が破壊され、超伝導は消失する。対のスピンが平行に揃うスピン三重項対形成はこの制約を免れ、磁場に対してはるかに頑健である。さらに三重項の秩序変数は内部構造をもつため、こうした状態はトポロジカル超伝導やマヨラナ模を宿す候補となる。確認されたバルクの三重項超伝導体は依然として稀少である。

S・Y・フランク・チャオ氏、ポール・M・ネヴェス氏、ジョセフ・G・チェッケルスキー氏らのグループは、TaS₂層とBa₂TaS₄層が交互に積層した天然の超格子であるBaTa₂S₅が、強磁場下で三重項超伝導相を示すことを明らかにした。特筆すべきは、この相が磁場の上昇に伴って、それとは別のより従来型に近い超伝導状態の「中から」立ち現れる点である。すなわち単一試料の内部で対形成の対称性が一方から他方へと移り変わるため、化学組成やデバイスを変えることなく両者を直接比較できる。Nature Physics誌掲載。

The second law is a statement about entropy production, but in small systems entropy production is a fluctuating quantity rather than a fixed number, and measuring it experimentally is hard. It is even harder when the dynamics are non-Markovian: if the system retains memory of its past interaction with the environment, the standard stochastic-thermodynamics bookkeeping that assumes memoryless baths no longer applies, and the information dissipated into those memory correlations has to be accounted for separately.

Yuejun Shen, Chutian Chen and Aaron M. Lindenberg's group visualized dissipation in real time in a time-dependently driven, non-Markovian quantum-dot blinking process — the intermittent fluorescence familiar from single quantum dots, here used as a directly observable stochastic trajectory. Because the blinking record is the trajectory, entropy production and information dissipation can be extracted from measurement rather than reconstructed from a model. Paul Eastham's accompanying News & Views, "Dots of entropy," places the work as a nanoscale test of how irreversibility and relaxation to equilibrium actually proceed when memory effects are present.

熱力学第二法則はエントロピー生成についての言明であるが、微小系においてエントロピー生成は固定値ではなく揺らぐ量であり、実験的に測定するのは難しい。ダイナミクスが非マルコフ的である場合、難度はさらに上がる。系が環境との過去の相互作用の記憶を保持していると、無記憶な熱浴を仮定する標準的な確率熱力学の帳簿はもはや適用できず、その記憶相関へ散逸した情報を別途勘定に入れねばならない。

沈越軍（Yuejun Shen）氏、陳楚天（Chutian Chen）氏、アーロン・M・リンデンバーグ氏らのグループは、時間依存的に駆動された非マルコフ的な量子ドットのブリンキング（点滅）過程において、散逸を実時間で可視化した。単一量子ドットでおなじみの断続的な蛍光を、直接観測可能な確率的軌道として用いたのである。点滅の記録がそのまま軌道であるため、エントロピー生成と情報散逸をモデルから再構成するのではなく、測定から抽出できる。ポール・イーストハム氏の併載News & Views「Dots of entropy」は、本研究を、記憶効果が存在するときに不可逆性と平衡への緩和が実際にどう進むのかを問うナノスケールの検証と位置づけている。

Hexagonal diamond, or lonsdaleite, is the wurtzite-structured polymorph of carbon: the same tetrahedral sp³ bonding as ordinary cubic diamond, but with a different stacking sequence. Since its identification in meteorite material in the 1960s, essentially every sample has been a nanoscale, defect-laden intergrowth with cubic diamond, which meant that claims about its properties — including predictions that it is harder than cubic diamond — could never be tested on a clean specimen.

Shoulong Lai, Xigui Yang and Chongxin Shan's team synthesized millimetre-sized, phase-pure hexagonal diamond by compressing highly oriented pyrolytic graphite at high pressure and temperature. Using an already-aligned graphite precursor is what makes the product single-phase: the starting stacking order constrains which transformation pathway the carbon can take. Beyond finally enabling direct measurement of the material's hardness and electronic properties, the work provides direct evidence about the graphite-to-diamond transformation pathway itself — a mechanism debated since the first high-pressure diamond syntheses. Published in Nature.

六方晶ダイヤモンド、すなわちロンズデーライトは、炭素のウルツ鉱型多形である。通常の立方晶ダイヤモンドと同じ四面体sp³結合をもちながら、積層順序が異なる。1960年代に隕石物質中で同定されて以来、得られる試料は事実上すべてが立方晶ダイヤモンドとの、欠陥だらけのナノスケール共生体だった。そのため、立方晶より硬いという予測を含め、この物質の性質に関する主張を清浄な試料で検証することは不可能だった。

頼守龍（Shoulong Lai）氏、楊西貴（Xigui Yang）氏、単崇新（Chongxin Shan）氏らのチームは、高配向熱分解グラファイト（HOPG）を高圧・高温で圧縮することにより、ミリメートルサイズの単相六方晶ダイヤモンドを合成した。あらかじめ配向したグラファイトを前駆体に使うことが単相化の鍵である——出発時の積層秩序が、炭素の取りうる変態経路を制約するからだ。硬度や電子物性の直接測定をようやく可能にしたことに加え、本研究はグラファイト→ダイヤモンド変態の経路そのものについても直接的な証拠を与える。これは最初の高圧ダイヤモンド合成以来、議論が続いてきた機構である。Nature誌掲載。

Quantum sensing inside cells has so far relied on introduced hardware: nitrogen-vacancy centres in nanodiamonds, for instance, deliver excellent magnetic and thermal sensitivity but must be physically inserted, cannot be targeted to a specific protein complex, and are foreign objects that the cell may sequester or reject. A sensor the cell builds for itself would remove all three problems at once.

Nature surveyed the emerging effort to give fluorescent proteins a quantum upgrade, so that their optical output reports on spin states rather than only on concentration or conformation. Because such a sensor is genetically encoded, it can be expressed in a chosen cell type and fused to a chosen protein, putting the measurement exactly where the biology happens. The March 2026 demonstration of magnetic resonance control of radical pairs in living C. elegans, also in this archive, is the experimental counterpart to this survey: it shows the readout channel working in a whole animal. Together they mark the point at which quantum sensing in biology stops requiring foreign hardware.

細胞内の量子センシングはこれまで、外部から導入するハードウェアに依存してきた。たとえばナノダイヤモンド中の窒素–空孔（NV）中心は優れた磁場・温度感度をもたらすが、物理的に挿入せねばならず、特定のタンパク質複合体を狙って配置することができず、しかも細胞が隔離あるいは排除しうる異物である。細胞が自ら作るセンサーであれば、この3つの問題が一度に解消する。

Nature誌は、蛍光タンパク質に「量子的なアップグレード」を施し、その光学出力が濃度や立体構造だけでなくスピン状態を報告するようにする、新興の取り組みを概観した。この種のセンサーは遺伝子にコードされているため、任意の細胞種で発現させ、任意のタンパク質に融合させることができる。すなわち測定を、生物学が実際に起きているまさにその場所に置ける。本アーカイブに併録した、生きた線虫におけるラジカル対の磁気共鳴制御（2026年3月）は、この概観に対する実験的な対応物であり、読み出しチャネルが個体レベルで機能することを示している。両者を合わせると、生物学における量子センシングが異物ハードウェアを要求しなくなる転換点が見えてくる。

Peeling tape from a roll produces a distinctive high-pitched screech, and the noise is not incidental — it is a direct acoustic signature of how the adhesive fails. Peeling is not smooth: the adhesive layer separates in a stick-slip sequence of rapid micro-fractures, and the same instability governs how much force the peel requires and how cleanly the tape releases.

Nature highlighted work attributing the sound to weak shock waves triggered by micro-cracks in the adhesive layer. Each rapid crack event launches a pressure disturbance, and the accumulated train of these disturbances is the audible screech. The interest is not the noise itself but what it encodes: the acoustic emission is a non-contact record of crack timing and speed in a soft, dissipative material where direct imaging is difficult. The same reasoning connects to the March 2026 result on liquids fracturing like solids, also in this archive — both concern how fracture mechanics carries over to materials that are not brittle solids.

ロールから粘着テープを剥がすと、特徴的な甲高い音が鳴る。この音は副産物ではなく、接着がどのように破壊されているかの直接的な音響的署名である。剥離は滑らかには進まない——接着層はスティックスリップ的な高速微小破壊の連続として分離し、同じ不安定性が、剥離に要する力の大きさと、テープがどれだけ清浄に剥がれるかを支配している。

Nature誌は、この音を接着層内の微小亀裂が引き起こす弱い衝撃波に帰する研究を紹介した。個々の高速な亀裂イベントが圧力擾乱を放ち、その擾乱の連なりが可聴の「キーッ」という音になる。興味深いのは音そのものではなく、音が符号化している情報である。この音響放出は、直接撮像が難しい柔らかく散逸的な材料における、亀裂のタイミングと速度の非接触記録になっている。同じ論理は、本アーカイブに収録した2026年3月の「液体が固体のように破壊する」という結果ともつながる——いずれも、破壊力学が脆性固体でない材料へどう持ち越されるかという問題だからである。

The quantum Hall effect (von Klitzing, 1980, in Würzburg) and the quantum spin Hall effect (first demonstrated experimentally by Molenkamp's group at Würzburg in 2006) both protect charge carriers from scattering by topology. Carrying that protection over to light is attractive for optical information processing, but photons are neutral and feel no magnetic field, so an artificial gauge field must be engineered instead.

Sebastian Klembt's group at the ctd.qmat Cluster of Excellence (Würzburg), with international collaborators, used exciton-polaritons — hybrid light–matter quasiparticles in a semiconductor microcavity — arranged in a designed lattice to realize a Hofstadter ladder with synthetic gauge fields and a synthetic dimension. In this hybrid quantum material the polarization of light itself can act as an information carrier, and the topologically protected transport of the electronic quantum Hall and spin Hall effects appears in optical form. The authors point to topological polariton lasers, spin-based transistors and optical information processing as targets. Published in Nature Communications.

量子ホール効果（1980年、ヴュルツブルクでのフォン・クリッツィングによる発見）と量子スピンホール効果（2006年、同じくヴュルツブルクのモーレンカンプ教授グループが世界初の実験的実証）は、いずれもトポロジーによって電荷キャリアを散乱から保護する。この保護を光に移植できれば光情報処理に有用だが、光子は中性で磁場を感じないため、代わりに「人工ゲージ場」を設計する必要がある。

ヴュルツブルクの卓越クラスター ctd.qmat のゼバスティアン・クレムト教授グループは、国際共同研究チームとともに、半導体マイクロキャビティ中の光と物質の複合準粒子である励起子ポラリトンを設計された格子に配置し、合成ゲージ場と合成次元をもつ「ホフスタッター梯子（Hofstadter ladder）」を実現した。このハイブリッド量子物質では光の偏光そのものが情報の担い手となりうるほか、電子系の量子ホール効果・スピンホール効果におけるトポロジカルに保護された輸送が光学的な形で現れる。著者らはトポロジカル・ポラリトンレーザー、スピンベースのトランジスタ、光情報処理を応用先として挙げている。成果はNature Communications誌に掲載。

When uranium or thorium impurities in a mineral undergo spontaneous fission, the fragments leave nanometre-scale trails of structural damage — fission tracks — which geologists use for dating and thermal-history reconstruction and which matter for the design of materials to encapsulate radioactive waste. Such tracks had long been assumed to have circular cross-sections.

Working at the ANU Heavy Ion Accelerator Facility, a team including PhD researcher Wierbik created artificial tracks by bombarding crystals with 185 MeV gold ions, then measured them by synchrotron small-angle X-ray scattering with the crystals mounted so they could be rotated about their crystallographic axes — a demanding alignment. In apatite (hexagonal) and α-quartz the cross-sections were round only when the track ran parallel to the c-axis; perpendicular to it they were elliptical, flattened along c. Wierbik's hypothesis was that the anisotropic Young's modulus was responsible, both crystals being stiffer along c. The decisive test came from tourmaline, a trigonal crystal whose stiffness anisotropy is reversed: there the perpendicular tracks were again elliptical but widened along c — exactly the opposite sense, as predicted. It is the first measurement with enough resolution to resolve track shape, and it ties track morphology directly to elastic anisotropy.

鉱物中のウランやトリウムの不純物が自発核分裂を起こすと、その破片はナノメートルスケールの構造損傷の軌跡——フィッション・トラック（核分裂飛跡）——を残す。地質学者はこれを年代測定や熱history復元に用いており、放射性廃棄物を封じ込める材料の設計にも関わる。こうしたトラックの断面は、長らく円形だと想定されてきた。

オーストラリア国立大学（ANU）の重イオン加速器施設で、博士課程研究者ウィアビク氏を含むチームが、185 MeVの金イオンを結晶に照射して人工的なトラックを作り、結晶を結晶軸まわりに回転できるようマウントしたうえでシンクロトロン小角X線散乱（SAXS）により測定した。極めて難度の高いアライメントである。六方晶のアパタイトとα石英では、トラックがc軸に平行なときのみ断面は円形で、c軸に垂直なときは楕円——c軸方向に扁平——になっていた。ウィアビク氏の仮説は、ヤング率の異方性が原因だというもので、両結晶ともc軸方向のほうが硬い。決定的な検証は、硬さの異方性が逆転している三方晶のトルマリンで行われた。予想どおり、垂直方向のトラックはやはり楕円だったが、今度はc軸方向に「広がって」おり、まったく逆の傾向を示した。トラックの形状を分解できるだけの分解能で測定した初の例であり、飛跡の形態を弾性異方性に直接結びつけた成果である。

Diesel engines remain dominant in freight, agriculture and stationary generation, and their exhaust is a major source of nitrogen oxides and particulate matter. Aftertreatment such as selective catalytic reduction and particulate filters is effective but costly, and retrofitting older engines is often impractical.

A review by Chukwuemeka F. Nnadozie and colleagues surveys the international literature on water-in-diesel emulsion (WiDE), in which surfactants disperse fine water droplets through the fuel — properly formulated blends staying stable for up to about 60 days. On injection and ignition, the trapped water flashes to vapour inside each fuel droplet, producing a "micro-explosion" that shatters the droplet into much finer fragments and dramatically improves fuel–air mixing; simultaneously, the water's heat of vaporization lowers peak combustion temperature. The two effects work in opposite directions on the usual NOx–soot trade-off: lower peak temperature suppresses thermal NOx while better mixing suppresses soot. Across the studies reviewed, NOx fell by as much as 67% and particulate matter by up to 68%, with efficiency maintained or improved — and, importantly, without redesigning the engine. Published in Carbon Research; highlighted 13 March 2026.

ディーゼルエンジンは貨物輸送・農業・定置発電で依然として主力であり、その排気は窒素酸化物（NOx）と粒子状物質（PM）の主要な発生源である。選択触媒還元（SCR）や粒子フィルタなどの後処理は有効だが高コストで、旧型エンジンへの後付けは現実的でないことが多い。

チュクウェメカ・F・ンナドジー氏らのレビュー論文は、界面活性剤で微細な水滴を燃料中に分散させる「水／軽油エマルション（WiDE）」に関する国際的な研究を総覧している。適切に配合されたエマルションは約60日間安定を保つという。噴射・着火時、燃料液滴内部に閉じ込められた水が瞬時に気化し、「マイクロ爆発」を起こして液滴をはるかに細かく破砕し、燃料と空気の混合を劇的に改善する。同時に、水の気化熱が燃焼のピーク温度を下げる。この2つの効果は、通常はトレードオフの関係にあるNOxと煤の双方に対して同時に有利に働く——ピーク温度低下がサーマルNOxを抑え、混合改善が煤を抑える。レビュー対象の研究群では、NOxが最大67%、粒子状物質が最大68%減少し、しかも効率は維持または向上した。何よりエンジンの再設計を必要としない点が重要である。Carbon Research誌掲載、2026年3月13日に紹介された。

Since the 1970s the global mean surface temperature has risen at a fairly steady rate of about 0.2 °C per decade. Recent record-hot years prompted debate over whether the pace had increased, but natural fluctuations — El Niño/La Niña, volcanic eruptions and the solar cycle — inject enough noise that no analysis had been able to establish an acceleration at a statistically significant level.

Grant Foster and Stefan Rahmstorf (Potsdam Institute for Climate Impact Research) applied the noise-removal method they introduced in 2011: estimate and subtract the contributions of ENSO, volcanic aerosols and solar variability from the temperature record, then examine the residual trend. Across all five major global temperature datasets — including those from NASA and NOAA, and including the record years 2023 and 2024 — the adjusted data reveal a near-doubling of the warming rate to roughly 0.35 °C per decade beginning around 2015, robust to the choice of statistical method and significant at better than 98%. That makes the past decade the fastest-warming since instrumental records began in 1880. The authors note that the leading candidate explanation is reduced aerosol cooling as emissions controls have tightened, with anthropogenic effective radiative forcing rising roughly 50% since 2000, though aerosol observations remain uncertain. Published in Geophysical Research Letters.

1970年代以降、世界平均地上気温は10年あたり約0.2℃という、比較的一定した率で上昇してきた。近年の記録的猛暑年を受けてペースが速まったのではないかという議論が起きたが、エルニーニョ／ラニーニャ、火山噴火、太陽活動周期といった自然変動が大きなノイズをもたらすため、統計的に有意な加速を確立できた解析はこれまで存在しなかった。

ポツダム気候影響研究所（PIK）のグラント・フォスター氏とシュテファン・ラームストーフ氏は、2011年に自ら提案した除去手法を適用した。気温記録からENSO・火山エアロゾル・太陽変動の寄与を推定して差し引き、残差トレンドを調べるというものである。NASAとNOAAのものを含む主要5データセットすべてで、また記録的な2023年・2024年を含めた上で、補正後のデータは2015年頃を境に温暖化率がほぼ倍増し10年あたり約0.35℃に達したことを示した。この結果は統計手法の選択に対して頑健で、98%を超える有意水準である。つまり直近の10年は、1880年に器械観測が始まって以来もっとも急速に温暖化した10年ということになる。著者らは、最有力の説明が排出規制強化に伴うエアロゾルの冷却効果の減少であり、人為起源の実効放射強制力（ERF）のトレンドが2000年以降およそ50%増加していることを挙げつつ、エアロゾル観測にはなお不確実性が残ると述べている。Geophysical Research Letters誌に掲載。

The Chern number is a topological invariant — an integer characterizing the global structure of a material's electronic bands — and it fixes the sign and quantization of the anomalous Hall response. Because it is topological, it is normally regarded as something one sets by fabrication, doping or a magnetic field, not something one switches on demand.

Ol'ga Huber, Tomasz Smoleński, Ataç Imamoğlu and colleagues at the University of Basel and ETH Zurich, working with Xiaodong Xu's group and NIMS, showed that a pulse of laser light can reverse the magnetization of a ferromagnetic moiré material and, with it, flip the sign of the topological Chern number — establishing optical, all-light control over a topological invariant. Because the switching is done with light rather than current or external field, it points toward reconfigurable electronic circuits and topological devices addressed optically, and toward ultrafast control of quantum anomalous Hall states. Published in Nature.

チャーン数はトポロジカル不変量——物質の電子バンドの大域的構造を特徴づける整数——であり、異常ホール応答の符号と量子化を決定する。トポロジカルであるがゆえに、通常は作製時の設計、ドーピング、あるいは磁場によって「設定するもの」であって、任意のタイミングで切り替えられるものとは考えられてこなかった。

バーゼル大学とチューリッヒ工科大学（ETHZ）のオルガ・フーバー氏、トマシュ・スモレンスキ氏、アタチ・イマモグル教授らは、シュー・シャオドン（許暁棟）氏のグループおよび物質・材料研究機構（NIMS）と共同で、レーザー光のパルスによって強磁性モアレ物質の磁化を反転させ、それに伴ってトポロジカルなチャーン数の符号を反転できることを示した。トポロジカル不変量に対する光学的な——完全に光のみによる——制御を確立した成果である。電流や外部磁場ではなく光でスイッチングするため、光でアドレスされる再構成可能な電子回路やトポロジカル素子、さらには量子異常ホール状態の超高速制御への道が開ける。成果はNature誌に掲載。

Converting captured CO₂ into methanol — a liquid fuel and a bulk chemical feedstock — normally relies on catalysts made of metal clusters or nanoparticles, in which only a fraction of the atoms actually sit at active sites. Indium oxide catalysts work but need high loadings and lose activity over time.

A team led by Javier Pérez-Ramírez at ETH Zurich, with Núria López's group and collaborators, instead anchored isolated indium atoms on hafnium oxide (hafnia, HfO₂). Spectroscopic and microscopic characterization plus first-principles calculations show that each single indium atom is itself the active site, with the hafnia support stabilizing it and tuning its electronic structure. The result is markedly higher methanol productivity per indium atom than conventional indium-oxide catalysts, along with improved stability. Beyond the specific reaction, it is a clean demonstration that single-atom catalysis can outperform nanoparticle catalysis in an industrially relevant thermocatalytic process. Published in Nature Nanotechnology.

回収したCO₂を、液体燃料であり基幹化学原料でもあるメタノールへ変換する反応は、通常、金属クラスターやナノ粒子からなる触媒に依存している。しかしその場合、実際に活性点として働く原子はごく一部にすぎない。酸化インジウム触媒は機能するものの、高い担持量を必要とし、経時的に活性が低下するという課題があった。

チューリッヒ工科大学（ETHチューリッヒ）のハビエル・ペレス＝ラミレス教授が率いるチームは、ヌリア・ロペス氏のグループらと共同で、孤立したインジウム原子を酸化ハフニウム（ハフニア、HfO₂）上に固定した。分光・顕微解析と第一原理計算から、単原子のインジウムそのものが活性点として働き、ハフニア担体がそれを安定化しつつ電子状態を調整していることが示された。その結果、従来の酸化インジウム触媒に比べてインジウム原子あたりのメタノール生成量が大幅に向上し、安定性も改善した。特定の反応にとどまらず、工業的に重要な熱触媒プロセスにおいて単原子触媒がナノ粒子触媒を上回りうることを明快に示した成果である。Nature Nanotechnology誌に掲載。

Resonant inelastic X-ray scattering (RIXS) is one of the most informative probes of how high-capacity lithium-excess (Li-rich) cathode materials degrade during cycling, because it is sensitive to the oxygen redox chemistry believed to drive voltage fade. Its practical value has been limited, however, by the difficulty of simulating RIXS spectra accurately: the strongly correlated electronic states involved are largely out of reach for classical methods.

Xanadu Quantum Technologies, working with the University of Toronto and Canada's National Research Council under the NRC's Applied Quantum Computing Challenge programme, published a preprint describing quantum algorithms for RIXS spectra together with a detailed resource analysis. For a classically hard test case — the structures predicted to form in Li-rich NMC (nickel–manganese–cobalt) cathode active materials — the algorithm is estimated to need fewer than 500 logical qubits, within the range expected for early utility-scale fault-tolerant quantum computers. The work is a resource-estimation and algorithm-design study rather than a hardware demonstration, but it puts a concrete, industrially motivated target on the fault-tolerant roadmap.

共鳴非弾性X線散乱（RIXS）は、高容量のリチウム過剰（Li-rich）正極材料がサイクル中にどう劣化するかを調べる最も情報量の多い手法の一つである。電圧低下（voltage fade）を引き起こすとされる酸素レドックス化学に敏感だからだ。しかし実用価値は、RIXSスペクトルを正確にシミュレートすることの難しさに制限されてきた。関与する強相関電子状態は、古典的手法ではほぼ手が届かない。

ザナドゥ・クアンタム・テクノロジーズ（Xanadu）は、トロント大学およびカナダ国立研究会議（NRC）と、NRCの「応用量子計算チャレンジ」プログラムの一環として共同研究を行い、RIXSスペクトル計算のための量子アルゴリズムと詳細な計算資源評価をプレプリントとして公開した。古典的に困難なテストケース——Li-rich NMC（ニッケル・マンガン・コバルト）正極活物質中に生じると予測される構造——について、必要な論理量子ビットは500個未満と見積もられた。これは初期の実用規模フォールトトレラント量子コンピュータで想定される範囲に収まる。ハードウェア実証ではなく資源見積もりとアルゴリズム設計の研究だが、耐故障量子計算のロードマップ上に具体的かつ産業的動機のある目標を置いた点に意義がある。

Poly(heptazine imide)s (PHIs) are a promising class of carbon-nitride photocatalysts: they absorb visible light and can drive hydrogen production, CO₂ conversion and hydrogen peroxide synthesis. Their properties can be tuned by exchanging the counter-ions held in the framework, but the space of possible ion-exchanged variants is large and it had not been clear how those substitutions shift the electronic and optical behavior.

A team led from the Center for Advanced Systems Understanding (CASUS) at Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, with the Max Planck Institute of Colloids and Interfaces, applied first-principles many-body perturbation theory (GW-type quasiparticle and Bethe–Salpeter-level treatments) to derive a reliable, reproducible protocol for predicting band edges and optical gaps across the PHI family, and validated the predictions against measurements. The result is a theory-guided screening route for photocatalyst discovery rather than trial-and-error synthesis. Published in the Journal of the American Chemical Society.

ポリ（ヘプタジンイミド）（PHI）は、可視光を吸収し、水素製造・CO₂変換・過酸化水素合成といった反応を駆動できる有望な炭素窒化物系光触媒である。骨格中に保持される対イオンを交換することで性質を調整できるが、イオン交換体の候補空間は広大で、置換が電子的・光学的挙動をどう変えるかは十分に理解されていなかった。

ヘルムホルツ・ツェントルム・ドレスデン・ロッセンドルフ（HZDR）の先端システム理解センター（CASUS）が率いるチームは、マックス・プランク・コロイド界面研究所と共同で、第一原理の多体摂動論（GW型の準粒子計算およびベーテ・サルピーター方程式レベルの取り扱い）を適用し、PHIファミリー全体にわたるバンド端と光学ギャップを予測する信頼性・再現性のある手順を確立した。予測は実測によって検証されている。試行錯誤的な合成ではなく、理論主導で光触媒を探索する道筋を示した成果である。Journal of the American Chemical Society誌に掲載。

Osmotic or "blue" energy harvests the voltage that appears when ions from seawater migrate through an ion-selective membrane toward fresh water. The field has been stuck on a trade-off: membranes that pass ions quickly are poorly selective, while highly selective membranes pass ions too slowly, and maintaining charge separation and mechanical robustness has kept most systems experimental.

Aleksandra Radenovic's Laboratory for Nanoscale Biology at EPFL, with the Interdisciplinary Centre for Electron Microscopy, combined scalable semiconductor microfabrication — stalactite-shaped nanopores etched in a silicon-nitride membrane — with a self-assembled lipid bilayer coating formed from liposomes inside the nanoconfined pores. The lipid layer acts as a liquid-like lubricant that raises the slip length, so selected ions slide through with far less friction while the pore stays highly charged and selective. Optimizing charge and slip length together, the device reached an overall power density of roughly 15 W m⁻² under conditions replicating real seawater/river-water salinities — about two to three times current technologies. Published in Nature Energy (16 February 2026); ScienceDaily featured the work on 9 March 2026.

浸透圧発電（ブルーエネルギー）は、海水中のイオンがイオン選択性膜を通って淡水側へ移動する際に生じる電圧を利用する。この分野は長らくトレードオフに縛られてきた。イオンを速く通す膜は選択性が低く、選択性の高い膜はイオンの流れが遅すぎる。加えて電荷分離の維持や機械的頑健性の問題から、多くの系は実験段階にとどまっていた。

スイス連邦工科大学ローザンヌ校（EPFL）のアレクサンドラ・ラデノヴィッチ教授率いるナノスケール生物学研究室（LBEN）は、学際電子顕微鏡センター（CIME）と共同で、スケーラブルな半導体微細加工——窒化ケイ素膜に刻んだ鍾乳石（スタラクタイト）状のナノ細孔——と、リポソームからナノ閉じ込め空間内で自己組織化する脂質二重層コーティングを組み合わせた。脂質層は液体的な潤滑剤としてはたらいてスリップ長を増大させ、細孔が高い電荷と選択性を保ったまま、選ばれたイオンが摩擦をほとんど受けずに滑り抜ける。電荷とスリップ長を同時に最適化した結果、実際の海水／河川水の塩分濃度を再現した条件で全体の出力密度は約15 W/m²に達した。既存技術の約2〜3倍である。Nature Energy誌に2026年2月16日掲載、ScienceDailyが2026年3月9日に紹介した。

All-solid-state batteries depend on solid electrolytes in which ions move almost as freely as in a liquid — so-called superionic conduction. Finding such materials has meant extensive synthesis and testing, because standard simulations struggle to represent the disordered, high-temperature conditions in which ions move most freely, and there was no simple experimental signature to look for.

Manuel Grumet, Waldemar Kaiser, David A. Egger and colleagues (Technical University of Munich and collaborators) built a machine-learning pipeline that predicts Raman spectra from molecular-dynamics trajectories at a fraction of the usual cost. Applied across candidate solid electrolytes, it identified a distinctive low-frequency Raman feature that appears when rapid ion motion temporarily disrupts the surrounding lattice — a direct spectroscopic marker of fast, liquid-like ionic conduction. Because Raman spectroscopy is a routine, non-destructive laboratory measurement, the finding gives experimentalists a fast screening handle for superionic candidates. Published in AI for Science.

全固体電池は、イオンが液体中とほぼ同じくらい自由に動く固体電解質——いわゆる超イオン伝導体——に依存している。しかしそうした材料の探索は、大量の合成と試験を要してきた。標準的なシミュレーションは、イオンが最も自由に動く「乱れた高温状態」を正確に表現するのが苦手であり、また目印となる単純な実験的シグネチャーも存在しなかったためである。

ミュンヘン工科大学（TUM）のマヌエル・グルメット氏、ヴァルデマー・カイザー氏、ダーヴィト・A・エガー氏らは、分子動力学の軌跡からラマンスペクトルを従来のごく一部の計算コストで予測する機械学習パイプラインを構築した。候補となる固体電解質群に適用したところ、急速なイオン運動が周囲の格子を一時的に乱すときに現れる特徴的な低周波ラマンピークを同定した。これは高速な「液体的」イオン伝導を直接示す分光学的マーカーである。ラマン分光は日常的かつ非破壊の測定であるため、超イオン伝導体候補を素早くスクリーニングする実験的な手がかりを与えることになる。AI for Science誌に掲載。

The mid-infrared (roughly 3–8 µm) is where molecules have their strongest vibrational fingerprints, making it valuable for gas sensing, thermal imaging and spectroscopy — but compact, cheap mid-IR light sources remain scarce, since conventional epitaxial devices are expensive to fabricate.

Augustin Caillas, Xingyu Shen and Philippe Guyot-Sionnest at the University of Chicago placed n-doped HgSe/CdS colloidal quantum dots — which emit through intraband (not interband) transitions around 5 µm — inside plasmonic bowtie nanoantenna cavities. The Purcell effect from the cavity dramatically accelerates the radiative rate relative to the fast non-radiative intraband relaxation that normally quenches such emitters, giving roughly a 270-fold improvement in emission efficiency and a power conversion efficiency of about 5–6.8% at 5 µm — among the most efficient mid-infrared LEDs made from any material. Guyot-Sionnest notes the architecture works specifically because of the quantum mechanics of intraband transitions in the dots. Published in Nature Photonics (24 February 2026); the University of Chicago highlighted the work in early March 2026.

中赤外（おおむね3〜8 µm）は分子の振動指紋が最も強く現れる波長域であり、ガスセンシング、熱イメージング、分光に有用である。しかし従来のエピタキシャル成長素子は製造コストが高く、小型で安価な中赤外光源は依然として乏しい。

シカゴ大学のオーギュスタン・カイヤ氏、シェン・シンユー（沈星宇）氏、フィリップ・ギヨ＝シオネスト教授は、波長5 µm付近でバンド内（インターバンドではなくイントラバンド）遷移により発光するnドープHgSe/CdSコロイド量子ドットを、プラズモニックな「ボウタイ型」ナノアンテナ共振器の中に配置した。共振器によるパーセル効果が輻射レートを劇的に加速し、通常こうした発光体を消光させてしまう高速な非輻射的バンド内緩和に打ち勝つ。その結果、発光効率は約270倍に向上し、5 µmでの電力変換効率は約5〜6.8%に達した。材料を問わず、これまでに作られた中赤外LEDの中でも最高効率の部類である。ギヨ＝シオネスト氏は、この構成が機能するのはひとえに量子ドットのバンド内遷移という量子力学的性質のおかげだと述べている。Nature Photonics誌に2026年2月24日掲載、シカゴ大学は2026年3月初旬に成果を紹介した。

Inverted perovskite solar cells, built on self-assembled monolayer hole-transport layers, are attractive for low-cost scalable manufacturing but have been held back by defects at the "buried interface" — the bottom of the perovskite film, where interfacial voids, nanogrooves and electronic traps form during solution processing and quietly erode both efficiency and stability.

Xiuhong Sun, Shuping Pang, Yuanyuan Zhou and colleagues (Chinese Academy of Sciences and collaborators) pre-seeded the substrate with low-dimensional halide crystal solvates (PDPbI₄·DMSO). These nanoseeds guide wetting of the precursor solution on the self-assembled monolayer and enable lattice-confined solvent annealing at the film bottom, suppressing voids and nanogrooves, while solvate-derived halide compounds passivate electronic defects and shift the interfacial energetics to favor hole extraction. Small cells reached 26.13% power conversion efficiency; combined with slot-die coating, a 49.91 cm² mini-module reached 23.15%, with under 3% loss on scaling — a narrower cell-to-module gap than most previous reports. Published in Nature Synthesis.

自己組織化単分子膜（SAM）を正孔輸送層に用いる反転型ペロブスカイト太陽電池は、低コストかつスケーラブルな製造に適するが、「埋没界面（buried interface）」——溶液プロセス中にペロブスカイト膜の底部に生じる界面ボイド、ナノ溝、電子的トラップ——によって効率と安定性が静かに損なわれるという問題を抱えてきた。

中国科学院らのスン・シウホン（孫秀紅）氏、パン・シューピン（龐盛萍）氏、ジョウ・ユエンユエン（周園園）氏らは、低次元ハライド結晶溶媒和物（PDPbI₄·DMSO）を基板にあらかじめ「種まき（プレシーディング）」した。これらのナノ種は、SAM上での前駆体溶液の濡れをナノ構造で誘導し、膜底部での格子閉じ込め型の溶媒アニールを可能にしてボイドとナノ溝を抑制する。同時に、溶媒和物由来のハライド化合物が電子欠陥をパッシベーションし、界面のエネルギー準位を正孔抽出に有利な方向へシフトさせる。小面積セルで26.13%の電力変換効率を達成し、スロットダイ塗布と組み合わせた 49.91 cm² のミニモジュールでも23.15%を実現。スケールアップに伴う損失は3%未満で、従来報告の多くより小さいセル・モジュール間ギャップである。Nature Synthesis誌に掲載。

A team led by Marina S. Leite at UC Davis, with Maksym Kovalenko's group, has shown that halide perovskite crystals undergo large, fully reversible changes in shape when illuminated — a photomechanical response known as photostriction that is essentially absent in conventional semiconductors such as silicon or GaAs. The lattice distorts under light and snaps back when the light is removed.

Crucially, the magnitude and sign of the distortion can be tuned by the intensity and the wavelength (color) of the illumination, meaning the same crystal can be programmed optically rather than by changing its composition. Because halide perovskites are already central to next-generation photovoltaics and LEDs, light-induced lattice distortion is a double-edged result: it is a potential source of operational instability in solar cells, but also a route to light-driven actuators, optomechanical devices and strain-tunable optoelectronics. Published in Advanced Materials.

カリフォルニア大学デービス校のマリーナ・S・ライテ氏らがマクシム・コヴァレンコ氏のグループと共同で、ハライドペロブスカイト結晶が光照射によって大きく、かつ完全に可逆的に形を変えることを示した。これは「光歪（フォトストリクション）」と呼ばれる光機械応答で、シリコンやGaAsなど従来の半導体ではほとんど見られない。光を当てると格子が歪み、光を切ると元に戻る。

重要なのは、歪みの大きさと符号を照射光の強度と波長（色）で調整できる点である。組成を変えることなく、同じ結晶を光学的に「プログラム」できることを意味する。ハライドペロブスカイトはすでに次世代太陽電池やLEDの中心材料であるため、この結果は両刃の剣でもある——太陽電池における動作不安定性の潜在的な原因である一方、光駆動アクチュエータ、オプトメカニカル素子、ひずみ可変オプトエレクトロニクスへの道でもある。成果はAdvanced Materials誌に掲載された。

Powerful radiation from an actively accreting supermassive black hole is known to reshape its own host galaxy. A study led by Yongda Zhu at the University of Arizona now finds evidence that it can reach much further: quasar radiative feedback appears to suppress galaxy growth on intergalactic scales at redshift z = 6.3, when the universe was under a billion years old.

Galaxies near luminous early quasars turn out to be fainter or fewer than expected, consistent with the quasar's ultraviolet output heating and ionizing gas in neighboring systems and choking off their star formation. Zhu describes the picture as a "galaxy ecosystem": rather than evolving in isolation, galaxies separated by millions of light-years can influence one another, and quasar environments must be interpreted with that coupling in mind. The paper appeared in The Astrophysical Journal Letters; the University of Arizona highlighted the result in March 2026.

活発に降着する超大質量ブラックホールからの強力な放射が、母銀河そのものを作り変えることは知られていた。アリゾナ大学のヨンダ・ジュー（朱永達）氏らの研究は、その影響がはるかに遠くまで及びうる証拠を示した。赤方偏移 z = 6.3——宇宙が誕生から10億年に満たなかった時代——において、クエーサーの放射フィードバックが銀河間スケールで銀河の成長を抑制しているように見えるという。

明るい初期クエーサーの近傍にある銀河は、予想より暗い、あるいは数が少ないことが判明した。これはクエーサーの紫外線放射が近隣の系のガスを加熱・電離し、星形成を絞め殺しているという描像と整合する。ジュー氏はこれを「銀河の生態系（galaxy ecosystem）」と表現する。銀河は孤立して進化するのではなく、数百万光年隔たった銀河どうしが影響し合いうるため、クエーサー周辺環境の解釈にはこの結合を考慮する必要がある。論文はThe Astrophysical Journal Letters誌に掲載され、アリゾナ大学が2026年3月に成果を発表した。

Researchers from the DOE-funded Quantum Science Center at Oak Ridge National Laboratory, Purdue University, the University of Illinois Urbana-Champaign, Los Alamos National Laboratory, the University of Tennessee and IBM used an IBM Quantum Heron processor to compute the energy–momentum (dynamical structure factor) spectrum of KCuF₃, a well-characterized quasi-one-dimensional quantum magnet, and compared it directly against neutron-scattering measurements from the Spallation Neutron Source at ORNL and from the Rutherford Appleton Laboratory in the UK.

The simulated and measured spectra agree closely — Los Alamos condensed-matter physicist Allen Scheie called it the most impressive match he had seen between experimental data and qubit simulation. Improved two-qubit error rates, new algorithms and hybrid quantum-classical ("quantum-centric supercomputing") workflows made the comparison possible. The result is a concrete realization of Feynman's original proposal — using a controllable quantum system to simulate another quantum system — and a benchmark showing that current processors can capture dynamical properties of real materials, not just toy models. Reported as a preprint on arXiv.

米エネルギー省が支援するオークリッジ国立研究所の量子科学センター（QSC）、パデュー大学、イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校、ロスアラモス国立研究所、テネシー大学、IBMの研究者らが、IBM Quantum Heron プロセッサを用いて、よく特徴づけられた擬一次元量子磁性体 KCuF₃ のエネルギー・運動量スペクトル（動的構造因子）を計算し、オークリッジ国立研究所の核破砕中性子源（SNS）および英ラザフォード・アップルトン研究所での中性子散乱測定と直接比較した。

シミュレーションと実測のスペクトルは高い精度で一致した。ロスアラモス国立研究所の凝縮系物理学者アレン・シャイー氏は「実験データと量子ビットシミュレーションの一致として、これまで見た中で最も印象的だ」と述べている。2量子ビットゲートの誤り率改善、新しいアルゴリズム、そして量子・古典ハイブリッド（「量子中心スーパーコンピューティング」）ワークフローがこの比較を可能にした。制御可能な量子系で別の量子系を模擬するというファインマンの当初の提案を具体的に実現した成果であり、現行のプロセッサが玩具模型ではなく実材料の動的性質を捉えられることを示すベンチマークでもある。arXivにプレプリントとして公開。

Atomically thin semiconductors such as monolayer tungsten disulfide (WS₂) host tightly bound excitons and generate new colors of light through nonlinear effects, but their extreme thinness leaves too little material for light to interact with. Conventional dielectric nanoresonators trap light inside solid silicon, which puts the strongest fields away from the surface where the monolayer actually sits.

A team including Zhuoyuan Lu, Kirill Koshelev, Yuri Kivshar and Yuerui Lu inverted the geometry: they used focused-ion-beam milling to carve subwavelength air cavities — "Mie voids" — into exfoliated flakes of the high-index material bismuth telluride (Bi₂Te₃), then transferred a continuous WS₂ monolayer across them. Strong reflection at the air–dielectric boundary confines the field inside the void and near the top surface, exactly where the monolayer is. Tuning cavity radius and depth to match the WS₂ A-exciton gave about 20× stronger photoluminescence and, when shifted to the near-infrared, about 25× stronger second-harmonic generation, versus non-resonant cavities. Far-field imaging of the second-harmonic signal also let the team visualize the localized modes directly, without near-field probes. Published in Advanced Photonics.

単層二硫化タングステン（WS₂）のような原子層半導体は、強く束縛された励起子を持ち、非線形効果で新しい色の光を生み出せるが、あまりに薄いため光と相互作用する物質量が足りない。従来の誘電体ナノ共振器はシリコンなど固体の内部に光を閉じ込めるため、最も強い電場が、単層材料が実際に置かれる表面から離れてしまうという問題があった。

陸卓遠（Zhuoyuan Lu）氏、キリル・コシェレフ氏、ユーリ・キフシャー氏、陸躍瑞（Yuerui Lu）氏らのチームは、この幾何を反転させた。集束イオンビーム加工により、高屈折率材料であるテルル化ビスマス（Bi₂Te₃）の劈開フレークに、サブ波長サイズの空気空洞——「Mieボイド」——を彫り込み、その上に連続したWS₂単層を転写した。空気と誘電体の界面での強い反射により、電場は空洞内部と上面近傍、まさに単層のある位置に集中する。空洞の半径と深さをWS₂のA励起子に合わせると、非共振な空洞に比べて発光（フォトルミネッセンス）が約20倍に、共振を近赤外へずらした場合には第二高調波発生が約25倍に増強された。さらに第二高調波の遠方場イメージングにより、近接場プローブなしで局在モードを直接可視化することにも成功している。成果はAdvanced Photonics誌に掲載。

Logical qubits — quantum information encoded redundantly across several physical qubits so that errors can be detected and corrected — had already been demonstrated in superconducting circuits, neutral atoms, trapped ions and nitrogen-vacancy centers, but not in silicon spin qubits, despite silicon's compatibility with existing chip fabrication and its long coherence times. Frequency crowding and cross-talk make the problem worse as silicon systems scale.

A team at the Shenzhen International Quantum Academy built a logical quantum processor from a phosphorus donor cluster in isotopically purified silicon, placing the donor atoms with atomic precision. Implementing the [[4,2,2]] error-detecting code, they encoded four physical qubits into two logical qubits and demonstrated the essential ingredients of fault-tolerant operation: fault-tolerant preparation of logical states, and a characterized universal gate set of logical single- and two-qubit gates. The logical T gate was realized by the gate-by-measurement method, and magic states based on it were prepared. The authors describe the work as marking the transition from physical-qubit operation to fault-tolerant logical encoding in silicon, and plan to scale up using reconfigurable donor-cluster arrays. Published in Nature Nanotechnology.

論理量子ビット——誤りを検出・訂正できるよう、複数の物理量子ビットに冗長に符号化された量子情報——は、超伝導回路、中性原子、イオントラップ、窒素空孔（NV）中心ではすでに実証されていたが、シリコンのスピン量子ビットでは実現していなかった。シリコンは既存のチップ製造技術との親和性が高く、コヒーレンス時間も長いという利点を持つ一方、系を大規模化すると周波数の混雑（frequency crowding）とクロストークが誤りを一層深刻にする。

深圳国際量子研究院（Shenzhen International Quantum Academy）のチームは、同位体濃縮シリコン中にリン（P）ドナー原子を原子精度で配置したドナークラスターから論理量子プロセッサを構築した。誤り検出符号 [[4,2,2]] を実装し、4個の物理量子ビットを2個の論理量子ビットに符号化。フォールトトレラントな論理状態の準備と、論理1量子ビットゲート・2量子ビットゲートからなるユニバーサルゲートセットの特性評価という、耐故障動作に必要な要素を実証した。論理Tゲートは「測定によるゲート（gate-by-measurement）」方式で実現し、それに基づくマジック状態も準備した。著者らは本成果を、シリコン量子計算が物理量子ビットの操作からフォールトトレラントな論理符号化へと移行する転換点と位置づけ、再構成可能なドナークラスター配列によるスケールアップを計画している。成果はNature Nanotechnology誌に掲載。

Getting light off a photonic chip and into free space cleanly is a long-standing bottleneck for lidar, displays, optical communication and quantum control. The field has faced a hard trade-off: photonic integrated circuits with diffractive gratings scale well but produce poor beam quality, while micromechanical (MEMS) mirrors give excellent beams but are inertially limited and do not integrate at scale.

Matt Saha, Y. Henry Wen, Andrew Greenspon and colleagues at MITRE and MIT, with Dirk Englund and Matt Eichenfield, reported a "photonic ski-jump": a nanoscale waveguide monolithically integrated on a piezoelectric cantilever that passively curls about 90° out of plane within a footprint under 0.1 mm². It emits a sub-micrometre, broadband, diffraction-limited beam and shows kilohertz-rate mechanical resonances with quality factors above 10,000. Fabricated on 200 mm wafers in a volume CMOS foundry, the device reaches footprint-adjusted spot rates of 68.6 mega-spots s⁻¹ mm⁻² at CMOS-level voltages — equivalent to a 1-megapixel display at 100 Hz from 1.5 mm², and more than 50× beyond state-of-the-art MEMS mirrors. The team demonstrated full-color image and video projection, and the initialization and readout of single photons from silicon-vacancy centers in diamond waveguides. Published in Nature.

フォトニックチップから光を自由空間へきれいに取り出すことは、LiDAR、ディスプレイ、光通信、量子制御に共通する長年のボトルネックである。この分野には厳しいトレードオフがあった——回折格子を用いた光集積回路（PIC）はスケールしやすいがビーム品質が悪く、微小機械（MEMS）ミラーは優れたビームを出せるが慣性に制限され、大規模集積に向かない。

MITREとMITのマット・サハ氏、Y・ヘンリー・ウェン氏、アンドリュー・グリーンスポン氏らが、ダーク・イングランド氏、マット・アイヘンフィールド氏とともに「フォトニック・スキージャンプ」を報告した。圧電カンチレバー上にモノリシックに集積したナノスケール導波路が、0.1 mm²未満のフットプリント内で受動的に約90°面外へ反り返る構造である。サブマイクロメートルの、広帯域かつ回折限界のビームを放出し、Q値10,000超のキロヘルツ帯機械共振を示す。200 mmウェハ上に量産CMOSファウンドリで作製され、CMOS並みの電圧でフットプリント換算 68.6メガスポット/秒・mm² を達成——1.5 mm²から100 Hzで1メガピクセル表示に相当し、最先端MEMSミラーを50倍以上上回る。チームはフルカラー静止画・動画の投影に加え、ダイヤモンド導波路中のシリコン空孔（SiV）中心からの単一光子の初期化と読み出しも実証した。成果はNature誌に掲載。

When light hits a carbon-based photovoltaic material it creates an exciton — a tightly bound electron–hole pair — which must split into free charges quickly to avoid wasting energy. Conventional theory held that ultrafast charge separation required a large energy offset between donor and acceptor plus strong electronic coupling, conditions that themselves cost voltage and efficiency.

Pratyush Ghosh, Akshay Rao and colleagues at Cambridge's Cavendish Laboratory and Yusuf Hamied Department of Chemistry, with collaborators in Belgium, Italy, Sweden, Poland and the US, deliberately built a system that should have been slow: a polymer donor next to a non-fullerene acceptor with a small driving force. Instead the electron crossed the interface in about 18 femtoseconds — within a single molecular vibration, and at essentially the same pace as the atoms themselves move. Rather than drifting diffusively, the charge is launched in one coherent burst, with a specific vibrational mode actively driving the transfer (a vibronic, sub-cycle mechanism). Ghosh: we are watching electrons migrate on the same clock as the atoms. Rao frames the implication as a design shift — instead of suppressing molecular motion, engineer materials that exploit the right modes. Published in Nature Communications.

炭素系の光電変換材料に光が当たると、強く束縛された電子・正孔対である励起子が生じる。エネルギーの浪費を避けるには、これを素早く自由電荷へ分離しなければならない。従来の理論では、超高速の電荷分離にはドナーとアクセプター間の大きなエネルギー差と強い電子的結合が必要とされてきたが、これらの条件自体が電圧と効率を犠牲にしてしまう。

ケンブリッジ大学キャヴェンディッシュ研究所およびユスフ・ハミド化学科のプラティユシュ・ゴーシュ氏、アクシャイ・ラオ氏らは、ベルギー・イタリア・スウェーデン・ポーランド・米国の共同研究者とともに、あえて「遅くなるはず」の系——駆動力の小さいポリマードナーと非フラーレン型アクセプターの組み合わせ——を作製した。ところが電子は約18フェムト秒で界面を越えた。これは分子振動のわずか1周期以内であり、原子自身の運動とほぼ同じ速さである。電荷は拡散的にさまよう代わりに、単一のコヒーレントなバーストとして射出され、特定の振動モードが移動を能動的に駆動していた（振電的・サブサイクル機構）。ゴーシュ氏は「電子が原子と同じ時計で移動するのを見ている」と述べる。ラオ氏はその含意を設計思想の転換として説明する——分子運動を抑え込むのではなく、適切なモードを積極的に利用する材料を設計せよ、と。成果はNature Communications誌に掲載。

Thermal photodetectors (thermoelectric and pyroelectric) can in principle detect any wavelength, since the absorber sets the selectivity, and they need no cooling or external power. Their weakness has always been speed: thermal diffusion normally confines them to the nano- to microsecond range, hundreds to thousands of times slower than semiconductor photodiodes.

Eunso Shin, Maiken H. Mikkelsen and colleagues at Duke University coupled a thin, thermally sensitive aluminum nitride (AlN) pyroelectric layer to a plasmonic nanogap metasurface: silver nanocubes sitting on a transparent spacer just 10 nm above a gold film. Light striking a nanocube excites the silver's electrons and is trapped as a plasmonic resonance whose frequency is set by cube size and spacing, so the absorber is both efficient and spectrally selective — and so thin that little pyroelectric material is needed. The detectors reach 3 dB bandwidths up to 2.8 GHz, i.e. a 125 ps rise time, while keeping competitive responsivity and noise-equivalent powers as low as 96 pW Hz⁻¹ᐟ². Device-area studies show even the smallest devices are RC-limited, and simulations suggest thermal response times as short as 30 ps are reachable. Published in Advanced Functional Materials.

熱型光検出器（熱電型・焦電型）は、波長選択性を吸収体側で決められるため原理的にあらゆる波長を検出でき、冷却も外部電源も不要である。弱点は常に速度だった。熱拡散のため通常はナノ秒〜マイクロ秒領域にとどまり、半導体フォトダイオードより数百〜数千倍遅い。

デューク大学のシン・ウンソ（Eunso Shin）氏、マイケン・H・ミッケルセン教授らは、熱に敏感な薄い窒化アルミニウム（AlN）焦電層を、プラズモニック・ナノギャップ・メタサーフェスと結合させた。金薄膜のわずか10 nm上に置かれた透明スペーサ上に、銀のナノキューブを配置した構造である。光がナノキューブに当たると銀の電子が励起され、キューブの寸法と間隔で決まる周波数のプラズモン共鳴として光が捕捉される。吸収体は高効率かつ波長選択的で、しかも極薄なので必要な焦電材料もごくわずかで済む。この検出器は3 dB帯域幅で最大2.8 GHz、すなわち立ち上がり時間125ピコ秒に達し、同時に競争力ある感度と 96 pW Hz⁻¹ᐟ² という低い雑音等価電力（NEP）を維持した。素子面積を変えた検討から、最小素子でもRC時定数が律速であることが分かり、シミュレーションは熱応答時間30ピコ秒までの到達可能性を示唆している。成果はAdvanced Functional Materials誌に掲載。

A U.S. Department of Energy-sponsored report argues that the path to commercial fusion power hinges on an unglamorous but decisive capability: measuring what the plasma is actually doing. Temperature, density and moment-to-moment behavior determine whether a reaction is sustained or drifts off course, and the sensors that track them — diagnostics — have not kept pace with the reactor concepts they must serve.

The report emerged from the DOE Fusion Energy Sciences program's 2024 Basic Research Needs Workshop on Measurement Innovation, which convened about 70 researchers from universities, national laboratories and private fusion companies. It sets out findings across seven priority areas spanning low-temperature plasma, high-energy-density plasma, plasma–material interaction, burning plasma and full-scale pilot plants, and calls for tougher, faster sensors able to survive inside operating reactors. Luis Delgado-Aparicio, head of advanced projects at the Princeton Plasma Physics Laboratory, noted that measurement innovations have repeatedly driven breakthroughs in plasma science and expects the report to shape both public and private fusion programs. This is a roadmap and funding argument rather than a new experimental result.

米エネルギー省（DOE）が支援する報告書は、商用核融合発電への道が、地味だが決定的な能力——プラズマが実際に何をしているかを測ること——にかかっていると論じている。温度、密度、刻々の挙動が、反応が持続するか制御を外れるかを決める。しかしそれらを追う「計測（診断）」機器は、奉仕すべき炉概念の進展に追いついていない。

報告書は、DOE核融合エネルギー科学（FES）プログラムによる2024年の「計測イノベーションに関する基礎研究ニーズ・ワークショップ」から生まれたもので、大学・国立研究所・民間核融合企業から約70名の研究者が参加した。低温プラズマ、高エネルギー密度プラズマ、プラズマ・材料相互作用、燃焼プラズマ、実規模パイロットプラントにまたがる7つの重点領域について知見をまとめ、稼働中の炉内部で生き延びられる、より頑健で高速なセンサーを求めている。プリンストン・プラズマ物理研究所（PPPL）で先端プロジェクトを率いるルイス・デルガド＝アパリシオ氏は、計測技術の革新が繰り返しプラズマ科学の突破口を生んできたと述べ、本報告書が公的・民間双方の核融合コミュニティに実質的な影響を与えると期待を示した。新しい実験結果ではなく、ロードマップかつ投資提言である点に留意されたい。

A team led by Xiaodi Tan at Fujian Normal University has demonstrated a holographic data storage scheme that encodes information in three properties of light at once — amplitude, phase and polarization — rather than the one or two dimensions used in conventional systems. Unlike hard drives or optical discs, which write data onto a flat surface, holographic storage embeds overlapping light patterns throughout the volume of a recording material, which raises both capacity and transfer rate.

The team refined a technique called tensor-based polarization holography, which preserves the polarization state during reconstruction, and combined it with a double-phase hologram method so that a single phase-only spatial light modulator can imprint amplitude, phase and polarization on the optical field simultaneously. Because ordinary sensors measure only intensity, decoding was handled by a convolutional neural network trained on two complementary diffraction images (one taken through a vertical polarizer, one without), which recovers all three channels at once and removes the need for step-by-step measurement. The work appeared in Optica.

福建師範大学のタン・シャオディ（譚小地）氏らのチームが、光の3つの性質——振幅・位相・偏光——を同時に使って情報を符号化するホログラフィックデータストレージを実証した。従来方式では1つ、多くても2つの次元しか使われていなかった。ハードディスクや光ディスクが平らな表面にデータを書き込むのに対し、ホログラフィック記録は記録材料の「体積」全体に重なり合う光パターンを埋め込むため、容量と転送速度の両方を引き上げられる。

チームは、再生時に偏光状態を保持する「テンソル偏光ホログラフィー」を改良し、ダブルフェーズホログラム法と組み合わせることで、位相専用の空間光変調器（SLM）1台だけで振幅・位相・偏光を同時に光場へ刻めるようにした。通常のセンサーは強度しか測れないため、復号には畳み込みニューラルネットワーク（CNN）を用い、垂直偏光子を通した回折像と通さない回折像という2枚の相補的な画像から3チャネルすべてを一括復元する。逐次的な測定が不要になり、読み出しが大幅に簡素化された。成果はOptica誌に掲載された。

An MIT-led team working with the CMS detector has reported the first measurement of D⁰ meson photoproduction in ultraperipheral heavy-ion collisions at the Large Hadron Collider. Instead of studying head-on collisions, the group singled out events in which two nuclei barely miss each other and a photon from one nucleus's electromagnetic field strikes the other — so-called photonuclear interactions. Since the LHC began operating in 2008, such glancing events had largely been treated as background to be suppressed.

By developing a real-time algorithm to isolate these events in the detector's trigger, the team was able to identify D⁰ mesons — particles containing a charm quark, which is not present in ordinary nuclear matter — produced by the photon striking the nucleus. Because the photon's energy and the resulting charm production are sensitive to the distribution of gluons inside the nucleus, the technique effectively turns the collider into a high-resolution probe of the strong force. The results were published in Physical Review Letters.

MIT主導のチームがCMS検出器を用いて、大型ハドロン衝突型加速器（LHC）の超周辺重イオン衝突におけるD⁰中間子の光生成を史上初めて測定した。正面衝突を調べるのではなく、2つの原子核がすれすれで擦れ違い、一方の電磁場に由来する光子がもう一方の原子核に当たる事象——いわゆる光核反応（photonuclear interaction）——を選び出した。2008年のLHC稼働開始以来、こうした「かすめる」事象は基本的に抑制すべき背景雑音として扱われてきた。

チームは検出器のトリガー段階でこれらの事象をリアルタイムに切り出すアルゴリズムを開発し、光子が原子核に当たって生成されるD⁰中間子——通常の核物質には存在しないチャームクォークを含む粒子——を同定した。光子のエネルギーと生成されるチャームの量は原子核内部のグルーオン分布に敏感なため、この手法は事実上、衝突型加速器を強い相互作用の高分解能プローブへと変える。成果はPhysical Review Letters誌に掲載された。

Researchers at Kyushu University and Johannes Gutenberg University Mainz reported a molecular system that produces more excited states than the number of photons it absorbs, reaching an effective quantum yield of about 130%. The scheme relies on singlet fission, in which one high-energy singlet exciton splits into two lower-energy triplet excitons — a route long seen as a way past the Shockley–Queisser limit that caps single-junction solar cells near 33%.

The long-standing obstacle has been harvesting the doubled triplets before Förster resonance energy transfer (FRET) steals the energy. The team paired tetracene-based singlet-fission dimers with a purpose-designed molybdenum complex that acts as a near-infrared-emissive "spin-flip" emitter: because an electron spin flips during absorption or emission, the complex is spin-matched to accept triplet energy while ignoring the wasteful FRET channel. The structure of the molecular linker joining the light-absorbing units turned out to strongly govern transfer efficiency. The demonstration was in solution; the authors are now working toward solid-state devices for photovoltaics, LEDs and quantum technologies. The study appeared in the Journal of the American Chemical Society.

九州大学とヨハネス・グーテンベルク大学マインツの研究チームが、吸収した光子の数より多くの励起状態を生み出す分子系を報告し、実効量子収率約130%を達成した。鍵となるのは「一重項分裂（singlet fission, SF）」——1個の高エネルギー一重項励起子が2個の低エネルギー三重項励起子に分裂する現象で、単接合太陽電池の効率を約33%に制限するショックレー・クワイサー限界を超える道筋として長く注目されてきた。

長年の障壁は、倍増した三重項をフェルスター共鳴エネルギー移動（FRET）にエネルギーを「盗まれる」前に回収することだった。チームはテトラセン系の一重項分裂ダイマーと、近赤外発光する「スピンフリップ」発光体として設計したモリブデン錯体を組み合わせた。この錯体は光の吸収・発光時に電子スピンが反転するため、三重項エネルギーを受け取るスピン整合性を持ちながら、無駄なFRET経路を回避できる。また、光吸収ユニットをつなぐ分子リンカーの構造が移動効率を強く支配することも判明した。今回の実証は溶液中で行われており、著者らは太陽電池・LED・量子技術に向けた固体素子化を進めている。成果はJournal of the American Chemical Society誌に掲載された。

γ Cassiopeiae, the naked-eye star at the center of the W of Cassiopeia, has emitted X-rays roughly 40 times brighter and far hotter (plasma above 100 million K) than expected for an ordinary massive star ever since the discovery was made in 1976. Two explanations competed for five decades: magnetic interaction between the rapidly rotating Be star and its decretion disk, or accretion of disk material onto an unseen compact companion. About 20 further "γ Cas analogs" have since been found, more than half of them identified by the University of Liège group.

Using the Resolve microcalorimeter aboard Japan's XRISM, a team led by Yaël Nazé (Liège), with Masahiro Tsujimoto (JAXA/ISAS) and colleagues, monitored γ Cas at three well-chosen orbital phases. The Doppler shifts of the ultra-hot plasma lines and of the cooler fluorescent Fe K line track the orbital motion of the low-mass companion, not of the Be star — the first direct kinematic link between the hard X-ray plasma and the companion. The modest line broadening further places the fluorescence on the white dwarf's surface and rules out X-ray production in the inner accretion disk. γ Cas and its analogs are thus identified as the long-predicted but never confirmed class of Be + white-dwarf binaries. Published in Astronomy & Astrophysics.

カシオペヤ座のW字の中心にある肉眼星 γ Cassiopeiae（γ Cas）は、1976年の発見以来、通常の大質量星から予想される値の約40倍明るく、はるかに高温（1億K超のプラズマ）のX線を放ってきた。50年にわたり2つの説が競合していた——高速自転するBe型星とその周囲の放出円盤（decretion disc）との磁気的相互作用か、あるいは円盤の物質が見えない compact な伴星に降着しているのか。その後、同様の性質を持つ「γ Cas 類似天体」が約20個見つかり、その半数以上をリエージュ大学のグループが同定してきた。

日本のXRISM搭載マイクロカロリメータ「Resolve」を用い、イエール・ナゼ氏（リエージュ大学）と辻本匡弘氏（JAXA宇宙科学研究所）らのチームが、軌道位相を厳選した3回の観測で γ Cas を追跡した。超高温プラズマの輝線と、より低温の物質からの蛍光鉄Kα線のドップラーシフトは、Be型星ではなく低質量の伴星の軌道運動に一致していた。硬X線プラズマと伴星を運動学的に直接結びつけた初の証拠である。さらに輝線の広がりが小さいことから、蛍光は白色矮星の表面で起きており、降着円盤の内縁でX線が生成されている可能性は排除された。これにより γ Cas とその類似天体は、長く予言されながら確認されてこなかった「Be型星＋白色矮星」連星族と同定された。成果はAstronomy & Astrophysics誌に掲載。

Since the 1970s astronomers have known that as stars ascend the red giant branch, their surface chemistry changes — most notably the carbon-12 to carbon-13 ratio drops. That requires material processed by nuclear reactions in the deep interior to reach the surface, but a stably stratified barrier layer sits between the burning region and the convective envelope, and earlier simulations found that internal gravity waves crossing it transported far too little material to explain the observations.

Simon Blouin, Falk Herwig and colleagues at the University of Victoria and the University of Minnesota ran high-resolution three-dimensional hydrodynamical simulations on the TACC supercomputers and the Trillium cluster at SciNet (Toronto), this time including stellar rotation. Rotation dramatically amplifies the efficiency with which the waves mix material across the barrier — mixing rates exceeding non-rotating cases by more than a factor of 100, and growing with faster rotation. This provides a natural, physically grounded explanation for the chemical signatures seen in ordinary red giants. Published in Nature Astronomy.

1970年代以降、星が赤色巨星分枝（RGB）を上っていくにつれて表面の化学組成が変化すること——とりわけ炭素12と炭素13の比が低下すること——が知られていた。これには内部の核反応で処理された物質が表面まで届く必要があるが、燃焼領域と対流層の間には安定成層した「障壁層」が横たわっている。従来のシミュレーションでは、これを越える内部重力波が運ぶ物質量は観測を説明するにはあまりに少なかった。

ヴィクトリア大学とミネソタ大学のサイモン・ブルーアン氏、ファルク・ヘルヴィッヒ氏らは、テキサス先端計算センター（TACC）のスーパーコンピュータおよびトロント大学SciNetの新クラスター「Trillium」を用いて、今回は星の自転を組み込んだ高分解能3次元流体シミュレーションを実行した。自転は、波が障壁を越えて物質を混合する効率を劇的に増幅し、混合率は非回転の場合の100倍以上に達し、自転が速いほど大きくなった。これは通常の赤色巨星に見られる化学的特徴に対する、物理的に自然な説明を与える。成果はNature Astronomy誌に掲載された。

At 12:30 UT on 21 March 2026 the Wide-field X-ray Telescope aboard China's Einstein Probe caught the onset of a soft X-ray transient, EP260321a, from a galaxy about 500 million light-years away (z = 0.0344). An automatic alert went out within minutes, and optical/near-infrared imaging began about 10 hours after the trigger, revealing a rapidly brightening supernova later designated SN 2026gzf. Two teams — led by Brendan O'Connor (Carnegie Mellon) and Jillian Rastinejad (Maryland) — independently identified the flash as a shock breakout: the moment the explosion's shock wave bursts through the star's surface and releases its first light.

Shock breakouts should accompany every core-collapse supernova but last only seconds to hours, and only one other clear X-ray example (SN 2008D) had been confirmed in two decades. EP260321a peaked at about 10⁴⁵ erg s⁻¹ with a soft thermal spectrum (kT ≈ 130 eV), roughly ten times fainter than low-luminosity gamma-ray bursts such as GRB 060218. Spectra from SALT and the Hobby-Eberly Telescope classified SN 2026gzf as a broad-lined Type Ic, the class normally associated with gamma-ray bursts — yet deep Chandra and VLA follow-up detected no relativistic jet, suggesting the jet was "choked" by the star's envelope or by circumstellar material. It is the first high-energy breakout flash linked to an Ic-BL supernova with no relativistic outflow, widening the known ways stripped massive stars can die. Published in The Astrophysical Journal Letters.

2026年3月21日12時30分（UT）、中国のアインシュタイン・プローブ（Einstein Probe）搭載の広視野X線望遠鏡（WXT）が、約5億光年先（z = 0.0344）の銀河から届いた軟X線トランジェント EP260321a の立ち上がりを捉えた。数分以内に自動通報が発信され、トリガーの約10時間後から地上望遠鏡による可視・近赤外撮像が始まり、急速に増光する超新星（後に SN 2026gzf と命名）が検出された。ブレンダン・オコナー氏（カーネギーメロン大学）とジリアン・ラスティネジャド氏（メリーランド大学）が率いる2チームが独立に、この閃光を「ショックブレイクアウト」——爆発の衝撃波が星表面を突き破り、最初の光を放つ瞬間——と同定した。

ショックブレイクアウトはあらゆる重力崩壊型超新星に伴うはずだが、持続時間は数秒〜数時間しかなく、過去20年でX線による明確な例は SN 2008D の1件しか確認されていなかった。EP260321a のピークX線光度は約10⁴⁵ erg s⁻¹、スペクトルは kT ≈ 130 eV の軟らかい熱的成分で、GRB 060218 のような低光度ガンマ線バーストの約10分の1の明るさだった。SALTおよびホビー・エバリー望遠鏡の分光により SN 2026gzf は広輝線Ic型（Ic-BL）——通常ガンマ線バーストを伴う種族——と分類されたが、チャンドラとVLAによる深い追観測では相対論的ジェットが検出されなかった。ジェットが星の外層か周囲の星周物質によって「窒息（choked）」した可能性が示唆される。相対論的アウトフローを伴わないIc-BL型超新星に高エネルギーのブレイクアウト閃光が結びついた初の例であり、外層を剥ぎ取られた大質量星の最期の多様性を広げる結果となった。成果はThe Astrophysical Journal Letters誌に掲載。

The Association for Computing Machinery named Charles H. Bennett (IBM Research) and Gilles Brassard (Université de Montréal) recipients of the 2025 ACM A.M. Turing Award — often called the Nobel Prize of computing, and carrying a US$1 million prize funded by Google — for establishing the foundations of quantum information science and transforming secure communication and computing. It is the first time the award has explicitly honored work rooted in quantum physics.

In 1984, building on ideas from their late collaborator Stephen Wiesner, the pair introduced BB84, the first practical quantum key distribution protocol, in the paper "Quantum Cryptography: Public Key Distribution and Coin Tossing." BB84 showed that two parties can establish a shared secret key whose security rests on the laws of physics rather than on computational hardness assumptions — and therefore holds even against an adversary with a large-scale quantum computer, since any eavesdropping disturbs the quantum states and is detectable. With collaborators they also introduced quantum teleportation (1993) and entanglement distillation, which underpin present-day work on quantum networks and error correction. Bennett and Brassard had previously shared the Breakthrough Prize in Fundamental Physics.

米国計算機学会（ACM）は、チャールズ・H・ベネット氏（IBMリサーチ）とジル・ブラッサール氏（モントリオール大学）を2025年ACM A.M.チューリング賞の受賞者に選んだ。「計算機科学のノーベル賞」とも呼ばれ、Googleの支援による賞金100万ドルを伴う同賞は、量子情報科学の基盤を築き、安全な通信と計算を一変させた功績に対して贈られる。量子物理に根ざした業績が明示的に顕彰されるのは同賞史上初である。

1984年、両氏は故スティーブン・ウィーズナー氏の着想を発展させ、論文「Quantum Cryptography: Public Key Distribution and Coin Tossing」で最初の実用的な量子鍵配送プロトコル BB84 を提案した。BB84 は、2者が共有する秘密鍵の安全性を計算量的な仮定ではなく物理法則そのものに依拠させられることを示した。盗聴すれば量子状態が必ず乱れて検知されるため、大規模量子コンピュータを持つ敵に対しても安全性が保たれる。両氏は共同研究者とともに量子テレポーテーション（1993年）やエンタングルメント蒸留も提唱しており、これらは現在の量子ネットワークや誤り訂正研究の土台となっている。なお両氏は基礎物理学ブレイクスルー賞も受賞している。

Young giant planets and brown dwarfs can look almost identical through a telescope: their brightness, temperature and even atmospheric spectra overlap, leaving astronomers unsure whether they are seeing an oversized planet or an undersized "failed star." A Northwestern-led team used Keck Observatory's KPIC high-resolution spectrograph to measure projected rotational velocities (v sin i) for 32 substellar and stellar objects, including 6 giant planets (2–7 M_Jup) and 25 companions spanning 12–88 M_Jup — the largest such survey to date.

Combining these with literature measurements gave a curated sample of 43 benchmark companions plus 54 free-floating brown dwarfs and planetary-mass objects. Parameterizing spins as a fraction of breakup velocity at 10 Myr under constant angular-momentum evolution, the team found the first clear evidence that giant planets spin distinctly faster than low-mass brown dwarf companions (10–40 M_Jup), at 4–4.5σ if inclinations are aligned with the orbits (1.6–2.1σ under randomly oriented inclinations). "Spin is a fossil record of how a planet formed," said lead author Chih-Chun Hsu; the result suggests the two populations form and evolve along distinct paths, and that rotation may serve as a new classification diagnostic. Published in The Astronomical Journal.

若い巨大惑星と褐色矮星は、望遠鏡越しにはほとんど見分けがつかない。明るさ・温度・大気スペクトルまで重なり合うため、「大きすぎる惑星」なのか「小さすぎる失敗した星」なのか判別できない。ノースウェスタン大学が率いるチームは、ケック天文台の高分散分光装置KPICを用いて、6個の巨大惑星（木星質量2〜7倍）と12〜88木星質量の伴星25個を含む計32天体の視線方向自転速度（v sin i）を測定した。この種の探査としては過去最大規模である。

既存の文献値と合わせ、ベンチマーク伴星43個と自由浮遊褐色矮星・惑星質量天体54個からなる精選サンプルを構築。角運動量が一定に保たれると仮定して1000万年時点での分裂限界速度に対する比としてスピンを規格化したところ、巨大惑星が低質量の褐色矮星伴星（10〜40木星質量）より明確に速く自転しているという初の明瞭な証拠が得られた。軌道面と自転軸が揃っていると仮定した場合の有意度は4〜4.5σ（軸の向きがランダムなら1.6〜2.1σ）。筆頭著者のチー＝チュン（ディノ）・スー氏は「スピンは惑星がどう形成されたかの化石記録だ」と述べる。両者は異なる形成・進化経路をたどっており、自転が新たな分類指標になりうることを示す結果である。成果はThe Astronomical Journal誌に掲載。

When a charged particle is accelerated it radiates, and that radiation pushes back on the particle — radiation reaction. In everyday regimes the recoil is tiny and a classical correction to the Lorentz force suffices, but in extreme fields the electron absorbs and emits many photons and the dynamics become probabilistic, requiring strong-field quantum electrodynamics. Which of several approximate quantum models is correct had remained untested because previous experiments lacked statistical significance.

An Imperial College London-led collaboration, with the University of York, Queen's University Belfast, and theorists Tom Blackburn and Mattias Marklund at Chalmers and Gothenburg, used the dual-beam Gemini laser at the UK's Central Laser Facility (Rutherford Appleton Laboratory). One beam drove a laser-wakefield accelerator in a gas jet to produce near-light-speed electrons; the second, ultra-intense beam collided with them head-on. The team reports a 5σ observation of radiation reaction and quantitative evidence favoring quantum over classical descriptions — the electrons lose energy in discrete photon bursts, so severely that only a quantum treatment fits. The results feed directly into models of physics near neutron stars and black holes, and into designs for next-generation colliders and inverse-Compton photon sources. Published in Nature Communications.

荷電粒子は加速されると放射を出し、その放射が粒子自身を押し返す——これが放射反作用（radiation reaction, RR）である。日常的な領域では反跳はごく小さく、ローレンツ力への古典的補正項で足りるが、極限的な場では電子が多数の光子を吸収・放出し、光子放出の確率的性質からダイナミクスは決定論的でなくなり、強場量子電磁力学（strong-field QED）が必要になる。複数ある近似的な量子モデルのどれが正しいかは、従来の実験では統計的有意性が足りず未検証のままだった。

インペリアル・カレッジ・ロンドン主導の共同研究チーム（ヨーク大学、クイーンズ大学ベルファスト、理論面ではチャルマース工科大学とヨーテボリ大学のトム・ブラックバーン氏、マティアス・マルクルンド氏らが参加）は、英中央レーザー施設（ラザフォード・アップルトン研究所）の2ビーム型Geminiレーザーを使用した。一方のビームでガスジェット中にレーザー航跡場加速器を駆動して光速近くの電子を生成し、もう一方の超高強度ビームを正面衝突させた。チームは放射反作用を5σで観測し、古典描像より量子描像を支持する定量的証拠を得たと報告している。電子は離散的な光子バーストとしてエネルギーを失い、その損失は量子論でしか説明できないほど大きかった。この結果は中性子星やブラックホール近傍の物理モデル、さらに次世代衝突型加速器や逆コンプトン光子源の設計に直接反映される。成果はNature Communications誌に掲載。

Sunlight and atmospheric scattering are among the biggest obstacles to long-range optical sensing: background photons swamp the return signal. Researchers at the University of Bristol have shown that ideas developed for quantum sensing can be carried over into an ordinary (non-entangled) laser system to suppress that background while preserving signal strength.

Their frequency-agile scheme carries over the correlation-based discrimination exploited in entanglement-based protocols into a classical laser system, suppressing uncorrelated solar background while keeping the return signal strong. The team validated the method outdoors against several landmark buildings on the university campus, reaching sub-millimeter distance accuracy under strong solar illumination. Co-author Alex Clark noted that the next steps are extending the working range and miniaturizing the fiber-optic setup using integrated photonics. Potential applications include lidar for autonomous vehicles, high-precision surveying, infrastructure monitoring, navigation and positioning, and long-range measurement for space missions. Published in Nature Communications.

太陽光と大気散乱は長距離光センシング最大の障害の一つで、背景光子が戻り信号を埋もれさせてしまう。ブリストル大学の研究チームは、量子センシングのために開発された発想を、エンタングル光子を使わない通常のレーザー系に移植することで、信号強度を保ったまま背景光を抑圧できることを示した。

この「周波数アジャイル（frequency-agile）」方式は、エンタングルメント型プロトコルで用いられる相関に基づく識別の考え方を古典的なレーザー系に移植し、戻り信号の強度を保ちながら、相関のない太陽背景光を抑圧する。チームは大学キャンパスの象徴的な建物群を対象に屋外で検証し、強い日射下でサブミリメートルの距離精度を達成した。共著者のアレックス・クラーク准教授は、次の課題は動作距離の拡大と、集積フォトニクスによる光ファイバ系の小型化だと述べている。自動運転車向けLiDAR、高精度測量、インフラ監視、航法・測位、宇宙探査向け長距離計測などへの応用が見込まれる。成果はNature Communications誌に掲載。

Lithium dendrites are needle-like metallic structures that grow from the anode during repeated charging and can pierce the separator, causing short circuits, capacity loss and, in the worst case, fires. Despite decades of study, their fundamental nanomechanical properties had never been measured directly, because bulk lithium is soft and ductile and because lithium reacts with even trace air, altering its chemistry and structure on contact.

A team led by Jun Lou at Rice University, with collaborators at Georgia Tech, the University of Houston, NJIT and the Institute of High Performance Computing in Singapore, grew dendrites on a copper TEM grid inside a working liquid-electrolyte cell, then built an airtight transfer box housing an in-SEM nanoindenter so individual dendrites — a few hundred nanometers across, over 100× thinner than a human hair — could be moved and tested without air exposure. Tensile tests in the scanning electron microscope revealed remarkably high fracture strength, a high modulus and brittle fracture, contrary to the assumption that dendrites behave like bulk lithium. The solid electrolyte interphase that sheathes them as they form contributes to this stiffness. The findings help explain solid-electrolyte penetration, poor interfacial contact and "dead lithium" in solid-state batteries, and imply that simply using mechanically stronger separators may not be enough. Published in Science.

リチウムデンドライト（樹枝状結晶）は、充電を繰り返すうちに負極から成長する針状の金属構造で、セパレータを突き破って短絡・容量低下、最悪の場合は発火を引き起こす。数十年の研究にもかかわらず、その基本的なナノ力学特性は直接測定されたことがなかった。バルクのリチウムが柔らかく延性に富むこと、そしてリチウムが微量の空気とも反応して化学組成と構造が変わってしまうことが障壁だった。

ライス大学のジュン・ロウ教授が率いるチーム（ジョージア工科大学、ヒューストン大学、ニュージャージー工科大学、シンガポール高性能計算研究所が参加）は、液体電解質の実動セル内で銅製TEMグリッド上にデンドライトを成長させ、SEM内ナノインデンターを収める気密移送ボックスを自作した。これにより、直径数百ナノメートル（人間の髪の100分の1以下）の個々のデンドライトを、空気に触れさせずに移動・試験できるようになった。走査型電子顕微鏡内での引張試験の結果、デンドライトは著しく高い破壊強度と高いヤング率を示し、脆性破壊した——バルクリチウムのように振る舞うという想定とは正反対である。形成時にデンドライトを包む固体電解質界面（SEI）層がこの硬さに寄与している。この知見は、全固体電池における固体電解質の貫通、界面接触の悪さ、「死んだリチウム」の発生を説明する手がかりとなり、単に機械的に強いセパレータを使うだけでは不十分である可能性を示唆する。成果はScience誌に掲載。

An international team led by Eduardo Iani (Institute of Science and Technology Austria) has used the James Webb Space Telescope to identify two compact dwarf galaxies, nicknamed Pelias and Neleus, at redshifts z ≈ 0.71 and 0.75, that appear to host deeply embedded, actively accreting black holes. Despite having stellar masses of only about 10⁷ solar masses — among the smallest galaxies ever found to harbor an active galactic nucleus — the galaxies show a strong mid-infrared excess in JWST/MIRI photometry that cannot be explained by stars or star-formation-heated dust alone, pointing to a hot-dust component around a dust-obscured black hole.

The black holes are "overmassive" relative to their tiny hosts, extending the puzzle JWST first raised in the early universe — that some black holes grew far faster than their galaxies — into intermediate cosmic times. The authors argue the observations are consistent with rapid, dust-enshrouded (possibly super-Eddington) growth, and note that follow-up with X-ray telescopes (Chandra, the future Athena), ALMA, the Roman Space Telescope, and ELT-class observatories will be needed to determine how common such systems are. The study, submitted to Astronomy & Astrophysics, is available on arXiv.

エドゥアルド・イアーニ氏（オーストリア科学技術研究所 ISTA）率いる国際チームが、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）を用いて、赤方偏移 z ≈ 0.71 と 0.75 にある2つのコンパクトな矮小銀河（愛称ペリアスとネレウス）を特定し、そこに深く埋もれた活動的なブラックホールが存在する証拠を得た。両銀河の恒星質量は太陽の約10⁷倍しかなく、活動銀河核（AGN）を宿す銀河として知られる中でも最小級だが、JWST/MIRIの中間赤外線測光では恒星や星形成で加熱された塵だけでは説明できない強い超過が見られ、塵に隠されたブラックホール周囲の高温ダスト成分の存在を示している。

これらのブラックホールは矮小な母銀河に対して「過大質量」であり、JWSTが初期宇宙で提起した謎——一部のブラックホールが母銀河よりはるかに速く成長した——を、より新しい宇宙時代にまで拡張するものである。著者らは、この観測が塵に覆われた急速な（超エディントン的な可能性のある）成長と整合的だとし、こうした系がどれほど一般的かを解明するにはチャンドラや将来のアテナ（X線）、ALMA、ローマン宇宙望遠鏡、ELT級望遠鏡による追観測が必要だと述べている。研究はAstronomy & Astrophysics誌に投稿され、arXivで公開されている。

Researchers at the University of Central Florida's CREOL, led by Prof. Andrea Blanco-Redondo with doctoral student Javad Zakeri and Armando Perez-Leija, have demonstrated a scalable way to generate high-dimensional entanglement between topologically protected modes of light. Their platform uses carefully designed silicon photonic waveguide "topological superlattices" that support the nonlinear generation of energy-time-entangled photon pairs across a superposition of multiple topological modes, rather than just one. Because topological modes are protected by the global structure of the system, the entangled states inherit robustness against fabrication imperfections and disorder.

Entangling multiple topologically protected modes had been considered a fundamental limit; the team overcame it by displacing waveguides into a configuration that co-localizes many protected modes at once — likened to rearranging furniture in a room rather than building something more elaborate. The result is a larger capacity to encode quantum information resiliently, a promising route for scalable quantum computing and sensing. The work was published in Science.

セントラルフロリダ大学CREOLのアンドレア・ブランコ＝レドンド教授が、博士課程学生のジャバド・ザケリ氏、アルマンド・ペレス＝レイハ氏らとともに、光のトポロジカル保護モード間の高次元エンタングルメントをスケーラブルに生成する手法を実証した。プラットフォームは、注意深く設計されたシリコン・フォトニック導波路の「トポロジカル超格子」で、単一ではなく複数のトポロジカルモードの重ね合わせ上で、エネルギー・時間エンタングル光子対を非線形過程により生成する。トポロジカルモードは系の大域的構造によって保護されるため、生成されるエンタングル状態は作製誤差や乱れに対する頑健性を受け継ぐ。

複数のトポロジカル保護モードをもつれさせることは基本的な限界と考えられていたが、チームは導波路を配置し直して多数の保護モードを同時に共局在させる構成により、これを乗り越えた——より複雑な装置を作るのではなく「部屋の家具を並べ替える」ようなものだと説明されている。その結果、量子情報を頑健に符号化する能力が拡大し、スケーラブルな量子計算・量子センシングへの有望な道が開かれた。成果はScience誌に掲載された。

Vineesha Srivastava, Sven Jandura, Gavin Brennen and Guido Pupillo (University of Strasbourg / CNRS and Macquarie University) proposed a deterministic protocol that prepares entangled states in the symmetric "Dicke" subspace of up to about 100 spins coupled to a common optical cavity mode, enabling measurement precision well beyond the standard quantum limit. Crucially, the scheme is designed to stay optimally robust even when accounting for realistic noise — photon cavity loss, spontaneous emission and dephasing accumulated during state preparation and signal accumulation.

The protocol combines a new geometric phase gate for exact unitary control on the Dicke subspace, an analytic solution of the noisy quantum-channel dynamics, and optimal-control methods, relying on short, globally applied control sequences rather than individual atom addressing. The authors say driving the cavity strongly to build multi-qubit gates should be experimentally simpler than schemes that address atoms one by one, and can generate large-scale entanglement on tens-of-nanoseconds timescales with neutral atoms. The work was published in Physical Review Letters.

ヴィニーシャ・スリヴァスタヴァ、スヴェン・ヤンドゥラ、ギャヴィン・ブレナン、グイド・プピロの各氏（ストラスブール大学／CNRS、マッコーリー大学）が、共通の光キャビティモードに結合した最大約100個のスピンからなる対称「ディッケ（Dicke）」部分空間にエンタングル状態を用意する決定論的プロトコルを提案した。これにより標準量子限界（SQL）を大きく上回る測定精度が可能になる。重要なのは、この手法が、状態準備や信号蓄積の過程で生じる現実的なノイズ——光子のキャビティ損失、自然放出、位相緩和（デフェージング）——を考慮しても最適に頑健であるよう設計されている点である。

このプロトコルは、ディッケ部分空間上で厳密なユニタリー制御を行う新しい幾何学的位相ゲート、ノイズを含む量子チャネルダイナミクスの解析解、そして最適制御手法を組み合わせ、短い大域的（グローバル）制御シーケンスのみを用いる（個々の原子を個別に操作する必要がない）。著者らは、キャビティを強く駆動して多量子ビットゲートを作る方が原子を一つずつ操作する方式より実験的に容易で、中性原子を用いて数十ナノ秒の時間スケールで大規模なエンタングルメントを生成できるとしている。成果はPhysical Review Letters誌に掲載された。

Researchers at Chalmers University of Technology, led by Prof. Floriana Lombardi, showed that the surface texture of a supporting substrate can raise the operating temperature of a thin-film superconductor while keeping it robust in strong magnetic fields. They grew ultrathin films (only a few nanometers thick) of the cuprate YBa₂Cu₃O₇₋δ (YBCO) on a magnesium-oxide (MgO) substrate patterned with a nanoscale "faceted" pattern of tiny ridges and grooves. This template controls how the atoms in the superconductor arrange themselves, and at the interface an electronic structure emerges that supports superconductivity at higher temperatures than previously possible for such films.

Rather than chemically doping the material — which is hard to tune after fabrication in cuprates — the team effectively engineered the superconductivity through geometry. Because superconductors carry current with zero resistive loss, and ICT infrastructure already consumes roughly 6–12% of global electricity, more robust high-temperature superconductors could enable far more energy-efficient electronics, power grids and quantum devices. The study was published in Nature Communications.

チャルマース工科大学のフロリアーナ・ロンバルディ教授らが、支持基板の表面テクスチャによって薄膜超伝導体の動作温度を引き上げつつ、強磁場下でも頑健に保てることを示した。研究チームは、銅酸化物（キュープレート）YBa₂Cu₃O₇₋δ（YBCO）の超薄膜（厚さわずか数ナノメートル）を、微細な尾根と溝からなるナノスケールの「ファセット（多面体状）」パターンを刻んだ酸化マグネシウム（MgO）基板上に成長させた。この鋳型が超伝導体中の原子配列を制御し、界面には従来この種の薄膜で可能だった温度より高い温度で超伝導を支える電子構造が現れる。

キュープレートは作製後に化学組成を調整するのが難しいため、チームは化学的ドーピングではなく「幾何学」によって実質的に超伝導を設計した。超伝導体は抵抗損失ゼロで電流を運び、ICTインフラだけで既に世界の電力の約6〜12%を消費していることから、より頑健な高温超伝導体はエネルギー効率のはるかに高い電子機器・電力網・量子デバイスを可能にしうる。研究はNature Communications誌に掲載された。

In a programmatic paper in PNAS, a group of physicists, chemists and materials scientists laid out a strategy for systematically pursuing a practical room-temperature superconductor — a material that would carry electricity with zero resistance under everyday conditions. Rather than reporting a single new material, the paper synthesizes the current state of the field and argues that scattered, trial-and-error searches should be replaced by a coordinated program that tightly links theory, computational simulation and experiment.

The authors emphasize modern AI and high-throughput simulation methods as tools to predict promising candidate compounds and guide synthesis, and they call on the worldwide research community to join forces to systematically push the limits of superconductivity toward room temperature. The piece is a roadmap and appeal rather than a discovery, but it frames how the field's recent record-setting results might be turned into usable technology. It was published in the Proceedings of the National Academy of Sciences.

PNAS（米国科学アカデミー紀要）に掲載された戦略的論文で、物理学者・化学者・材料科学者のグループが、実用的な室温超伝導体——日常的な条件下で抵抗ゼロで電気を運ぶ材料——を体系的に追求するための戦略を提示した。この論文は単一の新材料を報告するものではなく、分野の現状を総合し、散発的な試行錯誤的探索を、理論・計算シミュレーション・実験を密接に結びつけた協調的なプログラムに置き換えるべきだと論じている。

著者らは、有望な候補化合物を予測し合成を導く手段として、最新のAIやハイスループット・シミュレーション手法を重視し、超伝導の限界を室温へと体系的に押し進めるために世界の研究コミュニティが力を合わせるよう呼びかけている。これは発見報告ではなくロードマップであり提言だが、近年の記録更新の成果をどのように実用技術へ結びつけるかの枠組みを示している。米国科学アカデミー紀要（PNAS）に掲載された。

A Harvard-led team (first author Pieter-Jan Stas, in the group of Mikhail Lukin) demonstrated how distributed quantum entanglement could enable optical interferometry at the single-photon level across a quantum network — a proof-of-concept step toward telescope arrays with far higher resolution. Using entangled quantum memories built from silicon-vacancy centers in diamond nanocavities, the researchers performed a non-local differential phase measurement of weak incoming light between two spatially separated stations connected by a fiber link with a baseline of up to 1.55 km.

The protocol combines event-ready remote entanglement, "photon mode erasure" that hides the which-path information of separately arriving optical modes, and non-local, non-destructive photon heralding. In conventional long-baseline optical interferometry — the technique that, at radio wavelengths, produced the first image of a black hole (M87, 2019) — sensitivity at low light levels is limited by quantum noise and photon loss; distributing entanglement is a route to overcome those limits. Applications range from long-baseline astronomy to microscopy. The study was published in Nature.

ハーバード大学を中心とするチーム（筆頭著者ピーター＝ヤン・スタス氏、ミハイル・ルーキン教授グループ）が、分散した量子エンタングルメントを用いて、量子ネットワーク越しに単一光子レベルの光干渉計測を行う手法を実証した——はるかに高い分解能をもつ望遠鏡アレイへの原理実証的な一歩である。研究者らは、ダイヤモンド・ナノキャビティ中のシリコン空孔（SiV）中心から作った量子メモリのエンタングルメントを利用し、最大1.55 kmの基線長をもつ光ファイバーで結ばれた、空間的に離れた2つの観測局の間で、微弱な入射光の非局所的な差分位相測定を行った。

このプロトコルは、準備完了型（event-ready）の遠隔エンタングルメント、別々に到来する光モードの「どちらの経路か」の情報を隠す「光子モード消去」、そして非局所・非破壊の光子ヘラルディングを組み合わせている。従来の長基線光干渉計——電波領域ではブラックホールの初撮像（M87、2019年）を生んだ技術——では、微弱光での感度が量子ノイズと光子損失に制限されるが、エンタングルメントを分配することがその限界を克服する道となる。応用は長基線天文学から顕微鏡まで及ぶ。研究はNature誌に掲載された。

Scientists from the University of Warsaw, the Military University of Technology (Poland), and Université Clermont Auvergne (CNRS, France) have created "optical tornadoes" — laser vortices carrying orbital angular momentum (OAM) — inside an extremely small liquid crystal structure called a toron. A toron is a self-organizing topological defect in liquid crystals that acts as a natural optical trap by generating a synthetic magnetic field for photons. By placing this toron inside an optical microcavity (a mirror-based structure that confines light), the team achieved ground-state OAM lasing for the first time ever — meaning the vortex light appeared in the lowest-energy state, not in an excited state as in all previous systems.

The key advantage is simplicity: instead of building complex nanostructures, the team used self-organizing liquid crystal materials whose vortex properties can be tuned with an external electric voltage. This opens a pathway toward simpler, scalable photonic devices for optical communication, quantum technologies, and microscopic object manipulation. The research was published in Science Advances.

ワルシャワ大学、軍事技術大学（ポーランド）、クレルモン・オーヴェルニュ大学（CNRS、フランス）の研究者たちが、液晶のトロン（toron）と呼ばれる極めて小さな自己組織化構造の内部で、軌道角運動量（OAM）を持つレーザー渦——いわば「光の竜巻（optical tornado）」——を生成することに成功した。トロンは液晶中の自己組織化トポロジカル欠陥であり、光子に対する合成磁場を生成することで天然の光トラップとして機能する。このトロンを光マイクロキャビティ（鏡構造で光を閉じ込める装置）内に配置することで、世界で初めて基底状態でのOAMレーザー発振を達成した——従来のシステムでは全て励起状態でのみ観測されていた渦光が、最低エネルギー状態で出現したことを意味する。

最大の利点は簡便さにある。複雑なナノ構造を構築する代わりに、外部電圧で渦特性をチューニングできる自己組織化液晶材料を使用している。光通信、量子技術、微小物体操作のための、よりシンプルでスケーラブルなフォトニックデバイスへの道が開かれた。研究はScience Advances誌に掲載された。

A research team led by Prof. Ido Kaminer at the Technion-Israel Institute of Technology has achieved the first direct measurement of "dark points" (optical phase singularities) within light waves, confirming a 50-year-old theoretical prediction that these features can move faster than the speed of light. Published in Nature, the study used a uniquely developed ultrafast electron microscopy system at the Technion's Electron Microscopy Center, achieving record spatial and temporal resolution (few-tens-of-nanometers and three-femtosecond timescales).

The "dark points" are zero-amplitude locations (vortices) in wave interference patterns — they carry no mass, energy, or information, meaning their superluminal motion does not violate Einstein's relativity. The experiments were conducted in hexagonal boron nitride (hBN), where light converts into polaritons (hybrid light-sound waves) that move ~100 times slower than light in vacuum, creating an ideal environment for tracking vortex dynamics. The team tracked ~50 singularities per frame across a 21×21 µm field over 800 femtoseconds, including dramatic pair-annihilation events with apparent superluminal acceleration. The result represents a universal law applying to all wave types — from sound and fluid flows to superconductors — and provides a powerful new nanoscale diagnostic tool. This is an extensive international collaboration involving the Technion, Bar-Ilan University, MIT, Harvard, Stanford, SIOM, Milano-Bicocca, and ICFO.

テクニオン・イスラエル工科大学のIdo Kaminer教授が率いる研究チームが、光波中の「暗点」（光学的位相特異点）の速度を史上初めて直接測定し、これらが光速を超えるという50年前の理論的予測を実験的に確認した。Nature誌に掲載されたこの研究は、テクニオンの電子顕微鏡センターで独自開発された超高速電子顕微鏡システムを使用し、数十ナノメートル・3フェムト秒の記録的な時空間分解能を達成した。

「暗点」とは波の干渉パターン内に存在する振幅ゼロの点（渦）であり、質量・エネルギー・情報を持たないため、超光速運動はアインシュタインの相対性理論に違反しない。実験は六方晶窒化ホウ素（hBN）中で行われ、この材料では光がポラリトン（光と音のハイブリッド波）に変換されて真空中の光速の約100分の1で伝搬するため、渦のダイナミクスを追跡する理想的な環境となる。チームは21×21 µmの視野で800フェムト秒にわたりフレームあたり約50個の特異点を追跡し、見かけ上の超光速加速を伴う対消滅イベントも捉えた。この成果は音波・流体・超伝導体を含む全ての波動に適用される普遍法則を示し、ナノスケールの新たな診断ツールとなる。テクニオン、バルイラン大学、MIT、ハーバード、スタンフォード、SIOM、ミラノ・ビコッカ大学、ICFOの国際共同研究である。

Researchers at Drexel University have discovered that simple liquids — fluids that flow freely — can fracture like solid objects when stretched with enough force. Published in Physical Review Letters, the study shows that viscous liquids undergo brittle fracture at a critical stress of approximately 2 megapascals (MPa). This had never before been observed in a simple liquid and challenges long-held assumptions in fluid mechanics, where fracture was considered a property exclusive to solids and elastic materials.

The team first observed the phenomenon in tar-like hydrocarbon blends during extensional rheology tests, and confirmed it in styrene oligomer at the same viscosity. The fracture produced a loud snapping noise audible to researchers. By varying temperature to change viscosity, they found a consistent critical stress threshold, suggesting this behavior may be universal across all simple liquids. The mechanism may be related to cavitation — the formation and rapid collapse of vapor bubbles under tension. Applications range from 3D printing and fiber spinning to hydraulic systems and biomedical fluid dynamics.

ドレクセル大学の研究者たちが、自由に流動する「単純液体」が十分な力で引き伸ばされると固体のように破断することを発見した。Physical Review Letters誌に掲載されたこの研究では、粘性液体が約2メガパスカル（MPa）の臨界応力で脆性破断を起こすことが示された。単純液体でこのような現象が観測されたのは史上初めてであり、破断は固体や弾性材料に限定された性質であるとする流体力学の長年の常識を覆す結果となった。

チームはまずタール状の炭化水素混合物の伸長レオロジー試験中にこの現象を観測し、同じ粘性のスチレンオリゴマーでも確認した。破断時には研究者に聞こえるほどの大きなスナップ音が発生した。温度を変えて粘性を変化させたところ、一貫した臨界応力閾値が見出され、この挙動は全ての単純液体に普遍的である可能性が示唆された。メカニズムはキャビテーション（引張応力下での蒸気泡の形成と急激な崩壊）に関連する可能性がある。応用は3Dプリンティング、繊維紡糸から油圧システム、生物医学的流体力学まで多岐にわたる。

A team of researchers has demonstrated that soliton "bullets" — self-confined, propagating wave patterns that hold their shape — can be steered along two distinct diagonal paths in liquid crystal films by introducing controlled strain through opposing molecular alignments at cell surfaces. Published in the Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), the study reveals that flexoelectric coupling between the liquid crystal molecules and applied electric fields creates asymmetric forces that guide soliton trajectories, with the propagation angle dynamically tunable via electric field frequency.

This finding illustrates a broader principle in materials science: the internal geometry and stress fields of a material can shape how energy moves through it. In this case, carefully designed strain fields turn a simple liquid-crystal film into a microscopic racetrack for solitons. Such control could eventually help researchers design active or autonomous materials that transport energy, particles, or signals without mechanical components, with potential applications in targeted micro-cargo delivery and information transport.

研究チームが、ソリトン「弾丸」——形状を保ったまま伝搬する自己閉じ込め波動パターン——を液晶フィルム中の2つの異なる斜め方向に誘導できることを実証した。米国科学アカデミー紀要（PNAS）に掲載されたこの研究では、セル表面の対向する分子配向による制御された歪みの導入と、液晶分子と印加電場間のフレクソ電気結合が非対称な力を生み、ソリトンの軌道を導くことを示している。伝搬角度は電場周波数により動的にチューニング可能である。

この発見は材料科学の広範な原理を示している：材料の内部幾何学と応力場が、エネルギーの移動方向を規定しうるのである。この場合、注意深く設計された歪み場が、単純な液晶フィルムをソリトンのための微視的レーストラックに変換する。この制御技術は将来、機械部品なしでエネルギー・粒子・信号を輸送する能動・自律材料の設計に応用でき、標的マイクロカーゴ配送や情報伝達への応用が期待される。

NASA's Hubble Space Telescope has captured a spectacular new image of the Crab Nebula — 25 years after its first comprehensive observation. The result, published in The Astrophysical Journal, provides an unparalleled view of how this iconic supernova remnant (linked to the 1054 CE supernova recorded by Chinese astronomers) has expanded and evolved. Hubble's Wide Field Camera 3 (WFC3), installed in 2009, reveals extraordinary filamentary detail and measurable outward movement of the nebula's filaments at approximately 5.5 million km/h (3.4 million mph).

The filaments around the periphery have moved more than those near the center, and rather than stretching, they appear to have simply moved outward. This is because the Crab is a pulsar wind nebula: its expansion is driven not by shockwaves from the initial explosion, but by synchrotron radiation produced by the interaction between the central pulsar's magnetic field and the nebula's material. The new higher-resolution observations also provide additional insights into the 3D structure of the nebula and reveal two previously unidentified features nearly diametrically opposite the pulsar. Combined with James Webb Space Telescope infrared data from 2024, these observations will help build a more complete picture of the supernova's continuing aftermath.

NASAのハッブル宇宙望遠鏡が、最初の包括的観測から25年ぶりにカニ星雲の壮観な新画像を撮影した。The Astrophysical Journal誌に掲載された成果は、1054年に中国の天文学者が記録した超新星に由来するこの象徴的な超新星残骸がどのように膨張・進化してきたかを比類のない詳細さで示している。2009年に設置された広視野カメラ3（WFC3）は、精緻なフィラメント構造と約550万km/h（340万マイル/h）での外向きの運動を捉えた。

周縁部のフィラメントは中心部付近よりも大きく移動しており、引き伸ばされるのではなく単純に外向きに移動している。これはカニ星雲がパルサー風星雲であるためで、膨張は初期爆発の衝撃波ではなく、中心パルサーの磁場と星雲物質の相互作用が生むシンクロトロン放射によって駆動されている。より高解像度の新観測は星雲の3D構造に関する追加的知見も提供し、パルサーのほぼ正反対に位置する2つの未同定特徴も明らかにした。2024年のジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡による赤外線データと組み合わせることで、超新星のその後の全体像がより完全なものになると期待される。

A team led by Andrea Carminati, Professor of Soil Physics at ETH Zurich, and Tim Brodribb, Professor of Plant Physiology at the University of Tasmania, has discovered that a plant's water uptake limit is determined not by the plant itself, but by the physics of the soil. Published in Science, the study demonstrates that when soil water potential drops below -1.5 megapascals, capillary and viscous forces in soil pores increase to the point where plants cannot extract water fast enough to meet their needs — regardless of the plant's internal adaptations.

This finding provides a fundamental explanation for why decades of efforts to breed drought-resistant crops have had limited success: plant breeders have been optimizing plant physiology, but the real bottleneck lies in soil physics. The capillary physics that govern water movement through soil pores not only predict when soil becomes too dry but also what occurs high up in leaves. This convergence of soil physics and plant physiology offers a new framework for understanding how land plants function under drought conditions and could redirect agricultural strategies toward soil engineering and water management rather than solely modifying plant traits.

ETH Zurichの土壌物理学教授Andrea Carminatiとタスマニア大学の植物生理学教授Tim Brodribbが率いる研究チームが、植物の吸水限界を決定するのは植物自身ではなく土壌の物理であることを発見した。Science誌に掲載されたこの研究は、土壌の水ポテンシャルが-1.5メガパスカル以下に低下すると、土壌孔隙内の毛管力と粘性力が増大し、植物がどのような内部適応を持っていても必要な速度で水を抽出できなくなることを実証している。

この発見は、数十年にわたる乾燥耐性作物の品種改良努力がなぜ限定的な成功に留まってきたかの根本的な説明を提供する。育種家は植物生理を最適化してきたが、真のボトルネックは土壌物理にあったのである。土壌孔隙を通る水の移動を支配する毛管物理学は、土壌が乾きすぎるタイミングだけでなく、葉の高所で何が起こるかまでも予測する。土壌物理と植物生理のこの収束は、乾燥条件下での陸上植物の機能を理解する新たな枠組みを提供し、農業戦略を植物形質の改変のみから土壌工学・水管理へと方向転換させる可能性がある。

Scientists at the University of Massachusetts Amherst and UC Santa Barbara have demonstrated chip-scale laser and ion-trap components that could drastically shrink quantum computing hardware from room-sized systems to something the size of a deck of cards. The team replaced large, vibration-isolated precision lasers with small photonic chips based on ultra-low-loss silicon nitride, and showed for the first time that these integrated photonic lasers can control trapped ion qubits and drive optical clock operations at room temperature.

The achievement is comparable to the integrated circuit revolution of the 1970s–90s that shrank classical computers from room-sized machines to smartphones. The system already achieves high-fidelity qubit state preparation and measurement. The next goal is full monolithic integration — combining the ion trap chip, laser chip, optical cavity chip, and all photonics onto a single unified quantum system-on-a-chip, potentially enabling millions of qubits on one chip. The results were published in Nature Communications.

マサチューセッツ大学アマースト校とカリフォルニア大学サンタバーバラ校の研究チームが、量子コンピュータのハードウェアを部屋サイズからトランプのデッキ程度のチップスケールにまで縮小できるレーザー・イオントラップ技術を実証した。超低損失窒化シリコンベースの小型フォトニックチップで従来の大型精密レーザーを置き換え、室温で動作するイオントラップ量子ビットの制御と光時計操作に初めて成功した。

この成果は、1970〜90年代に古典コンピュータを部屋サイズからスマートフォンへと縮小した集積回路革命に匹敵する。システムはすでに高忠実度の量子ビット状態準備・測定を達成している。次の目標は、イオントラップチップ、レーザーチップ、光共振器チップ、全フォトニクスを単一のモノリシック量子システム・オン・チップに統合することであり、1つのチップに数百万の量子ビットを搭載できる可能性がある。成果はNature Communications誌に掲載された。

Quantum physicists at the Australian National University (ANU) have, for the first time, observed pairs of helium atoms entangled in motion — simultaneously existing in two places at once. Previous demonstrations of this phenomenon used photons (particles of light), but unlike photons, helium atoms have mass and are affected by gravity, making this a major experimental advancement.

The team cooled helium atoms to near absolute zero, collided two groups head-on, and observed that each atom traveled both paths simultaneously until the moment of measurement. The results violated Bell's inequality, ruling out any classical explanation. This opens new pathways for investigating the intersection of quantum mechanics and general relativity — one of the deepest unanswered questions in physics. The research was published in Nature Communications.

オーストラリア国立大学（ANU）の量子物理学者たちが、史上初めてヘリウム原子のペアが運動中にもつれ合い、同時に2か所に存在する様子を観測した。従来の同種の実験は光子（質量を持たない光の粒子）で行われていたが、ヘリウム原子は質量を持ち重力の影響を受けるため、これは画期的な実験的進歩である。

チームはヘリウム原子を絶対零度近くまで冷却し、2つのグループを正面衝突させた結果、各原子が測定の瞬間まで同時に両方の経路を辿っていたことを確認した。結果はベルの不等式を破り、古典的な説明を完全に排除した。この成果は、量子力学と一般相対性理論の交差点——物理学における最も深い未解決問題の一つ——を探求する新たな道を切り開くものである。研究はNature Communications誌に掲載された。

Researchers at the Université libre de Bruxelles (ULB), University of Gdansk, and the Polish Academy of Sciences have introduced a universal self-testing scheme that can verify any quantum state or measurement — including mixed states and non-projective measurements — in a fully device-independent manner. The protocol places a device within a simple star-shaped quantum network and analyzes correlations between measurement outputs to determine whether the quantum properties match theoretical predictions, without trusting the device's internal workings.

This breakthrough directly addresses a critical challenge for quantum computing: how to verify that a remotely accessible quantum computer truly produces genuine quantum results. The scheme makes it possible to certify any quantum protocol as device-independent, dramatically improving security and reliability. The paper was published in Nature Physics.

ブリュッセル自由大学（ULB）、グダニスク大学、ポーランド科学アカデミーの研究者たちが、任意の量子状態や測定——混合状態や非射影測定を含む——をデバイス非依存な方法で検証できる普遍的な自己テストスキームを導入した。このプロトコルは、星型の量子ネットワーク内にデバイスを配置し、測定出力間の相関を解析することで、デバイスの内部構造を信頼することなく量子特性が理論的予測と一致するかどうかを判定する。

この成果は、リモートアクセス可能な量子コンピュータが本当に真正な量子結果を生成しているかどうかを検証するという重大な課題に直接対応するものである。あらゆる量子プロトコルをデバイス非依存として認証することが可能になり、セキュリティと信頼性が飛躍的に向上する。論文はNature Physics誌に掲載された。

Researchers at the University of Waterloo and the Perimeter Institute for Theoretical Physics have developed a new framework for understanding the Big Bang using Quadratic Quantum Gravity — a theory that remains mathematically consistent even at the extremely high energies present at the universe's birth. Unlike most existing models that rely on Einstein's gravity plus additional components added by hand, this approach derives cosmic inflation naturally from the quantum gravitational theory itself, without extra ingredients.

The model predicts a minimum amount of primordial gravitational waves (a tensor-to-scalar ratio of at least 0.01), which may be detectable in upcoming CMB experiments. The theory is asymptotically free in the UV — analogous to quantum chromodynamics (QCD) — and general relativity emerges in the infrared as the theory becomes strongly coupled. Published in Physical Review Letters, this work offers a rare direct link between quantum gravity and experimentally testable predictions.

ウォータールー大学とペリメーター理論物理学研究所の研究チームが、二次量子重力（Quadratic Quantum Gravity）を用いてビッグバンを理解するための新しい枠組みを開発した。この理論は、宇宙の誕生時に存在した極めて高いエネルギーにおいても数学的に整合性を保つ。従来のほとんどのモデルがアインシュタインの重力理論に追加要素を手動で加えていたのに対し、このアプローチは宇宙のインフレーションを量子重力理論そのものから自然に導出する。

モデルは原始重力波の最小量（テンソル対スカラー比0.01以上）を予測しており、将来のCMB実験で検出可能である。この理論は紫外領域で漸近的自由——量子色力学（QCD）に類似——であり、一般相対性理論は赤外領域で強結合となった際に有効理論として出現する。Physical Review Letters誌に掲載されたこの研究は、量子重力と実験的に検証可能な予測との間の稀有な直接的結びつきを提供する。

Physicists led by John Goold at Trinity College Dublin have developed a unified theoretical framework that explains both classical and quantum versions of the Mpemba effect — the counterintuitive phenomenon where systems further from equilibrium relax faster than those closer to it. First noticed in 1963 when Tanzanian student Erasto Mpemba observed hot ice cream freezing faster than cold, analogous effects have since been found in polymers, magnetic materials, and even trapped ions in quantum experiments.

Using resource theory from quantum information, the team showed that in each case, rapid relaxation occurs when a system's initial state has minimal overlap with the slowest relaxation mode, allowing it to bypass bottlenecks. This single principle — applicable to thermal energy, asymmetry, and quantum coherence — unifies previously disconnected phenomena and may guide engineering of ultrafast cooling techniques. Published in Physical Review X.

ダブリン大学トリニティ・カレッジのJohn Goold率いる物理学者チームが、古典と量子の両方のムペンバ効果——平衡から遠い系が近い系より速く緩和するという直感に反する現象——を統一的に説明する理論的枠組みを開発した。1963年にタンザニアの学生エラスト・ムペンバが熱いアイスクリームが冷たいものより速く凍ることに気づいて以来、類似の効果はポリマー、磁性材料、そして量子実験のイオントラップでも発見されてきた。

量子情報理論のリソース理論を用いて、チームはいずれの場合にも、系の初期状態が最も遅い緩和モードとの重なりが最小のとき急速な緩和が起こることを示した。この単一の原理——熱エネルギー、非対称性、量子コヒーレンスに適用可能——は、これまで無関係と思われていた現象を統一し、超高速冷却技術の設計を導く可能性がある。Physical Review X誌に掲載。

Researchers at the University of Manchester have developed a physics-based AI approach that, for the first time, enables accurate global-scale predictions of how dissolved organic carbon moves between seawater and marine sediments — a previously unquantifiable component of Earth's carbon cycle. The team trained AI emulators to reproduce the behavior of complex mechanistic models that are normally too computationally demanding to run at planetary scale.

Key findings: 11% of particulate organic carbon arriving at the seafloor is returned to seawater as dissolved organic carbon; 24% is adsorbed onto minerals; and approximately half of all solid-phase organic carbon in the upper metre of sediments originates from dissolved carbon sorbed onto minerals. Unexpectedly, the simplest AI algorithms outperformed deep learning architectures, providing rare empirical support for Occam's Razor in AI model development. This framework can be integrated into global circulation models to improve climate predictions.

マンチェスター大学の研究者たちが、物理学ベースのAIアプローチを開発し、海水と海洋堆積物の間で溶存有機炭素がどのように移動するか——地球の炭素循環においてこれまで定量化できなかった要素——を初めて全球スケールで正確に予測することに成功した。チームは、通常は惑星スケールで実行するには計算負荷が大きすぎる複雑なメカニスティックモデルの挙動を再現するAIエミュレーターを訓練した。

主な発見：海底に到達した粒子状有機炭素の11%が溶存有機炭素として海水に戻る。24%が鉱物に吸着される。堆積物上部1メートルの固体有機炭素の約半分は、鉱物に吸着した溶存炭素に由来する。意外にも、最も単純なAIアルゴリズムがディープラーニングアーキテクチャを上回る精度を示し、AIモデル開発における「オッカムの剃刀」の稀な実証的裏付けとなった。この枠組みは全球循環モデルに統合して気候予測の精度向上に活用できる。

Researchers at the University of Houston's Texas Center for Superconductivity (TcSUH) have achieved a superconducting transition temperature (Tc) of 151 K (about −122 °C) under ambient pressure — the highest ever recorded at ambient pressure since the discovery of superconductivity in 1911. This breaks the previous record of 133 K held by the mercury-based cuprate Hg1223 since 1993, an increase of 18 K.

The breakthrough was achieved through pressure quenching: the material (Hg1223) is first subjected to intense pressure to enhance its superconducting properties, cooled to a specific temperature, then rapidly released from pressure — effectively "locking in" the enhanced state under normal conditions. The pressure-quenched phase is metastable: it survived for at least three days when held at 77 K, and its T_c degraded once the sample was warmed above 200 K. Five crystals (S1–S5) were measured, with retained ambient-pressure T_c values spanning 139–151 K; the record 151 K came from a quench at 18.9 GPa and 4.2 K. While room-temperature superconductivity remains approximately 140 °C away, this result demonstrates a new methodology that could be applied to other candidate materials. Published in the Proceedings of the National Academy of Sciences.

ヒューストン大学テキサス超伝導センター（TcSUH）の研究チームが、常圧下で超伝導転移温度（Tc）151 K（約−122 °C）を達成した——1911年の超伝導発見以来、常圧で記録された最高温度である。これは1993年以来保持されていた水銀系銅酸化物Hg1223の133 Kの記録を18 K上回る。

この突破口は圧力急冷（pressure quenching）によって達成された。材料（Hg1223）にまず強い圧力をかけて超伝導特性を増強し、特定の温度まで冷却した後、圧力を急速に解放する。これにより増強された状態が通常条件下で「固定」される。圧力急冷相は準安定であり、77 Kに保持した状態では少なくとも3日間維持されたが、200 Kを超えて昇温するとTcは劣化した。測定は5個の結晶（S1〜S5）で行われ、常圧で保持されたTcは139〜151 Kに分布している。記録値の151 Kは18.9 GPa・4.2 Kで急冷した試料で得られた。室温超伝導にはまだ約140 °Cの距離があるが、この結果は他の候補材料にも適用可能な新しい方法論を実証した。米国科学アカデミー紀要（PNAS）に掲載。

Astronomers have for the first time directly observed the birth of a magnetar — a highly magnetized, rapidly spinning neutron star — confirming it as the engine powering some of the universe's most luminous stellar explosions. The discovery was made through analysis of the superluminous supernova SN 2024afav, detected in December 2024 approximately one billion light-years from Earth. This event was at least 10 times brighter than typical supernovae and was monitored for over 200 days using 27 telescopes worldwide via the Las Cumbres Observatory (LCO) network.

The key evidence came from a distinctive "chirp" pattern in the supernova's light curve — four periodic oscillations with progressively shorter intervals. Lead researcher Joseph Farah (UC Santa Barbara / LCO) demonstrated that this pattern is explained by Lense-Thirring precession, a general relativistic effect where the spinning magnetar drags spacetime, causing a tilted accretion disk of fallback debris to wobble. As the disk spirals inward, the precession accelerates, producing the observed chirp. This marks the first time general relativity has been needed to describe the mechanics of a supernova.

The findings, published in Nature on March 11, 2026, confirm a theory proposed in 2010 by UC Berkeley astrophysicist Dan Kasen, who suggested magnetars could power superluminous supernovae. The estimated spin period of the newborn magnetar is 4.2 milliseconds, with a magnetic field approximately 300 trillion times that of Earth. This discovery opens a new window for testing general relativity in extreme environments and is directly relevant to the physics of neutron stars, quantum gravity, and fundamental physics.

天文学者たちが史上初めて、マグネター（超強磁場を持つ高速回転中性子星）の誕生を直接観測することに成功した。この発見により、マグネターが宇宙で最も明るい恒星爆発の一部を駆動するエンジンであることが確認された。この観測は、2024年12月に地球から約10億光年離れた場所で検出された超高輝度超新星 SN 2024afav の解析を通じて達成された。この現象は通常の超新星の少なくとも10倍の明るさを持ち、ラス・クンブレス天文台（LCO）の世界規模の望遠鏡ネットワーク27台を用いて200日以上にわたり観測された。

決定的な証拠は、超新星の光度曲線に現れた特徴的な「チャープ（chirp）」パターンから得られた。これは周期が次第に短くなる4回の光度振動である。主任研究者のJoseph Farah（カリフォルニア大学サンタバーバラ校／LCO）は、このパターンがレンス・ティリング歳差運動（Lense-Thirring precession）によって説明されることを示した。これは一般相対性理論の効果であり、高速回転するマグネターが時空を引きずることで、傾いた降着円盤が歳差運動（ぐらつき）を起こす現象である。円盤が内側に螺旋状に落ち込むにつれて歳差が加速し、観測されたチャープが生じる。超新星の力学を記述するために一般相対性理論が必要とされたのは、これが史上初めてのことである。

この成果は2026年3月11日付のNature誌に掲載され、カリフォルニア大学バークレー校の天体物理学者Dan Kasenが2010年に提唱した「マグネターが超高輝度超新星を駆動する」という理論を裏付けるものとなった。誕生したばかりのマグネターの推定スピン周期は4.2ミリ秒、磁場の強さは地球の約300兆倍と算出された。この発見は、極限環境における一般相対性理論の検証に新たな窓を開くものであり、中性子星物理学、量子重力理論、基礎物理学に直接的に関係する重要な成果である。

Researchers at the University of Rochester and the Rochester Institute of Technology have built a "squeezed" phonon laser — a laser made of phonons (the quantized units of vibration or sound) rather than photons. By optically levitating a roughly 100-nanometer silica nanoparticle in vacuum and applying carefully timed parametric driving to its transverse oscillation modes, the team sharply reduced the intrinsic thermal noise that normally limits such systems. The work was published in Nature Communications on 30 March 2026.

Because the fluctuations are suppressed, the device can measure acceleration — and therefore gravity and other weak forces — more precisely than photon-based lasers or radio-frequency sources. The group, led by Nick Vamivakas, first demonstrated a phonon laser in 2019; the new advance is the "squeezing" that tames the noise. Potential applications include ultra-sensitive force sensing and "unjammable," satellite-free quantum navigation, sometimes described as a quantum compass.

ロチェスター大学とロチェスター工科大学の研究者たちが、光子ではなくフォノン（振動・音の量子）でつくる「絞り込み（スクイーズド）フォノンレーザー」を実現した。真空中で約100ナノメートルのシリカ微粒子を光で浮揚させ、その横方向の振動モードに精密なタイミングのパラメトリック駆動を加えることで、こうした系の限界となる固有の熱雑音を大幅に低減した。研究は2026年3月30日付でNature Communications誌に掲載された。

揺らぎが抑えられた結果、この装置は加速度——ひいては重力やその他の微小な力——を、光子レーザーや高周波（RF）源よりも高精度に測定できる。Nick Vamivakas教授らのチームは2019年にフォノンレーザーを初めて実証しており、今回の進展はその雑音を抑える「スクイーズ（絞り込み）」にある。超高感度な力センシングや、衛星に頼らず妨害されにくい量子ナビゲーション（量子コンパス）への応用が期待される。

At the 2026 Rencontres de Moriond conference, the CMS collaboration at CERN's Large Hadron Collider reported a new, statistically independent measurement consistent with "toponium" — a fleeting quasi-bound state of a top quark and its antiquark. An excess of events near the top–antitop production threshold reached a statistical significance above five standard deviations, the conventional threshold for a discovery in high-energy physics. If genuine, toponium is the most massive composite particle ever observed, heavier even than the heaviest known atomic nucleus.

The top quark was long believed to decay far too quickly to form bound states, but in 2024 CMS first reported a threshold excess in dilepton events, and ATLAS subsequently corroborated the effect. This new CMS result uses a different decay channel — one top quark decaying to a lepton, a neutrino and a bottom quark, the other to jets — providing an independent confirmation and deepening understanding of how the strong nuclear force can momentarily bind even the heaviest quarks.

2026年のRencontres de Moriond会議で、CERNの大型ハドロン衝突型加速器（LHC）のCMS実験が、「トポニウム」——トップクォークと反トップクォークの一時的な準束縛状態——の存在と整合する新たな独立測定を発表した。トップ・反トップ対生成のしきい値近傍で観測された超過事象は、高エネルギー物理で発見の基準とされる5標準偏差（5σ）を超える統計的有意性に達した。もし本物であれば、トポニウムは既知で最も重い原子核すら上回る、史上最重の複合粒子となる。

トップクォークは束縛状態を形成するには崩壊が速すぎると長く考えられてきたが、2024年にCMSがまずダイレプトン事象でしきい値超過を報告し、続いてATLASがこの効果を裏付けた。今回のCMSの結果は別の崩壊チャンネル——一方のトップがレプトン・ニュートリノ・ボトムクォークに、もう一方がジェットに崩壊する過程——を用いており、独立した確認を与えるとともに、強い相互作用が最重のクォークすら一瞬束縛しうる仕組みの理解を深めるものである。

On 24 March 2026, CERN's BASE collaboration achieved the first controlled, reversible transport of antimatter. A cloud of 92 antiprotons was held in a portable cryogenic Penning trap called BASE-STEP (about one tonne), disconnected from the Antimatter Factory, loaded onto a truck, and driven on a test loop around CERN's Meyrin site — after which the experiment resumed operation. Antimatter is notoriously hard to preserve because it annihilates instantly on contact with ordinary matter.

BASE's ultra-precise measurements of antiproton properties, which probe the matter–antimatter symmetry known as CPT symmetry, are limited by magnetic-field noise near the Antimatter Factory. Being able to move trapped antiprotons to quieter, dedicated laboratories — such as a planned facility at Heinrich Heine University Düsseldorf — could improve precision by orders of magnitude. The team validated the concept with ordinary protons in 2025; this is the first time it has worked with antimatter, marking what the collaboration calls the start of a new era.

2026年3月24日、CERNのBASE実験チームが、反物質の制御された可逆的な輸送に世界で初めて成功した。92個の反陽子の雲を「BASE-STEP」と呼ばれる可搬型の極低温ペニングトラップ（約1トン）に閉じ込め、反物質ファクトリーから切り離してトラックに積み込み、CERNのメイラン構内をテスト走行——その後、実験運転を再開した。反物質は通常の物質と接触すると即座に対消滅するため、保存が極めて困難である。

BASEが行う反陽子の超高精度測定（物質・反物質の対称性であるCPT対称性の検証）は、反物質ファクトリー近傍の磁場雑音によって制限されている。閉じ込めた反陽子をより静かな専用実験室——たとえばハインリヒ・ハイネ大学デュッセルドルフに計画中の施設——へ運べれば、精度を桁違いに向上できる可能性がある。チームは2025年に通常の陽子で原理実証を行っており、反物質での成功は今回が初めてで、チームはこれを「新時代の幕開け」と表現している。

In a paper published in Nature Communications on 20 March 2026, CERN's ALICE collaboration reported a common flow pattern across proton–proton, proton–lead and lead–lead collisions at the LHC. The key signature is anisotropic flow — particles being emitted preferentially in certain directions rather than uniformly — which in heavy-ion collisions is interpreted as evidence for the quark–gluon plasma (QGP), the hot, dense state of deconfined quarks and gluons that filled the universe in the first microseconds after the Big Bang.

Crucially, baryons (made of three quarks) showed stronger flow than mesons (two quarks) at intermediate momenta — the same coalescence behaviour seen in large heavy-ion systems, in which quark-level flow is followed by quarks combining into hadrons. Models including both quark flow and coalescence reproduced the data, while those omitting either failed. The result strengthens the case that QGP-like collective behaviour can emerge even in small collision systems, suggesting the size of the colliding system may not be the limiting factor for forming QGP.

2026年3月20日付でNature Communications誌に掲載された論文で、CERNのALICE実験が、LHCにおける陽子・陽子、陽子・鉛、鉛・鉛の各衝突に共通する流れのパターンを報告した。鍵となる兆候は「異方性フロー」——粒子が一様にではなく特定方向に優先的に放出される現象——であり、重イオン衝突ではこれがクォーク・グルーオンプラズマ（QGP、ビッグバン直後の数マイクロ秒に宇宙を満たした、クォークとグルーオンが閉じ込めを解かれた高温高密度状態）の証拠と解釈される。

特に、中間運動量領域でバリオン（3クォーク）がメソン（2クォーク）より強いフローを示した。これは大きな重イオン系で見られるのと同じ「再結合（coalescence）」の振る舞い——クォークレベルのフローの後にクォークがハドロンに結合する——である。クォークのフローと再結合の両方を取り入れたモデルはデータを再現したが、どちらかを除いたモデルは再現できなかった。この結果は、QGP的な集団的振る舞いが小さな衝突系でも生じうることを補強し、QGP形成にとって衝突系の大きさが決定的な制約ではない可能性を示唆する。

At the 2026 Moriond conference, CERN's ATLAS collaboration presented new searches for supersymmetric (SUSY) particles using the full Run 2 dataset (2015–2018) and machine-learning techniques. Supersymmetry posits a "superpartner" for every Standard Model particle and could help explain the surprisingly small mass of the Higgs boson and the nature of dark matter — the lightest neutralino is a leading dark-matter candidate.

One search hunted for a "disappearing track" left by a chargino that decays into an invisible neutralino plus a hard-to-detect low-energy pion; another looked for heavier neutralinos decaying into the lightest stable neutralino and two low-momentum leptons. Neural networks were used to push sensitivity deep into difficult low-momentum regions. No SUSY particles were observed, but the searches set some of the most stringent limits to date on the masses and lifetimes of charginos and neutralinos, superseding longstanding previous bounds.

2026年のMoriond会議で、CERNのATLAS実験が、Run 2の全データ（2015〜2018年）と機械学習を用いた超対称性（SUSY）粒子の新たな探索結果を発表した。超対称性は標準模型の各粒子に「超対称パートナー」が存在すると予言する理論で、ヒッグス粒子の質量が意外に小さい謎や暗黒物質の正体を説明しうる——最も軽いニュートラリーノは有力な暗黒物質候補である。

一つの探索では、チャージーノが不可視のニュートラリーノと検出しにくい低エネルギーのπ中間子に崩壊する際に残る「消失飛跡（disappearing track）」を探した。別の探索では、重いニュートラリーノが最軽量で安定なニュートラリーノと2個の低運動量レプトンに崩壊する兆候を探した。ニューラルネットワークにより、難しい低運動量領域まで感度を押し広げた。SUSY粒子は観測されなかったが、これらの探索はチャージーノとニュートラリーノの質量・寿命に対し、従来の長年の制限を更新する過去最強級の制限を与えた。

The LHCb collaboration at CERN announced the first observation of the doubly charmed baryon Ξcc⁺ — a particle composed of two charm quarks and one down quark (ccd). It was seen decaying to the Λc⁺K⁻π⁺ final state with a statistical significance exceeding seven standard deviations, using proton–proton collision data collected in 2024 during LHC Run 3. Its mass is measured at about 3620 MeV/c², roughly four times the mass of a proton, which is why it is sometimes described as a heavy "proton-like" particle.

Ξcc⁺ is the isospin partner of Ξcc⁺⁺ (ccu), discovered by LHCb in 2017; an older SELEX claim for Ξcc⁺ at a different mass had never been confirmed. Observing both members of the doublet turns doubly charmed baryons into a precision laboratory for the strong interaction, allowing their masses and lifetimes to be compared against lattice-QCD and heavy-quark-expansion predictions. It is also the first new particle identified with the upgraded Run 3 LHCb detector.

CERNのLHCb実験が、2つのチャームクォークと1つのダウンクォーク（ccd）からなる二重チャームバリオン Ξcc⁺ の初観測を発表した。2024年のLHC Run 3期間に取得した陽子・陽子衝突データを用い、Λc⁺K⁻π⁺終状態への崩壊として、7標準偏差を超える統計的有意性で観測された。質量は約3620 MeV/c²で、陽子の約4倍にあたり、重い「陽子状」粒子と表現されることもある。

Ξcc⁺は、LHCbが2017年に発見したΞcc⁺⁺（ccu）のアイソスピン・パートナーである。Ξcc⁺については、かつてSELEX実験が別の質量で主張したものの確認されていなかった。二重項の両メンバーを観測したことで、二重チャームバリオンは強い相互作用の精密実験室となり、その質量や寿命を格子QCDや重クォーク展開の予測と比較できるようになる。これはアップグレードされたRun 3のLHCb検出器で同定された初めての新粒子でもある。

The SLAC-led SuperCDMS SNOLAB experiment announced that its detectors have been cooled to their base operating temperature — just tens of millikelvins, thousandths of a degree above absolute zero, and roughly 100 times colder than deep space — the condition required for its superconducting sensors to function. The experiment sits about 2 km underground in an active nickel mine near Sudbury, Canada, where the rock shields it from cosmic rays that could mimic dark-matter signals.

Using silicon and germanium crystals, SuperCDMS is designed to detect "light" (low-mass) dark matter particles, whose extremely weak interactions have so far evaded direct detection. With base temperature reached, the international collaboration of 24 institutions is now commissioning and calibrating its detectors, ahead of beginning its first science run later in 2026.

SLACが主導するSuperCDMS SNOLAB実験が、検出器を基底（運転）温度——絶対零度のわずか数千分の一度上、すなわち数十ミリケルビンで、深宇宙の約100倍冷たい——まで冷却したと発表した。これは超伝導センサーが機能するために必要な条件である。実験はカナダ・サドベリー近郊の稼働中のニッケル鉱山の地下約2 kmに設置されており、暗黒物質信号を模倣しうる宇宙線を岩盤が遮蔽している。

シリコンとゲルマニウムの結晶を用いるSuperCDMSは、相互作用が極めて弱く直接検出を逃れ続けてきた「軽い（低質量）暗黒物質」粒子の検出を狙う。基底温度に到達したことで、24機関からなる国際共同チームは現在、検出器のコミッショニングと較正を進めており、2026年後半に最初の科学観測（サイエンスラン）を開始する予定である。

Physicists at New York University demonstrated a classical time crystal built from millimetre-scale polystyrene (styrofoam) beads levitated in an acoustic standing wave — a tabletop "acoustic levitator" operating at 40 kHz. The trapped beads interact by scattering sound waves at one another; because beads of slightly different sizes scatter differently, these wave-mediated interactions are non-reciprocal — they break Newton's third law, which states that forces come in equal and opposite pairs.

This non-reciprocity lets even a minimal two-bead system harvest energy from the standing wave and settle into spontaneous, sustained oscillations without any periodic driving — a hallmark of a time crystal, which spontaneously breaks time-translation symmetry. The work was published in Physical Review Letters (6 February 2026) and highlighted in NYU's announcement on 16 March 2026, providing an unusually simple, hold-in-your-hand, macroscopic platform for studying non-reciprocal interactions.

ニューヨーク大学（NYU）の物理学者たちが、音響定在波中に浮揚させたミリメートルサイズのポリスチレン（発泡スチロール）ビーズでつくる古典的な時間結晶を実証した。卓上型の「音響浮揚装置」は40 kHzで動作する。捕捉されたビーズは互いに音波を散乱して相互作用するが、わずかに大きさの異なるビーズは散乱の仕方が異なるため、この波を介した相互作用は「非相反的」——作用・反作用が等しく逆向きであるとするニュートンの第三法則を破る——となる。

この非相反性により、わずか2個のビーズからなる最小系でも、定在波からエネルギーを取り込み、外部からの周期的駆動なしに自発的で持続的な振動に落ち着く。これは時間並進対称性を自発的に破る時間結晶の特徴である。研究はPhysical Review Letters誌（2026年2月6日）に掲載され、NYUの発表（2026年3月16日）で大きく取り上げられた。手に取れるほど単純なマクロスケールの系で、非相反相互作用を研究する新たな舞台を提供する。

An international team from IBM Research, the University of Oxford, the University of Manchester, ETH Zurich, EPFL and the University of Regensburg created and characterized C13Cl2 — a 13-carbon ring bearing two chlorine atoms — the first molecule to exhibit a "half-Möbius" electronic topology. In this topology the π-orbital basis twists by 90° on each loop around the ring and only becomes periodic after four full circuits, distinct from both ordinary (untwisted) and conventional Möbius (180°-twisted) systems. Published in Science on 5 March 2026, the molecule was assembled atom by atom with a scanning probe microscope on a thin salt layer near absolute zero.

Because the molecule has strong electron correlations and pronounced multireference character, the standard workhorse of computational chemistry — density functional theory (DFT) — proved unreliable for it. The team therefore ran the electronic-structure calculation on an IBM Heron quantum processor, one of the most concrete real-world chemistry applications of quantum hardware to date, confirming the exotic topology. Voltage pulses from the microscope tip can switch the molecule between left- and right-handed half-Möbius states and a topologically trivial planar form.

IBM Research、オックスフォード大学、マンチェスター大学、ETHチューリッヒ、EPFL、レーゲンスブルク大学の国際チームが、13個の炭素からなる環に2つの塩素原子が付いた分子 C13Cl2 を合成・解析し、「ハーフメビウス（half-Möbius）」型の電子トポロジーを持つ初めての分子であることを示した。このトポロジーでは、π軌道の基底が環を一周するごとに90°ねじれ、4周してはじめて周期的になる。これは通常の（ねじれのない）系や、従来のメビウス（180°ねじれ）系のいずれとも異なる。研究は2026年3月5日付でScience誌に掲載され、分子は絶対零度近傍で薄い塩（食塩）層上に走査型プローブ顕微鏡を用いて原子1個ずつ組み立てられた。

この分子は電子相関が強く多参照性が顕著なため、計算化学の定番手法である密度汎関数理論（DFT）では信頼できる記述ができなかった。そこでチームは電子構造計算をIBMのHeron量子プロセッサ上で実行し、この特異なトポロジーを確認した。これは量子ハードウェアの現実的な化学応用として最も具体的な例の一つである。顕微鏡探針からの電圧パルスにより、分子は左巻き・右巻きのハーフメビウス状態と、トポロジー的に自明な平面状態との間で切り替えることができる。

A team led by physicists at The University of Texas at Austin (Edoardo Baldini) experimentally realized, for the first time, the full sequence of phases of the two-dimensional six-state clock model — a paradigmatic theory of 2D magnetism proposed in the 1970s — in an atomically thin sheet of nickel phosphorus trisulfide (NiPS3). Reported in Nature Materials in early March 2026, the work shows long-range magnetic order surviving in a genuinely two-dimensional magnet despite the thermal fluctuations that usually destroy it.

Cooling the single-atom-thick sheet drove it into a Berezinskii–Kosterlitz–Thouless (BKT) phase, in which the atoms' magnetic orientations form swirling vortex patterns; further cooling locked the magnetic moments into one of six clock-like directions (the six-state clock ordered phase). Both transitions had been observed separately before, but never together as a complete sequence in a single system. The result establishes atomically thin magnets as a platform for studying topological phase transitions, with potential relevance to future ultracompact nanoscale technologies.

テキサス大学オースティン校（Edoardo Baldini）の物理学者らが率いるチームが、原子1層レベルの薄い硫化リン三ニッケル（NiPS3）において、1970年代に提唱された2次元磁性の代表的理論「2次元六状態クロックモデル」が予言する一連の相を、初めて完全な形で実験的に実現した。2026年3月初旬にNature Materials誌で報告されたこの研究は、通常は長距離磁気秩序を壊してしまう熱揺らぎにもかかわらず、真に2次元の磁石で磁気秩序が成立しうることを示している。

原子1層のシートを冷却していくと、原子の磁気方位が渦（ボルテックス）状のパターンを形成するベレジンスキー・コステリッツ・サウレス（BKT）相に入り、さらに冷やすと磁気モーメントが時計の文字盤のような6方向のいずれかに固定される「六状態クロック秩序相」へと移行した。これら2つの転移は別々には観測されていたが、単一の系で完全な一連の流れとして観測されたのは初めてである。この成果は、原子層磁石をトポロジカル相転移の研究プラットフォームとして確立し、将来の超小型ナノスケール技術にも関係しうる。

Researchers from the University of Birmingham, the Universidad Autónoma de Madrid, and the Max Planck Institute for Gravitational Physics report the first robust evidence that a neutron star and a black hole spiralled together on a noticeably oval (eccentric) orbit rather than the near-perfect circle expected just before merger. Re-analyzing the gravitational-wave event GW200105 — the first confidently confirmed neutron star–black hole (NSBH) merger — the team used a new post-Newtonian waveform model (pyEFPE) that, for the first time, measures orbital eccentricity and spin precession jointly in such a binary.

Standard theory predicts that NSBH pairs lose any eccentricity and circularize long before they merge, so a residual oval orbit is something never seen before in this kind of collision. The result implies that the system did not form quietly as an isolated pair, but more likely in a dense, dynamically active environment where many stars interact gravitationally. It suggests that current formation models are incomplete and that more sophisticated waveform models — capturing eccentricity together with spin effects — are needed to read the growing catalogue of gravitational-wave detections correctly. The study was published in The Astrophysical Journal Letters.

バーミンガム大学、マドリード自治大学、マックス・プランク重力物理学研究所の研究チームが、中性子星とブラックホールが合体直前に「ほぼ真円」ではなく明らかに「楕円（離心率を持つ）軌道」を描いて回り込んでいたという初の確かな証拠を報告した。確実に確認された初の中性子星・ブラックホール（NSBH）合体イベント GW200105 を再解析し、こうした連星で軌道離心率とスピン歳差を同時に測定できる新しいポストニュートニアン波形モデル（pyEFPE）を世界で初めて適用した。

標準的な理論では、NSBH連星は合体のはるか前に離心率を失って円軌道化すると予測されるため、合体直前まで残る楕円軌道はこの種の衝突では前例がない。この結果は、この系が孤立した連星として静かに形成されたのではなく、多数の星が重力的に相互作用する高密度かつ力学的に活発な環境で生まれた可能性が高いことを示唆する。現在の形成モデルが不完全であること、そして増え続ける重力波検出データを正しく読み解くには、離心率とスピン効果を同時に扱うより精緻な波形モデルが必要であることを示している。研究はThe Astrophysical Journal Letters誌に掲載された。

In 2023 the KM3NeT collaboration detected KM3-230213A, a neutrino with an estimated energy of about 220 PeV (>100 PeV) — by far the most energetic neutrino ever observed, more than an order of magnitude above anything in IceCube's catalogue (originally reported in Nature, 2025). The puzzle is that IceCube, with its longer data-taking period and larger effective area, should arguably have seen comparable events but did not, a tension quantified at roughly 2σ–3.5σ depending on the assumed source.

In a new study, Vedran Brdar and Dibya S. Chattopadhyay (Oklahoma State University) examine which beyond-the-Standard-Model (BSM) scenarios could resolve this KM3NeT–IceCube tension. Because the KM3NeT event traversed roughly 147 km of rock and sea before detection, whereas a same-direction neutrino at IceCube would pass through only about 14 km of ice, mechanisms that alter how neutrinos propagate or interact over different path lengths — rather than the astrophysical source alone — become attractive explanations. The work, published in Physical Review Letters, lays out concrete BSM possibilities and how future observations could test them, while standard astrophysical explanations remain on the table.

2023年、KM3NeT共同実験は推定エネルギー約220 PeV（>100 PeV）のニュートリノ KM3-230213A を検出した。これは観測史上群を抜いて最高エネルギーのニュートリノであり、IceCubeのカタログにある最高値を1桁以上上回る（最初の検出報告はNature誌2025年）。問題は、より長い観測期間と大きな有効面積を持つIceCubeが同程度のイベントを見ていてもよさそうなのに、実際には観測していない点で、この不一致は想定する発生源に応じておよそ2σ〜3.5σと見積もられている。

新しい研究で、Vedran BrdarとDibya S. Chattopadhyay（オクラホマ州立大学）は、このKM3NeTとIceCubeの不一致を解消しうる標準模型を超える（BSM）シナリオを検討した。KM3NeTのイベントは検出までに約147 kmの岩盤と海を通過するのに対し、同じ方向のニュートリノがIceCubeに届くには約14 kmの氷しか通らない。このため、天体物理的な発生源だけでなく、ニュートリノが異なる経路長で伝搬・相互作用する仕方を変えるメカニズムが有力な説明候補となる。Physical Review Letters誌に掲載されたこの論文は、具体的なBSMの可能性と、将来の観測でそれらをどう検証できるかを提示している。なお標準的な天体物理的説明も依然として排除されていない。

A team at the University of Illinois Urbana-Champaign (Grainger College of Engineering) showed, through simulations, that the spin waves — collective excitations called magnons — in a suitably engineered two-dimensional magnetic film can reproduce a graphene-like band structure. They studied a thin film that is uniformly magnetized out of plane and patterned with a hexagonal array of holes. The resulting magnonic band structure imitates that of graphene, but additionally carries some kagome-like character and a few flat bands, and can be captured by a nine-band tight-binding model.

Because magnons are charge-neutral and the lattice can be patterned freely, this analogue offers an unusually tunable platform for Dirac-like and topological physics. The authors describe band-gap engineering in 2D, topological magnon channels along one-dimensional phase boundaries, spectrally isolated modes at point (0D) defects, and a magnonic analogue of the quantum valley-Hall insulator. A key motivation is that such features normally appear only at hard-to-probe high frequencies in real 2D materials, so mapping them onto an engineered magnonic crystal brings them to more experimentally accessible scales. The work was published in Physical Review X.

イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校（グレインジャー工学部）のチームが、適切に設計した2次元の磁性薄膜中のスピン波——マグノンと呼ばれる集団励起——が、グラフェン的なバンド構造を再現しうることを、シミュレーションによって示した。対象としたのは、面直方向に一様に磁化され、六角形に穴を配列した薄膜である。得られるマグノンのバンド構造はグラフェンを模すが、加えてカゴメ格子的な性質といくつかのフラットバンドを併せ持ち、9バンドのタイトバインディング模型で記述できる。

マグノンは電荷を持たず、格子を自由にパターニングできるため、このアナログはディラック的・トポロジカルな物理を調べる極めて制御性の高いプラットフォームとなる。著者らは、2次元でのバンドギャップ設計、1次元の相境界に沿うトポロジカル・マグノンの伝播路、点（0次元）欠陥におけるスペクトル的に孤立したモード、さらに量子バレーホール絶縁体のマグノン版アナログを示している。重要な動機は、こうした特徴が実在の2次元材料では測定の難しい高周波領域にしか現れないことにある。これらを設計された磁性結晶（マグノニック結晶）に写すことで、より実験的にアクセスしやすいスケールへと持ち込める。研究はPhysical Review X誌に掲載された。

A major obstacle to scaling superconducting quantum computers is wiring: each qubit usually needs its own control line running from room-temperature electronics down to the qubits at millikelvin temperatures, so the number of wires grows with the number of qubits. Researchers at Seeqc Inc. (Shu-Jen Han and colleagues) tackled this by integrating the qubits and their single-flux-quantum (SFQ) digital control electronics into a single multi-chip module joined by flip-chip bonding, so that the control logic and the qubits share the same cryogenic stage.

Their system uses digital demultiplexing to distribute control pulses to several qubits, breaking the usual one-line-per-qubit scaling. Despite the much-reduced wiring, the processor achieved single-qubit gate fidelities above 99% (up to 99.9%) with no measurable degradation in qubit performance. By moving control into the cold environment and multiplexing the signals, the approach cuts wiring complexity and thermal load — a step toward chip-based, data-center-scale superconducting quantum computers. The results were published in Nature Electronics.

超伝導量子コンピュータを大規模化する際の大きな障害が「配線」である。各量子ビットは通常、室温の電子回路からミリケルビン温度の量子ビットまで個別の制御線を必要とするため、配線数が量子ビット数とともに増えてしまう。Seeqc社（Shu-Jen Hanら）はこの問題に対し、量子ビットとその単一磁束量子（SFQ）デジタル制御回路を、フリップチップ接合で一つのマルチチップ・モジュールに統合し、制御ロジックと量子ビットを同じ極低温ステージ上で共存させた。

このシステムはデジタル・デマルチプレクサで制御パルスを複数の量子ビットに分配し、「1量子ビットに1本」という配線スケーリングを打破する。配線を大幅に減らしたにもかかわらず、量子ビット性能の測定可能な劣化なしに、単一量子ビットゲートの忠実度99%以上（最大99.9%）を達成した。制御回路を低温環境に移し信号を多重化するこの手法は、配線の複雑さと熱負荷を削減し、チップベースでデータセンター規模の超伝導量子コンピュータへの一歩となる。成果はNature Electronics誌に掲載された。

An international team led by Dmitri Efetov at LMU München (with Princeton, Peking University, the University of Florida and others) used an upgraded Quantum Twisting Microscope (QTM) to directly observe how electrons subtly interact with each other in graphene — and, for the first time, did so at room temperature. The QTM performs energy- and momentum-resolved tunneling spectroscopy between two atomically thin layers at a controllable twist angle; here the team boosted its resolution by adding a hexagonal boron nitride (hBN) tunneling layer.

This let them detect tiny deviations from graphene's ideal linear (Dirac) energy spectrum — a logarithmic correction arising from electron–electron interactions, corresponding to a fine-structure constant of about α ≈ 0.32. What makes the result striking is that these delicate quantum corrections were resolved at room temperature, a regime where thermal noise usually washes them out, confirming a decades-old theoretical prediction and showcasing the QTM's extraordinary sensitivity for probing strongly correlated 2D materials. The study appeared in Nano Letters.

ミュンヘン大学（LMU）のDmitri Efetov教授が率いる国際チーム（プリンストン大学、北京大学、フロリダ大学ほか）が、改良した量子ツイスト顕微鏡（QTM）を用いて、グラフェン中で電子同士がどのように微妙に相互作用するかを直接観測し、しかもそれを世界で初めて室温で実現した。QTMは、ねじれ角を制御できる2枚の原子層の間で、エネルギーと運動量を分解したトンネル分光を行う装置で、今回チームは六方晶窒化ホウ素（hBN）のトンネル層を加えることで分解能を向上させた。

これにより、グラフェンの理想的な線形（ディラック）エネルギースペクトルからのわずかなずれ——電子間相互作用に由来する対数補正で、微細構造定数 α ≈ 0.32 に相当——を検出できた。注目すべきは、こうした繊細な量子補正が、通常は熱雑音にかき消されてしまう室温で分解できた点である。数十年前の理論予測を裏付けるとともに、強相関2次元材料を調べるQTMの並外れた感度を示した。研究はNano Letters誌に掲載された。

Cosmologists at the National Astronomical Observatories of the Chinese Academy of Sciences and Sun Yat-Sen University (Zhuoming Zhang, Tengpeng Xu and Yun Chen) carried out a Bayesian comparison of five cosmological models, combining the latest DESI DR2 baryon acoustic oscillation (BAO) data with Pantheon+ Type Ia supernovae and cosmic microwave background data from Planck and the Atacama Cosmology Telescope (ACT). Their goal was to probe two of cosmology's deepest puzzles at once: whether dark energy is truly constant, and the persistent "Hubble tension" — the mismatch between early- and late-universe measurements of the cosmic expansion rate.

They report three key findings. First, the Hubble constant inferred from the combined data consistently lines up with early-universe values across all models, so the Hubble tension persists. Second, there is compelling evidence that dark energy is dynamical rather than a fixed cosmological constant: early-universe (CMB) constraints favour a "phantom" equation of state (w < −1) while late-universe (BAO/SNIa) data prefer quintessence (w > −1), implying a crossing of the w = −1 line. Third, the full data set hints at a late-time interaction between dark energy and matter. Together these results challenge the cosmological-constant (ΛCDM) paradigm and suggest corrections may be needed. The study was published in The Astrophysical Journal.

中国科学院国家天文台と中山大学の宇宙論研究者（Zhuoming Zhang、Tengpeng Xu、Yun Chen）が、5つの宇宙論モデルをベイズ的に比較する解析を行った。最新のDESI DR2のバリオン音響振動（BAO）データに、Pantheon+のIa型超新星、そしてPlanckとアタカマ宇宙論望遠鏡（ACT）の宇宙マイクロ波背景放射（CMB）データを組み合わせている。狙いは、宇宙論の2大難問——ダークエネルギーは本当に一定なのか、そして宇宙膨張率の初期宇宙測定と後期宇宙測定が食い違う「ハッブル・テンション」——を同時に検証することだった。

研究は3つの主要な結果を報告している。第一に、結合データから導かれるハッブル定数は、すべてのモデルで一貫して初期宇宙の値と整合し、ハッブル・テンションは依然として残る。第二に、ダークエネルギーが固定された宇宙定数ではなく「時間変化（ダイナミカル）」であるという有力な証拠が得られた——初期宇宙（CMB）の制約は「ファントム」的な状態方程式（w < −1）を好む一方、後期宇宙（BAO/SNIa）のデータはクインテッセンス（w > −1）を好み、w = −1 の境界を横切ること（ファントム交差）を示唆する。第三に、全データは後期におけるダークエネルギーと物質の相互作用の兆候を示す。これらは宇宙定数（ΛCDM）パラダイムに疑問を投げかけ、補正が必要かもしれないことを示している。研究はThe Astrophysical Journal誌に掲載された。

The LIGO–Virgo–KAGRA (LVK) Collaboration released its Gravitational-Wave Transient Catalog 4.0 (GWTC-4.0), documented across a dedicated collection of papers in The Astrophysical Journal Letters (the introductory paper appeared in ApJL vol. 995 in December 2025), with the collaboration announcing the full catalog in a coordinated release on March 5, 2026. The catalog adds 128 new gravitational-wave candidates detected during the first portion of the fourth observing run (O4a, May 2023–January 2024) — more than doubling the size of the previous catalog, which held 90 candidates compiled from all three earlier runs. The dramatic increase reflects improved detector sensitivity and more powerful analysis techniques, with upgraded LIGO detectors now able to detect binary neutron star mergers as far as ~360 megaparsecs (about 1 billion light-years) away.

The new detections reveal a striking variety of black hole binaries: the catalog includes the heaviest binary detected to date (GW231123_135430, with each black hole roughly 130 times the mass of the Sun — masses that hint at a possible second-generation origin), a binary with the highest recorded inspiral spin (GW231028_153006, both black holes spinning at about 40% the speed of light), and an unusually lopsided binary whose two black holes have markedly unequal masses. The catalog also holds two black hole–neutron star mergers. Using the full catalog, scientists further constrained the Hubble constant (the universe's present-day expansion rate), and continued to find that Einstein's general relativity passes stringent tests — even against GW230814_230901, one of the "loudest" signals recorded to date, which the surprisingly clear waveform pushed to its limits.

LIGO・Virgo・KAGRA（LVK）国際共同研究チームが、重力波トランジェントカタログ第4.0版（GWTC-4.0）を公開した。カタログはThe Astrophysical Journal Letters誌の一連の論文群として順次発表され（導入論文は2025年12月にApJL第995巻に掲載）、2026年3月5日に全カタログを一斉公開する形でアナウンスされた。このカタログには、第4観測ラン前半（O4a、2023年5月〜2024年1月）に検出された128個の新たな重力波候補が追加された。これは、過去3回の観測ラン全体をまとめた前カタログの90候補を一挙に倍以上に増やすものである。この劇的な増加は、検出器感度の向上とより強力な解析手法によるもので、アップグレードされたLIGO検出器は現在、約360メガパーセク（約10億光年）先の連星中性子星合体まで検出可能となっている。

新たな検出は、驚くほど多様なブラックホール連星を明らかにした。カタログには観測史上最重の連星（GW231123_135430、各ブラックホールが太陽の約130倍——第二世代ブラックホールの可能性を示唆する質量）、インスパイラル時のスピンが最大の連星（GW231028_153006、両ブラックホールが光速の約40%で自転）、そして2つのブラックホールの質量が大きく異なる非対称連星が含まれる。さらに、ブラックホールと中性子星の合体も2例含まれる。研究チームはカタログ全体を用いてハッブル定数（宇宙の現在の膨張率）をさらに制約し、アインシュタインの一般相対性理論が——観測史上最も「大音量」の信号の一つGW230814_230901に対してさえ——厳しい検証をパスし続けることを確認した。この明瞭な波形は一般相対性理論の検証をその限界まで押し広げた。

Astronomers with the RedDots collaboration have confirmed a super-Earth, GJ 887 d, orbiting in the habitable zone of the bright red dwarf star GJ 887, just 10.7 light-years from the Sun. Published in Astronomy & Astrophysics, the study reanalyzed the system using 101 new radial-velocity measurements from the HARPS spectrograph at La Silla and 12 ultra-precise measurements from ESPRESSO on the Very Large Telescope, both in Chile. A previously suspected but unconfirmed 50-day signal is now firmly established as a planet: GJ 887 d orbits every 50.8 days with a minimum mass of about six times Earth's, placing it within the star's habitable zone. This makes it the second-nearest known habitable-zone exoplanet, after Proxima Centauri b.

The team confirmed a total of four planets around GJ 887 — the two previously known worlds (periods of 9.3 and 21.8 days), plus GJ 887 d and a newly found Earth-mass planet, GJ 887 e, that orbits every 4.4 days (too close to be habitable). Because the planet was detected only by radial velocity, its radius — and hence whether it is rocky, a water world, or a puffy sub-Neptune — is not yet known. GJ 887 is unusually bright and magnetically quiet for its type, making GJ 887 d a prime target for future atmospheric characterization by missions such as the Habitable Worlds Observatory (HWO) and LIFE.

RedDots国際共同研究チームの天文学者らが、太陽からわずか10.7光年の明るい赤色矮星GJ 887の居住可能帯（ハビタブルゾーン）を公転するスーパーアース、GJ 887 dを確認した。Astronomy & Astrophysics誌に掲載されたこの研究では、チリのラ・シヤ天文台のHARPS分光器による101個の新たな視線速度測定と、超大型望遠鏡（VLT）のESPRESSO分光器による12個の超高精度測定を用いて、この惑星系を再解析した。以前から疑われていたが未確認だった50日周期の信号が、今回惑星として確定した。GJ 887 dは50.8日周期で公転し、最小質量は地球の約6倍で、恒星の居住可能帯に位置する。これにより、プロキシマ・ケンタウリbに次いで2番目に近い居住可能帯の系外惑星となった。

チームはGJ 887の周囲に合計4個の惑星を確認した——既知の2惑星（周期9.3日と21.8日）に加え、GJ 887 dと、新たに発見された地球質量の惑星GJ 887 e（周期4.4日で居住可能帯には近すぎる）である。この惑星は視線速度法のみで検出されたため、その半径——したがって岩石惑星か、水の惑星か、あるいは膨らんだサブネプチューンか——はまだ不明である。GJ 887はこのタイプの星としては異例に明るく磁気的に静穏であり、GJ 887 dは居住可能世界観測衛星（HWO）やLIFEなどの将来ミッションによる大気特性評価の最有力ターゲットとなっている。

Researchers Joel Kronborg and Johan Hoffman at Stockholm's KTH Royal Institute of Technology have used computer simulations to revisit a century-old question: how does turbulence first develop? Published in Scientific Reports, their study found that very small vortices can organize themselves into progressively larger swirls of flow — the opposite of the traditional "forward cascade" picture that has dominated for 100 years, in which large eddies break down into smaller and smaller ones until energy is dissipated by viscosity. In their simulations, small vortices arranged themselves into a distinctive zig-zag pattern before merging into larger structures, supported by an inverse transfer of energy from small to large scales.

Crucially, the researchers stress this does not overturn the classical cascade — the two mechanisms can coexist. In fact, the new process begins with a forward step: energy first moves from big vortices down to the finest possible scale, before the transfer reverses and flows from small to large. The finding could eventually influence fields where vortex dynamics matter, from the aerodynamic performance of aircraft and vehicles (with potential gains in safety and fuel efficiency) to the design of mechanical heart valves and the planning of clinical interventions for heart valve disease — an application drawn directly from the team's own biomedical research.

ストックホルムのKTH王立工科大学のJoel KronborgとJohan Hoffmanの両研究者が、コンピュータシミュレーションを用いて「乱流はどのように生じるのか」という100年来の問いを再検討した。Scientific Reports誌に掲載されたこの研究では、非常に小さな渦が次第に大きな渦へと自己組織化しうることを発見した——これは、大きな渦がより小さな渦へと分裂し、最終的に粘性によってエネルギーが散逸するという、過去100年間主流だった「順カスケード」の描像とは逆である。シミュレーションでは、小さな渦が特徴的なジグザグパターンに配列した後、より大きな構造へと融合し、これが小スケールから大スケールへの逆向きのエネルギー移動によって支えられていた。

重要な点として、研究者らはこれが古典的なカスケードを覆すものではないと強調する——両方のメカニズムは共存しうる。実際、この新しい過程は順方向の一歩から始まる。エネルギーはまず大きな渦から可能な限り最小のスケールへと移動し、その後、移動が反転して小さな渦から大きな渦へと流れるのである。この発見は、渦の力学が重要となる分野——航空機や車両の空力性能（安全性と燃費の向上の可能性）から、機械式心臓弁の設計や心臓弁疾患の臨床的介入の計画（研究チーム自身の生物医学研究から直接引き出された応用）まで——にいずれ影響を与えうる。

Astronomers at the University of Washington have collected rare evidence of what appears to be a catastrophic collision between two planets, around the star Gaia20ehk roughly 11,000 light-years away in the constellation Puppis. Published in The Astrophysical Journal Letters, the discovery began when doctoral candidate Anastasios (Andy) Tzanidakis, combing through archived telescope data from 2020, noticed that this otherwise ordinary Sun-like main-sequence star had started behaving strangely: after three brief dips in brightness beginning in 2016, its light output "went completely bonkers" around 2021. Stars like our Sun simply do not do that.

The key clue came from switching to infrared observations: as the star's visible light flickered and dimmed, its infrared brightness spiked — implying the material blocking the star was extremely hot, glowing in the infrared. A violent planetary collision would generate exactly that heat, while the earlier dips could reflect two planets spiraling ever closer in a series of grazing impacts before their final catastrophic smash-up. The debris cloud now orbits Gaia20ehk at roughly one astronomical unit — the same distance as Earth from the Sun — and bears striking similarities to the giant impact thought to have formed Earth's Moon 4.5 billion years ago. The material could eventually cool and coalesce into something resembling the Earth–Moon system. With only a handful of planetary collisions ever recorded, the team hopes the upcoming Vera C. Rubin Observatory could uncover as many as 100 such impacts over the next decade.

ワシントン大学の天文学者らが、2つの惑星が壊滅的に衝突したとみられる、史上まれな証拠を捉えた。舞台は、とも座の方向、約11,000光年先にある恒星Gaia20ehkである。The Astrophysical Journal Letters誌に掲載されたこの発見は、博士課程の学生Anastasios（Andy）Tzanidakisが2020年の望遠鏡アーカイブデータを精査中に、この一見ありふれた太陽型の主系列星が奇妙な振る舞いを始めていたことに気づいたことから始まった。2016年から始まる3回の短い減光の後、2021年頃にその光度は「完全にめちゃくちゃになった」。私たちの太陽のような恒星は、決してそのような振る舞いをしない。

決め手となった手がかりは、赤外線観測への切り替えから得られた。恒星の可視光が明滅して暗くなるにつれ、赤外線での明るさが急上昇したのである——これは、恒星を遮る物質が極めて高温で、赤外線で輝いていることを意味する。激しい惑星衝突ならまさにその熱を生み出すし、それ以前の減光は、2つの惑星が最終的な壊滅的衝突の前に一連のかすめる衝突を繰り返しながら次第に接近していく様子を反映しているのかもしれない。デブリ雲は現在、Gaia20ehkの周りを約1天文単位——地球から太陽までと同じ距離——で公転しており、45億年前に地球の月を形成したとされる巨大衝突と驚くほどよく似ている。この物質はいずれ冷えて、地球・月系に似た何かへと集積する可能性がある。惑星衝突の記録はこれまでわずかしかなく、チームは近く稼働するヴェラ・ルービン天文台が今後10年間で最大100件もの衝突を発見できるのではないかと期待している。

Astronomers led by the Carl Sagan Institute at Cornell University have compiled the first systematic catalogue of rocky exoplanets in the habitable zone, singling out 45 worlds — out of more than 6,000 known exoplanets — as the most promising targets in the search for life. Published in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, the study combined updated stellar measurements from the European Space Agency's Gaia mission with the NASA Exoplanet Archive to refine what is known about thousands of planets and their host stars. The approach uses our own Solar System as a benchmark: the team searched for planets receiving stellar energy between what Venus and Mars get, on the reasoning that Earth is habitable while Venus and Mars are not.

All 45 highlighted planets sit in the habitable zone — the orbital band where surface temperatures could allow liquid water — and a stricter subset of 24 falls within a more conservative "3D" habitable zone. The list includes well-known names such as Proxima Centauri b, several planets in the TRAPPIST-1 system (d, e, f, and g, about 40 light-years away), Kepler-186f, and LHS 1140 b. The catalogue also deliberately includes planets on highly elliptical orbits — such as TOI-700 e and K2-3 d — to probe a key open question: whether a world must remain continuously in the habitable zone, or can move in and out while still supporting life. Arriving as a new generation of telescopes (including the James Webb Space Telescope) comes online, the catalogue is designed as a strategic roadmap to focus limited observing time on the worlds most likely to reveal biosignatures.

コーネル大学のカール・セーガン研究所を中心とする天文学者らが、居住可能帯にある岩石系外惑星の初の体系的カタログをまとめ、6,000個を超える既知の系外惑星の中から、生命探査の最有力ターゲットとして45個の世界を選び出した。Monthly Notices of the Royal Astronomical Society誌に掲載されたこの研究では、欧州宇宙機関のガイア計画による最新の恒星測定データとNASA系外惑星アーカイブを組み合わせ、数千個の惑星とその主星について分かっていることを精緻化した。この手法は、私たち自身の太陽系を基準として用いる。地球は居住可能だが金星と火星はそうではない、という論理に基づき、チームは金星と火星が受けるのと同程度の恒星エネルギーを受け取る惑星を探索した。

選び出された45個の惑星はすべて居住可能帯——地表温度が液体の水を保ちうる軌道帯——に位置し、より厳しい24個の部分集合は、より保守的な「3次元」居住可能帯に収まる。リストには、プロキシマ・ケンタウリb、TRAPPIST-1系のいくつかの惑星（約40光年先のd・e・f・g）、ケプラー186f、LHS 1140 bといった有名どころが含まれる。カタログはまた、TOI-700 eやK2-3 dのような非常に離心率の高い軌道を持つ惑星も意図的に含めている。これは重要な未解決の問い——世界が居住可能帯に継続的にとどまらなければならないのか、それとも出入りしながらも生命を支えうるのか——を探るためである。ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を含む新世代の望遠鏡が稼働し始めるなか、このカタログは、限られた観測時間をバイオシグネチャーを明らかにする可能性が最も高い世界に集中させるための戦略的ロードマップとして設計されている。