物理学ニュース 2026年4月

A team led by Hanno Weitering at the University of Tennessee, Knoxville (with Xuefeng Wu and collaborators) reports the first clear microscopic fingerprint of chiral superconductivity in a two-dimensional system made of tin (Sn) atoms arranged in a one-third monolayer on a silicon Si(111) surface. Chiral superconductivity is a rare, unconventional state in which the superconducting order parameter spontaneously breaks time-reversal symmetry — the Cooper pairs acquire a built-in "handedness" — and it has long been predicted but extremely hard to prove experimentally.

Using scanning tunnelling microscopy and quasiparticle interference (QPI) imaging, the team mapped how electrons scatter around a substitutional silicon defect and observed a striking flower-like interference pattern with a pronounced dark spot at its center — a signature that matches theoretical simulations of a chiral order parameter and excludes conventional s-wave pairing. Because the Sn/Si(111) triangular adatom lattice combines strong repulsive interactions with geometric frustration, it is a natural host for such an exotic state. The result establishes a concrete experimental route to identify and engineer chiral and topological superconductors, which are candidate platforms for fault-tolerant quantum computing. Published in Physical Review X.

テネシー大学ノックスビル校のHanno Weitering教授率いるチーム（Xuefeng Wuら）が、シリコンSi(111)表面に1/3原子層で配列した錫（スズ, Sn）原子からなる二次元系において、キラル超伝導の決定的な微視的「指紋」を初めて観測したと報告した。キラル超伝導とは、超伝導秩序変数が自発的に時間反転対称性を破る——クーパー対が固有の「左右の向き（カイラリティ）」を持つ——稀な非従来型状態であり、理論的には長く予言されながら実験的な証明が極めて困難だった。

研究チームは走査トンネル顕微鏡と準粒子干渉（QPI）イメージングを用い、置換型シリコン欠陥の周囲で電子がどのように散乱するかを可視化した。その結果、中心に顕著な暗点を持つ花のような干渉パターンを観測。これはキラル秩序変数の理論シミュレーションと一致し、従来型のs波対形成では説明できない特徴である。Sn/Si(111)の三角格子は強い斥力相互作用と幾何学的フラストレーションを併せ持つため、こうしたエキゾチックな状態の母体として理想的だった。本成果は、誤り耐性量子計算の候補基盤となるキラル超伝導体・トポロジカル超伝導体を同定・設計する具体的な実験手法を確立した。Physical Review X誌に掲載。

The DAMPE (DArk Matter Particle Explorer) collaboration, with major contributions from the University of Geneva (UNIGE), reports a precise measurement of the energy spectra of several species of primary cosmic-ray nuclei just below the “knee” — the feature near ~10¹⁵ eV (PeV) where the all-particle cosmic-ray spectrum steepens. For each nuclear species the spectrum shows a softening (a downward bend), and crucially the energy at which the bend appears scales with the particle’s electric charge Z: the structure is ordered by magnetic rigidity, not by energy.

A charge/rigidity-dependent softening is a long-sought, near-universal signature. It suggests that the galactic accelerators of cosmic rays — most likely supernova remnants — share a common rigidity limit above which they can no longer efficiently confine and accelerate particles, so the knee is assembled species by species as each element reaches its own cutoff energy. More than a century after cosmic rays were discovered, the result sharpens the picture of where they originate and how the knee is built. DAMPE was launched in December 2015. Published in Nature.

DAMPE（暗黒物質粒子探査衛星、DArk Matter Particle Explorer）国際チーム（ジュネーヴ大学 UNIGE が主要参加）が、一次宇宙線の原子核について、「ニー（knee）」——全粒子スペクトルが急に折れ曲がる ~10¹⁵ eV（PeV）付近の構造——の直下のエネルギースペクトルを精密測定した。複数の核種でスペクトルに軟化（下向きの折れ曲がり）が現れ、決定的に重要なのは、その折れ曲がりが起こるエネルギーが粒子の電荷 Z に比例してずれる点である。すなわち、この構造はエネルギーではなく磁気剛性（リジディティ）で整列している。

電荷（剛性）依存の軟化は、長年探されてきたほぼ普遍的な特徴である。これは、銀河宇宙線の加速源（おそらく超新星残骸）が共通の剛性限界を持ち、それを超えると粒子を効率的に閉じ込め・加速できなくなることを示唆する。つまり「ニー」は、各元素がそれぞれの限界エネルギーに達するにつれて核種ごとに積み上がっていく。宇宙線の発見から1世紀あまりを経て、その起源とニーの成り立ちの描像を鋭くする成果である。DAMPEは2015年12月に打ち上げられた。Nature誌に掲載。

Theoretical physicists Amit Vikram, Laura Shou and Victor Galitski at the University of Maryland (Joint Quantum Institute) have mathematically proved a universal lower bound — a "speed limit" — on quantum information scrambling, the process by which information carried by individual particles spreads across an entire quantum system. The proof shows that the time required for sustained scrambling in any Hamiltonian quantum system is at least logarithmic in the entanglement entropy of the scrambled states, and it ties this minimum time directly to the system’s entropy and temperature.

The result establishes a version of the fast scrambling conjecture proposed by Sekino and Susskind in 2008 — originally motivated by black holes, which are conjectured to be nature’s fastest information scramblers, building on Hawking’s 1974 insight that a black hole carries an entropy proportional to its surface area (so its horizon effectively stores a finite number of qubits at a given temperature). The bound rests on a refinement of the energy–time uncertainty principle expressed through the spectral form factor of quantum chaos, extended from infinite temperature to arbitrary finite-temperature baths. It also pins down the earliest possible time at which equilibrium statistical mechanics can apply to a quantum system coupled to a thermal bath — with implications from thermalization to quantum-computing architectures. Published in Physical Review Letters (13 April 2026); reported by Phys.org on 29 April.

メリーランド大学（合同量子研究所, JQI）の理論物理学者Amit Vikram、Laura Shou、Victor Galitskiが、量子情報スクランブリング——個々の粒子が持つ情報が量子系全体へと拡散する過程——に普遍的な下限、すなわち「速度制限」が存在することを数学的に証明した。証明によれば、ハミルトニアンで記述される任意の量子系において、持続的なスクランブリングに要する時間は、スクランブルされた状態のエンタングルメントエントロピーの対数以上でなければならず、この最短時間は系のエントロピーと温度に直接結び付いている。

本結果は、2008年にSekinoとSusskindが提唱した高速スクランブリング予想の一形態を確立するものだ。同予想はもともとブラックホール——自然界で最速の情報スクランブラーと予想される天体——に触発されたもので、ブラックホールが表面積に比例するエントロピーを持つ（つまり事象の地平面が有限個の量子ビットを蓄えているとみなせる）という1974年のホーキングの洞察に根ざす。証明は、量子カオスのスペクトル形状因子を用いたエネルギー・時間不確定性関係の精密化に基づき、無限温度から任意の有限温度の熱浴へと拡張された。さらにこの結果は、熱浴に結合した量子系に平衡統計力学が適用可能となる最も早い時刻を定めるものでもあり、熱平衡化の理解から量子コンピュータのアーキテクチャまで幅広い含意を持つ。Physical Review Letters誌に2026年4月13日掲載、4月29日にPhys.orgが報道。

Chemical physicists at the University of Maryland (Nathan McLane, LeAnh Duckett and Leah G. Dodson) have shown that simply freezing molecular hydrogen (H₂) inside a molecular crystal lets the crystal’s symmetry control its nuclear spin — no magnetic field or catalyst required. Molecular hydrogen exists as two spin isomers: para-H₂ (the two nuclear spins cancel) and ortho-H₂ (the spins add, with three magnetic sublevels). Conversion between them is normally forbidden by strict symmetry rules that usually need magnetic fields or catalytic surfaces to break.

Recording high-resolution infrared spectra of H₂ trapped in crystalline carbon dioxide (dry ice), the team found that the CO₂ crystal field produces large rank-2 (quadrupolar) splittings of the magnetic sublevels, so nuclear-spin conversion can proceed only through Δm = 0 channels — effectively protecting two ortho substates from converting. Swapping CO₂ for polar N₂O introduces rank-1 (dipole) components that partly open Δm ≠ 0 pathways, while paramagnetic NO₂ lifts the restriction entirely. The result establishes a direct correspondence between the rank of the crystal-field tensor and nuclear-spin dynamics — a general, symmetry-based framework for designing spin-isomer populations. Potential uses span hydrogen fuel storage, quantum memory, and measuring comet formation temperatures. Published in Physical Review Letters 136, 178002 (29 April 2026; APS featured article).

メリーランド大学の化学物理学者（Nathan McLane、LeAnh Duckett、Leah G. Dodson）が、分子水素（H₂）を分子結晶に閉じ込めるだけで、結晶の対称性によってその核スピンを制御できることを示した——磁場も触媒も不要である。分子水素には2つのスピン異性体があり、パラH₂（二つの核スピンが打ち消し合う）とオルトH₂（スピンが加わり、3つの磁気副準位を持つ）とに分かれる。両者の転換は通常、磁場や触媒面がなければ破れない厳しい対称性の選択則によって禁止されている。

結晶性二酸化炭素（ドライアイス）中のH₂の高分解能赤外スペクトルを測定した結果、CO₂の結晶場が磁気副準位に大きなランク2（四極子）分裂を生じさせ、核スピン転換がΔm = 0の経路でしか起きないことが分かった——つまりオルトの2つの副準位が転換から守られる。CO₂を極性分子N₂Oに置き換えるとランク1（双極子）成分が加わりΔm ≠ 0の経路が一部開き、常磁性のNO₂を加えると制限が完全に解ける。本成果は結晶場テンソルのランクと核スピンダイナミクスの直接的な対応を確立し、スピン異性体の分布を設計する一般的な対称性ベースの枠組みを与える。応用は水素燃料の貯蔵、量子メモリー、彗星の形成温度の測定にまで及ぶ。Physical Review Letters誌136巻178002に掲載（2026年4月29日、APS注目論文）。

A team at Tokyo University of Science led by Professor Yasuyuki Nagashima, with Associate Professor Yugo Nagata and Dr. Riki Mikami, has reported the first observation of matter-wave diffraction of positronium. Positronium is a short-lived, hydrogen-like "atom" formed from an electron and its antimatter partner, a positron. Using a highly coherent, energy-tunable positronium beam transmitted through a graphene film, the team observed clear diffraction patterns — direct evidence that the system behaves as a quantum matter wave.

Remarkably, even though positronium consists of two particles, the electron and positron do not diffract separately: they act together as a single quantum object, confirming wave-particle duality for a matter–antimatter bound state for the first time. Because positronium is the simplest atom built from equal-mass constituents and is electrically neutral, it is an ideal probe for fundamental tests. In the longer term, positronium interferometry could enable sensitive tests of how gravity acts on antimatter — a regime where no direct measurement has yet been made, even for electrons. Published in Nature Communications (23 December 2025); widely covered in April 2026.

東京理科大学の長嶋泰之教授、永田祐吾准教授、三上力久博士らのチームが、ポジトロニウムの物質波回折を世界で初めて観測したと報告した。ポジトロニウムとは、電子とその反物質である陽電子からなる、水素に似た短寿命の「原子」である。研究チームは、高いコヒーレンスとエネルギー可変性を持つポジトロニウムビームをグラフェン薄膜に透過させ、明瞭な回折パターンを観測——この系が量子的な物質波としてふるまう直接的証拠を得た。

注目すべきは、ポジトロニウムが2つの粒子から成るにもかかわらず、電子と陽電子が別々に回折するのではなく、一体の量子的対象として協調してふるまう点である。これは、物質と反物質の束縛状態における波動・粒子の二重性を初めて確認したものだ。ポジトロニウムは等質量の構成要素からなる最も単純な原子であり、電気的に中性であるため、基礎物理の検証に理想的な対象となる。長期的には、ポジトロニウム干渉計は反物質に重力がどう作用するかを精密に検証する道を開く——これは電子についてさえ直接測定が行われていない領域である。Nature Communications誌に掲載（2025年12月23日）、2026年4月に広く報道された。

A team led by Prof. N. Peter Armitage and Ralph Romero III at Johns Hopkins University, in collaboration with the Oh group at Rutgers University, has used time-domain terahertz spectroscopy (TDTS) to directly resolve the conduction channels in the iron chalcogenide superconductor FeTe₁₋ₓSeₓ. The data reveal two parallel conduction channels in the normal state: a broad channel with weak temperature dependence, and a sharper channel whose scattering rate scales linearly with temperature at the Planckian-limited rate ~k_BT/ℏ — the very "strange metal" behavior long observed in cuprate superconductors but never definitively tied to the superconducting condensate.

Crucially, spectral-weight analysis shows that the superconducting condensate is drawn primarily from the Planckian channel. This is the first direct, frequency-resolved demonstration that linear-in-T scattering — a defining signature of the strange-metal phase and possibly of a "Planckian dissipation" universal speed limit — is itself the channel that condenses into Cooper pairs. The result addresses one of the deepest unsolved questions in condensed-matter physics: whether the anomalous normal state of high-temperature superconductors is a mere correlate of, or the actual mechanism behind, unconventional superconductivity. The finding promises to tighten the link between quantum criticality, Planckian dissipation, holographic strange-metal models, and the long-sought theory of high-Tc superconductivity. Published in Nature Physics.

ジョンズ・ホプキンス大学のN. Peter Armitage教授とRalph Romero III氏らのチームが、ラトガース大学のSeongshik Oh教授グループと共同で、時間領域テラヘルツ分光（TDTS）を用いて鉄系超伝導体FeTe₁₋ₓSeₓの伝導チャネルを直接分解することに成功した。常伝導状態に並列に存在する2つの伝導チャネル——温度依存性の弱いブロードな成分と、散乱率がプランキアン極限 ~k_BT/ℏ で温度に線形比例するシャープな成分——が特定された。この線形温度依存性は、銅酸化物超伝導体で長年観測されながら超伝導凝縮との関係が未解明だった「ストレンジメタル」の特徴的振る舞いそのものである。

決定的に重要なのは、スペクトル重み解析により超伝導凝縮がこのプランキアン散乱を示すチャネルから主として供給されていることが示された点である。これは、線形温度散乱——ストレンジメタル相の決定的特徴であり、量子力学が許す最速の散逸（プランキアン散逸）の普遍速度限界の候補とされる——そのものがクーパー対に凝縮するチャネルであることを、周波数分解で直接示した初の実験である。本成果は、「高温超伝導体の異常な常伝導状態は超伝導の単なる相関物なのか、それとも非従来型超伝導機構そのものなのか」という凝縮系物理学最深部の問いに直接答えるものであり、量子臨界現象・プランキアン散逸・ホログラフィー的ストレンジメタル模型・高温超伝導理論を結ぶ橋渡しとして、銅酸化物・鉄系・重い電子系を貫く統一機構の解明へと一気に近づく成果である。Nature Physics誌に掲載。

A Caltech team led by Joseph Falson — together with Adrian Llanos, Veronica Show and Reiley Dorrian — has demonstrated a magnetic-field-induced superconducting dome in an ultrathin two-dimensional crystal of LaSb₂ doped with dilute paramagnetic Ce (cerium) impurities. Magnetic fields normally destroy spin-singlet Cooper pairs by breaking time-reversal symmetry, so field-induced superconductivity is exceedingly rare in nature. Yet in this engineered 2D platform the opposite happens: as an in-plane magnetic field is increased from zero, superconductivity is anomalously enhanced before being suppressed at higher fields, tracing out a closed superconducting "dome" entirely below room field.

The key mechanism is the dynamic suppression of paramagnetic spin fluctuations at the cerium sites by the in-plane field — once these spin fluctuations are quieted, they no longer break the Cooper pairs, and the residual electron–electron interaction can condense the system into a superconducting state. The reduced dimensionality of the LaSb₂ thin film is essential: it allows in-plane field application without the orbital pair-breaking that would dominate in 3D. The work establishes a new design principle in which spin–orbit coupling, dimensionality, and engineered magnetism are jointly tuned to control superconductivity, and points to broader applications in unconventional, Ising-type, and topological superconductors. Published in Nature Physics.

カリフォルニア工科大学（Caltech）のJoseph Falson助教率いるチーム（Adrian Llanos, Veronica Show, Reiley Dorrian）が、希薄な常磁性Ce（セリウム）不純物をドープした極薄二次元結晶LaSb₂において、磁場誘起の超伝導ドームを実証した。磁場は通常、時間反転対称性を破ることでスピン一重項クーパー対を壊すため、磁場誘起超伝導は自然界で極めて稀な現象である。ところがこの設計された2D系では正反対の現象が起こる——面内磁場をゼロから増加させると、超伝導転移温度がむしろ異常に上昇し、より強い磁場で再び抑制されるという、閉じた「超伝導ドーム」が現れる。

機構の鍵は、面内磁場によってセリウムサイト上の常磁性スピンゆらぎが動的に抑制される点にある——スピンゆらぎが鎮まるとクーパー対は破壊されず、残存する電子間相互作用によって系が超伝導状態へと凝縮できる。LaSb₂薄膜の低次元性は決定的に重要で、3次元系では支配的になる軌道的対破壊効果なしに面内磁場を印加できる。本成果は、スピン軌道相互作用・次元性・設計された磁性を同時に制御することで超伝導を制御するという新たな設計原理を確立し、非従来型超伝導・Ising型超伝導・トポロジカル超伝導への幅広い応用を示唆する。Nature Physics誌に掲載。

On 23 April 2026, LIGO-India broke ground at Aundha in the Hingoli district of Maharashtra, India, marking the start of construction of a new gravitational-wave observatory. The facility — an L-shaped interferometer with 4-kilometre arms, modelled on the twin LIGO detectors in the United States — is a collaboration between the U.S. NSF LIGO Laboratory (run by Caltech and MIT) and three Indian institutes: RRCAT (Indore), IPR (Ahmedabad) and IUCAA (Pune). "This has been 20 years in the making," said Caltech's Rana Adhikari.

Once operational, LIGO-India will join the global network that already includes the two U.S. LIGO detectors, Virgo in Italy and KAGRA in Japan. Adding a detector on a long, well-separated baseline dramatically improves triangulation: researchers estimate that the sky-localization of gravitational-wave events will improve by roughly an order of magnitude (from hundreds of square degrees toward ~10 square degrees), making it far easier for optical and other telescopes to catch the light from neutron-star mergers and other multi-messenger events. Because much of the hardware reflects a decade of technological advances, the team expects LIGO-India to be more sensitive than the original instruments. As of early 2026, the network had confirmed more than 200 gravitational-wave detections across four observing runs.

2026年4月23日、LIGO-Indiaがインド・マハラシュトラ州ヒンゴリ県アウンダで着工し、新たな重力波観測所の建設が始まった。米国の双子のLIGO検出器を手本とした、腕の長さ4キロメートルのL字型干渉計であり、米国NSF LIGO研究所（CaltechとMITが運営）と、インドの3機関——RRCAT（インドール）、IPR（アーメダバード）、IUCAA（プネー）——による共同事業である。Caltechのラナ・アディカリ氏は「これは20年がかりの計画だ」と語った。

稼働すれば、LIGO-Indiaは既存の米国の2基のLIGO、イタリアのVirgo、日本のKAGRAからなる国際ネットワークに加わる。長く十分に離れた基線上に検出器を追加することで三角測量（位置決定）の精度が飛躍的に向上する。研究者の見積もりでは、重力波源の天球上の位置決定精度は約一桁改善され（数百平方度から約10平方度へ）、中性子星合体などのマルチメッセンジャー現象の光を、光学望遠鏡などが捉えやすくなる。ハードウェアの多くがこの10年の技術進歩を反映しているため、初代装置より高感度になると期待されている。2026年初頭時点で、このネットワークは4回の観測ランで200件を超える重力波を確認している。

The COSINUS collaboration introduces a new cryogenic experiment at the Gran Sasso National Laboratory (LNGS) designed to deliver a model-independent test of the DAMA/LIBRA dark-matter claim. For nearly 30 years DAMA/LIBRA has been the only direct-detection experiment to report a positive signal — an annual modulation in sodium-iodide (NaI) crystals — while other experiments have seen nothing. Resolving the contradiction unambiguously requires the same NaI target, read out in a fundamentally better way.

COSINUS is the only experiment that operates scintillating NaI crystals at millikelvin temperatures with a dual readout: the conventional scintillation light plus an additional phonon (heat) signal from superconducting remoTES sensors. Comparing the two channels event by event enables particle identification — separating nuclear recoils (the dark-matter signature) from electron backgrounds — which scintillation-only NaI experiments cannot do. The team shows that even a modest exposure of a few hundred kg·days suffices for a clean, systematics-free cross-check, and reports commissioning of a dedicated low-background cryogenic facility at LNGS. Published in Communications Physics.

COSINUS国際チームが、グランサッソ国立研究所（LNGS）に新たな低温（極低温）実験を立ち上げ、DAMA/LIBRA暗黒物質主張のモデル非依存な検証を行うと報告した。DAMA/LIBRAは約30年にわたり、直接検出実験で唯一、陽性信号——ヨウ化ナトリウム（NaI）結晶における年周変調——を報告し続けてきたが、他の実験はいずれも信号を見ていない。この矛盾を曖昧さなく解決するには、同じNaI標的を、本質的により優れた方法で読み出す必要がある。

COSINUSは、シンチレーションNaI結晶をミリケルビンの低温で動作させ、二重読み出しを行う唯一の実験である——従来のシンチレーション光に加え、超伝導remoTESセンサーによるフォノン（熱）信号を測定する。この2チャネルをイベントごとに比較することで粒子識別が可能になり、暗黒物質の証拠である核反跳を電子バックグラウンドから分離できる。これはシンチレーションのみのNaI実験には不可能だった。チームは、数百 kg·日というわずかな露出量でも、系統誤差を排した明快な相互検証が可能であることを示し、LNGSに専用の低バックグラウンド低温施設を整備したことを報告した。Communications Physics誌に掲載。

In 2018, Hubble spotted a dark patch roughly 3,200 light-years across at the center of A402-BCG, the brightest galaxy of the cluster Abell 402 about 4 billion light-years away; it was assumed to be an obscuring dust cloud. New JWST near-infrared imaging led by Michael McDonald (MIT) now shows the feature is just as dark in the infrared as in visible light — impossible for dust, which becomes more transparent at longer wavelengths. The void is therefore a genuine kiloparsec-scale stellar cavity: roughly 2 billion solar masses of stars (about 1% of the galaxy’s stellar mass) are simply missing from the core.

VLT/MUSE spectroscopy then revealed two pockets of highly ionized gas on opposite sides of the cavity, carrying two distinct, Doppler-shifted emission-line systems — consistent with a candidate binary of ultramassive black holes totaling 60 ± 20 billion solar masses that, following a past galaxy merger, gravitationally slingshots stars out of the core. Individual black holes of comparable heft are known in only a handful of cases; as a bound pair — together for just a few tens of millions of years — the system would be unprecedented, and its eventual merger would forge one of the most massive black holes in the universe. As the paper’s title stresses ("may be caused by"), this remains a candidate interpretation awaiting confirmation. Published in the Astrophysical Journal Letters on 23 April 2026.

2018年、ハッブル宇宙望遠鏡は、約40億光年先の銀河団Abell 402の最輝銀河A402-BCGの中心に、差し渡し約3,200光年の暗い領域を発見していた。当時はダスト（塵）雲が星の光を遮っていると考えられていた。しかしMITのMichael McDonaldらによるJWSTの近赤外線撮像は、この領域が可視光と同じく赤外線でも真っ暗であることを示した。ダストなら波長が長いほど透けて見えるはずで、これはあり得ない。つまりこの空洞は本物のキロパーセク規模の「星なき空洞」であり、約20億太陽質量分の星（銀河の星質量の約1%）が中心部から失われていることになる。

さらにVLT/MUSEの分光観測は、空洞を挟んで反対側に位置する高電離ガスの塊を2つ検出し、ドップラー偏移の異なる2組の輝線系——総質量600±200億太陽質量の超大質量（ウルトラマッシブ）ブラックホール連星候補と整合する証拠を捉えた。過去の銀河合体の後、連星が重力スイングバイで星々を中心部から弾き飛ばしたと考えられる。これに匹敵する質量の単独ブラックホールすら数例しか知られておらず、束縛された連星として——形成からわずか数千万年——確認されれば前例のないシステムであり、将来の合体は宇宙で最も重いブラックホールの一つを生むことになる。論文タイトルが「〜かもしれない（may be caused by）」と明記する通り、現時点では確認待ちの候補シナリオである。Astrophysical Journal Letters誌に2026年4月23日掲載。

Semiconductor spin qubits are prized for their scalability and compatibility with existing semiconductor technology, but a practical quantum computer will need enormous numbers of qubits — and today, tuning each quantum dot requires researchers to manually read "charge stability diagrams," identifying the precise positions and angles of charge-transition lines. A Tohoku University group — Yui Muto (Graduate School of Engineering), Michael R. Zielewski, Specially Appointed Assistant Professor Motoya Shinozaki and Associate Professor Tomohiro Otsuka (WPI-AIMR), and Kosuke Noro — has now automated this bottleneck.

Their pipeline feeds measured stability diagrams to U-Net, an image-segmentation neural network, to extract the charge-transition lines, then applies the Hough transform and clustering to determine each line’s position and angle — automatically identifying the single-electron regime and defining "virtual gates" that decouple the crosstalk between electrodes. The team demonstrated automated tuning with this method and aims next at larger spin-qubit arrays. Published online in Scientific Reports on 14 February 2026; English-language announcement and international coverage on 23 April 2026.

半導体スピン量子ビットは、高いスケーラビリティと既存の半導体技術との親和性から有力な量子コンピュータ候補だが、実用機には膨大な数の量子ビットが必要になる。現状では、量子ドットの調整のたびに研究者が「電荷安定図」を手作業で読み解き、電荷遷移線の位置と角度を特定しなければならない。東北大学のグループ——武藤由依（大学院工学研究科・電気通信研究所所属）、Michael R. Zielewski特任助教、篠﨑基矢特任助教・大塚朋廣准教授（材料科学高等研究所 WPI-AIMR、電気通信研究所兼任）、野呂康介ら——は、このボトルネックの自動化に成功した。

開発した手法では、測定した電荷安定図を画像セグメンテーション用ニューラルネットワークU-Netに入力して電荷遷移線を抽出し、続いてハフ変換とクラスタリングで各線の位置・角度を決定する。これにより単一電子領域の自動特定と、電極間クロストークを打ち消す「仮想ゲート」の自動定義が可能になった。チームは本手法による自動チューニングを実証しており、次の目標はより大規模なスピン量子ビットアレイの自動調整だという。Scientific Reports誌に2026年2月14日オンライン掲載。東北大学が3月6日に国内発表し、英語版プレスリリースと海外報道（Phys.orgなど）は2026年4月23日。

A dusty (complex) plasma is a mix of ions, electrons and macroscopic charged dust particles — common in space and planetary environments — whose particles interact through plasma-mediated forces that are notoriously hard to model. Physicists at Emory University (Wentao Yu, Eslam Abdelaleem, Ilya Nemenman and Justin C. Burton) built a physics-tailored machine-learning model that bakes the system’s known symmetries and constraints into its neural-network architecture, then learns the full interparticle forces directly from the observed motion of particles in a laboratory dusty plasma.

The interpretable model — “not a black box,” the authors stress — reproduces the complex, non-reciprocal forces (a leading particle attracts the trailing one, which in turn repels the leader) to better than 99% accuracy, and it overturns a long-held assumption that a grain’s electric charge scales in exact proportion to its radius. It is a rare demonstration of new physical laws inferred from real experimental data rather than simulations, and the framework is general enough to apply to other many-body systems. Published in PNAS (2025) and widely re-covered in late April 2026. ※論文は2025年発表、実験手法として2026年4月下旬に広く再報道された。

ダストプラズマ（複雑プラズマ）は、イオン・電子・巨視的な帯電ダスト粒子が混在する状態で、宇宙や惑星環境にありふれているが、粒子間の力はモデル化が非常に難しい。エモリー大学の物理学者（Wentao Yu、Eslam Abdelaleem、Ilya Nemenman、Justin C. Burton）は、系の既知の対称性と拘束条件をニューラルネットワークの構造に組み込んだ物理法則ベースの機械学習モデルを構築し、実験室のダストプラズマ中の粒子の運動から粒子間の力を直接学習させた。

この解釈可能なモデル（著者らは「ブラックボックスではない」と強調）は、複雑な非相反な力（先行粒子が後続粒子を引き、後続粒子は逆に先行粒子を斥ける）を99%超の精度で再現し、ダスト粒子の電荷が粒径に正確に比例するという長年の仮定を覆した。シミュレーションではなく実験データから新しい物理法則を推定した稀な例であり、この枠組みは他の多体系にも適用できる。PNAS誌に掲載（2025年）、2026年4月下旬に広く再報道された。

Pankaj Borah, P. S. Bhupal Dev and Anish Ghoshal have presented a unified theoretical framework in which a single physical process — a strongly supercooled first-order phase transition (FOPT) of an axion-like particle (ALP) sector in the early Universe — simultaneously sources both an observable stochastic gravitational-wave background (SGWB) and a large-scale primordial magnetic field (PMF). In the model, a global U(1) symmetry is broken not by a tachyonic mass term but radiatively (via the Coleman–Weinberg mechanism, in a classically scale-invariant setup), with the ALP sector coupled to the Standard Model through a Higgs portal.

Because the symmetry-breaking scale arises only via dimensional transmutation, the FOPT generically suffers strong supercooling: bubble nucleation is delayed deep into a vacuum-dominated phase, and the violent dynamics of bubble collision and subsequent magnetohydrodynamic turbulence in the primordial plasma source both gravitational radiation and helical magnetic fields. The same parameters that fix the GW spectrum also fix the present-day magnetic-field amplitude and coherence length, after accounting for the cosmological inverse-cascade evolution.

The motivation is sharp: a recent 14-year multi-source analysis of 21 high-synchrotron-peaked BL Lac blazars using Fermi-LAT data excludes the null-IGMF hypothesis at 3.8σ, giving a best-fit intergalactic-magnetic-field strength of B₀ ≈ 2.8×10⁻¹⁶ G at 1 Mpc — strongly suggestive of a cosmological (rather than astrophysical) origin. Borah, Dev and Ghoshal show that the ALP-FOPT scenario reproduces this signal for maximally helical configurations up to B₀ ~ 10⁻⁹ G at coherence length 10⁻³–10⁻¹ Mpc, consistent with MAGIC, H.E.S.S. and Fermi-LAT lower bounds, while simultaneously producing an SGWB within reach of LISA, DECIGO, BBO and μARES over the ALP decay-constant range 10³ GeV ≲ f_a ≲ 10⁵ GeV. Combined with laboratory and astrophysical ALP searches (precision Higgs measurements, ALP–photon, ALP–gluon and ALP–fermion couplings), the multi-messenger constraint preferentially selects heavier ALPs with mass m_a ≳ 0.1 GeV — a regime directly testable at next-generation intensity- and energy-frontier experiments. This establishes a concrete, falsifiable example of multi-messenger cosmology jointly probing the early Universe and BSM physics. arXiv:2604.20768v1 [hep-ph], submitted 22 April 2026.

Pankaj Borah、P. S. Bhupal Dev、Anish Ghoshalらは、宇宙初期に起こるアクシオン様粒子（ALP）セクターの強く過冷却された一次相転移（FOPT）というひとつの物理過程から、観測可能な確率的重力波背景（SGWB）と大規模な原始磁場（PMF）の両方が同時に生み出される、統一的な理論枠組みを提示した。本モデルでは大域的U(1)対称性が、タキオン質量項ではなく輻射補正によって自発的に破れる（Coleman–Weinberg機構、古典的スケール不変なセットアップ）。ALPセクターは標準模型とHiggsポータルを通じて結合する。

対称性の破れスケールが「次元的変換（dimensional transmutation）」のみによって生じるため、相転移は一般に強い過冷却（supercooling）を伴う：バブル核形成は真空エネルギー優勢な領域まで深く遅延され、その後のバブル衝突と原始プラズマ中の磁気流体力学（MHD）乱流という激しいダイナミクスが、重力波と「ヘリシティを持つ磁場」を同時に源として供給する。重力波スペクトルを決定するパラメータが、そのまま現在観測される磁場の振幅とコヒーレンス長（宇宙論的逆カスケード進化を経た後の値）を決定する点が、この理論の最大の特徴である。

本理論の動機は明確である：Fermi-LATによる14年分のデータと21個の高シンクロトロンピークBL Lacブレーザーを用いた最近の多源解析が、「銀河間磁場ゼロ」仮説を3.8σで棄却し、1 Mpcのコヒーレンス長において B₀ ≈ 2.8×10⁻¹⁶ G のベストフィット値を与えた——これは観測される銀河間磁場の起源が天体物理ではなく宇宙論的起源であることを強く示唆する。Borahらは、ALP-FOPTシナリオが最大ヘリシティ配置において B₀ ~ 10⁻⁹ G（コヒーレンス長 10⁻³–10⁻¹ Mpc）まで達し、MAGIC・H.E.S.S.・Fermi-LATのブレーザー観測から導かれる下限値と整合することを示した。同時に、ALPの崩壊定数が 10³ GeV ≲ f_a ≲ 10⁵ GeV の範囲で、LISA・DECIGO・BBO・μARES等の将来宇宙重力波観測装置で検出可能なSGWBが生成されることを示した。実験室および天体物理におけるALP探索（精密ヒッグス測定、ALP-光子・ALP-グルーオン・ALP-フェルミオン結合への制限）と組み合わせると、許容領域はm_a ≳ 0.1 GeV のやや重いALPを選好する——これは次世代の高エネルギー・高精度実験で直接アクセス可能な領域である。本研究は、マルチメッセンジャー宇宙論によって初期宇宙と標準模型を超える物理（BSM）を同時に検証する具体的かつ反証可能な例を確立した。arXiv:2604.20768v1 [hep-ph]、2026年4月22日投稿。

The Budapest–Marseille–Wuppertal (BMW) lattice-QCD collaboration (Z. Zhang and colleagues) reported in Nature on 22 April 2026 a new, more precise calculation of the muon's leading-order hadronic vacuum polarization (LO-HVP) — the dominant and hardest-to-compute theoretical contribution to its anomalous magnetic moment, a_μ = (g−2)/2. They obtain a_μ^LO-HVP = 715.1(3.4)×10⁻¹⁰, a 0.48% determination that reduces the uncertainty by a factor of 1.6 compared with the collaboration's landmark 2021 lattice result.

The work uses a hybrid approach: lattice quantum chromodynamics (QCD) on finer space-time grids over most energy ranges, combined with experimental data only in a small low-energy, long-distance regime where all measurements agree. Combined with the other Standard-Model contributions, the result yields a prediction that differs from the final Fermilab Muon g−2 measurement (released June 2025, precision 127 ppb) by only 0.5 standard deviations — a validation of the Standard Model to 11 digits. For roughly two decades the muon g−2 "anomaly" — a 4–5σ gap between the older data-driven SM prediction and experiment — had been one of the most cited hints of physics beyond the Standard Model; the new result indicates the tension can be explained within the Standard Model, removing the case for new physics from this observable, at least for now. The remaining disagreement between lattice QCD, older e⁺e⁻ data, and the CMD-3 measurement is still to be fully understood.

Budapest–Marseille–Wuppertal（BMW）格子QCD共同研究（Z. Zhangら）が2026年4月22日付Nature誌で、ミューオンの異常磁気モーメント a_μ = (g−2)/2 の理論予言で最大かつ最も計算が難しい寄与である主要次ハドロン真空偏極（LO-HVP）の新たな精密計算を報告した。得られた値は a_μ^LO-HVP = 715.1(3.4)×10⁻¹⁰（精度0.48%）で、同共同研究の画期的な2021年の格子計算に比べ不確かさを1.6倍縮小した。

手法はハイブリッド方式で、多くのエネルギー領域では細かい時空格子の格子量子色力学（QCD）を用い、すべての測定が一致する低エネルギーの長距離領域でのみ実験データを併用する。標準模型のほかの寄与と合わせると、2025年6月公表のフェルミ研ミューオンg−2最終測定値（精度127 ppb）とわずか0.5標準偏差で一致する予言が得られ、標準模型を11桁で検証した。約20年にわたり、ミューオンg−2の「アノマリー」——従来のデータ駆動型SM予言と実験値の間の4〜5σの食い違い——は標準模型を超える新物理の最有力の兆候のひとつとされてきたが、今回の結果はこの緊張が標準模型の枠内で説明できることを示し、少なくとも現時点では本観測量からの新物理の根拠を取り除いた。なお、格子QCD・古いe⁺e⁻データ・CMD-3測定の間の不一致は今後の課題として残る。

Researchers in MIT's Nonlinear Systems Laboratory — Jean-Jacques Slotine and Winfried Lohmiller — have constructed an exact mathematical bridge between classical and quantum mechanics. They show that the motion of a quantum object can be computed using the classical principle of least action, by reformulating the classical Hamilton–Jacobi equation to incorporate a probability density and multiple least-action paths. With this single change, they recover exactly the same solutions as the Schrödinger equation.

The reformulated equation reproduces a list of textbook quantum results without approximation: the double-slit experiment (reduced to just two classical paths through the two slits, rather than Feynman's infinity of zigzagging paths), quantum tunneling, the electron wavefunction of the hydrogen atom (derived from a classical planetary-style orbit), the Aharonov–Bohm effect, and even extensions to relativistic and spinning particles. The authors are careful to frame this as a purely mathematical equivalence — "we're not saying quantum phenomena happen at classical scales," Slotine notes — but it shows that the Schrödinger and Hamilton–Jacobi equations are identical given a suitable computation of density, offering a powerful new computational and conceptual lens on quantum foundations. Published in Proceedings of the Royal Society A.

MITの非線形システム研究所のJean-Jacques Slotine教授とWinfried Lohmiller研究員が、古典力学と量子力学を結ぶ厳密な数学的橋を構築した。古典力学の最小作用の原理を用いて量子的対象の運動を計算できることを示したもので、古典的なハミルトン–ヤコビ方程式に確率密度と複数の最小作用経路を組み込むよう再定式化した。このたった一つの変更により、シュレーディンガー方程式と厳密に同一の解が得られる。

この再定式化された方程式は、教科書的な量子現象を近似なしで再現する：二重スリット実験（ファインマンの無限のジグザグ経路ではなく、2つのスリットを通る2本の古典経路だけに簡約される）、量子トンネル効果、水素原子中の電子の波動関数（惑星軌道のような古典軌道から導出）、アハラノフ–ボーム効果、さらには相対論的粒子やスピンを持つ粒子への拡張までを含む。著者らはこれをあくまで純粋に数学的な等価性として位置づけており、Slotine氏は「量子現象が古典スケールで起こると言っているわけではない」と注意を促す。しかし、密度を適切に計算すればシュレーディンガー方程式とハミルトン–ヤコビ方程式が同一であることを示した本成果は、量子の基礎論に対する強力な新しい計算的・概念的視座を与える。Proceedings of the Royal Society A誌に掲載。

Researchers at the XPANCEO Emerging Technologies Research Center, working with Nobel laureate Konstantin Novoselov (University of Manchester / National University of Singapore), report giant photorefractive and photoexpansion effects in arsenic trisulfide (As₂S₃), a crystalline van der Waals semiconductor. Ordinary continuous-wave (CW) light permanently modifies the material’s refractive index and can physically swell it by up to ~5% — all without intense femtosecond pulses or expensive cleanroom lithography.

Exploiting this, the team “sculpted” nanoscale patterns directly with a simple 532-nm laser, including a monochromatic portrait of Albert Einstein at 700-nm point spacing and QR-code-like designs at 600-nm spacing (~50,000 dots per inch). Because the written features arise from a strong, light-driven index change, they form high-contrast “optical fingerprints” useful for anti-counterfeiting and traceability, and the approach points toward low-cost fabrication of sensors, integrated photonics and next-generation AR optics. The paper appeared in PNAS on 27 March 2026 and was widely covered in late April 2026.

XPANCEO先端技術研究センターの研究者らが、ノーベル賞受賞者のコンスタンチン・ノボセロフ（マンチェスター大学／シンガポール国立大学）と共同で、結晶性ファンデルワールス半導体である三硫化二ヒ素（As₂S₃）に巨大な光屈折効果・光膨張効果を見いだしたと報告した。普通の連続発振（CW）光だけで、この材料の屈折率が恒久的に変化し、体積も最大~5%膨張する——強力なフェムト秒パルスも高価なクリーンルームのリソグラフィも不要である。

これを利用して、研究チームは単純な532 nmレーザーでナノスケールのパターンを直接「彫刻」した。点間隔700 nmでアルベルト・アインシュタインの単色肖像を、点間隔600 nm（約50,000 dpi）でQRコード状の図形を書き込んだ。書き込まれた模様は光駆動の強い屈折率変化に由来するため、高コントラストの「光学指紋」となり、偽造防止やトレーサビリティに利用できる。さらに、センサー、フォトニック集積、次世代AR光学素子の低コスト製造への道も開く。論文は2026年3月27日にPNASに掲載され、4月下旬に広く報道された。

NASA’s Jet Propulsion Laboratory announced on 21 April 2026 that a rock sample drilled by the Curiosity rover contains the most diverse collection of organic molecules yet found on Mars. Of 21 carbon-bearing molecules identified, seven were detected on Mars for the first time: trimethylbenzene, tetramethylbenzene, methyl benzoate, dihydronaphthalene, naphthalene, benzothiophene and methylnaphthalene. The sample — nicknamed “Mary Anning 3” — came from clay-bearing sandstone in the ~3.5-billion-year-old Knockfarrill Hill member of Glen Torridon, Gale crater, drilled back in 2020.

The molecules were liberated by the first use of the rover’s tetramethylammonium hydroxide (TMAH) wet-chemistry experiment aboard the Sample Analysis at Mars (SAM) suite — a technique reserved for the highest-value samples, and validated on Earth against the Murchison meteorite. NASA emphasizes this is not evidence of life: the molecules could be biological, geological or delivered by meteorites, and cannot be distinguished. Its significance is that complex, macromolecular organic matter can be preserved in Martian bedrock despite ~3.5 billion years of diagenesis and radiation — encouraging news for future TMAH experiments on the Rosalind Franklin rover and the Dragonfly mission to Titan. Published in Nature Communications.

NASAのジェット推進研究所（JPL）は2026年4月21日、キュリオシティローバーが採取した岩石試料から、火星でこれまでで最も多様な有機分子群を検出したと発表した。同定された21の炭素含有分子のうち、7種は火星で初めて検出された（トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン、安息香酸メチル、ジヒドロナフタレン、ナフタレン、ベンゾチオフェン、メチルナフタレン）。試料（「Mary Anning 3」）は、ゲールクレーターのGlen Torridonにある約35億年前の粘土質砂岩から、2020年に採取された。

これらの分子は、SAM（Sample Analysis at Mars）搭載のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド（TMAH）湿式化学実験の初の使用によって放出された——最も価値の高い試料のために温存された手法で、地球上ではマーチソン隕石で検証された。NASAは、これが生命の証拠ではないことを強調する：分子は生物由来・地質由来・隕石由来のいずれもありうるが、区別はできない。意義は、複雑な高分子有機物が約35億年の続成作用と放射線にもかかわらず火星の岩盤に保存されうるという点にある——将来のRosalind Franklinローバーやタイタン探査Dragonflyにとって有望な知見だ。Nature Communications誌に掲載。

The LHCb collaboration at CERN’s Large Hadron Collider published a comprehensive angular analysis of the rare decay B⁰→K*⁰μ⁺μ⁻ — an "electroweak penguin" process (named after the penguin-like shape of its Feynman diagram) in which a beauty quark transforms into a strange quark via a virtual quantum loop, occurring only about once per million B⁰ mesons. Sifting roughly 650 billion B-meson decays recorded in 2011–2018 and reconstructing about 12,000 penguin events, the collaboration finds that the angular distribution of the final-state particles (a kaon, a pion and two muons) deviates from Standard Model predictions at about 4 standard deviations — roughly a 1-in-16,000 chance of being a statistical fluke.

Penguin loops are exquisitely sensitive to heavy, undiscovered particles — such as leptoquarks or Z′ bosons — that are far too massive to be produced directly, which is what makes this decay a prized probe of new physics. The main Standard-Model loophole, notoriously hard-to-compute "charming penguin" charm-quark loops, appears unable to fully account for the discrepancy according to recent theoretical estimates, and CERN’s CMS experiment has reported similar behavior at lower significance. LHCb has already tripled its B-meson dataset since 2018, and upgrades planned for the 2030s will enlarge it roughly 15-fold — enough for a definitive verdict on one of particle physics’ last surviving anomalies. Published in Physical Review Letters (2026).

CERNの大型ハドロン衝突型加速器（LHC）のLHCb国際共同実験が、稀な崩壊B⁰→K*⁰μ⁺μ⁻の包括的な角度分布解析を発表した。これは「電弱ペンギン崩壊」——ファインマン図の形がペンギンに似ることからの命名——と呼ばれる過程で、ボトム（b）クォークが仮想的な量子ループを介してストレンジ（s）クォークへ転換する。発生頻度はB⁰中間子およそ100万個に1回。2011〜2018年に記録された約6,500億個のB中間子崩壊から約12,000個のペンギン事象を再構成した結果、終状態粒子（K中間子・π中間子・2つのミューオン）の角度分布が標準模型の予言から約4標準偏差（4σ）ずれていることが分かった。これが統計的な揺らぎである確率はおよそ16,000分の1である。

ペンギン型の量子ループは、加速器で直接生成できないほど重い未発見粒子——例えばレプトクォークやZ′ボソン——の影響に極めて敏感であり、この崩壊が新物理の探索手段として重視される理由でもある。標準模型側の主要な抜け道である計算困難な「チャーミングペンギン」（チャームクォークのループ）も、最近の理論的評価によれば、このずれを完全には説明できないとされる。CERNのCMS実験も同様の傾向をより低い有意度で報告済みだ。LHCbは2018年以降すでにB中間子データを3倍に増やしており、2030年代のアップグレードでさらに約15倍のデータが得られる見込み——素粒子物理学に残る最有力アノマリーの一つに、最終的な審判が下ることになる。Physical Review Letters誌（2026年）に掲載。

On 18 April 2026, the Breakthrough Prize Foundation announced that the 2026 Breakthrough Prize in Fundamental Physics — the $3 million award sometimes called the "Oscars of science" — goes to the Muon g-2 collaborations at CERN, Brookhaven National Laboratory and Fermilab. The prize honours a multi-decade programme, spanning more than six decades and three generations of experiments, to measure the muon's anomalous magnetic moment ("g-2") with ever-increasing precision.

As a charged, spinning particle, the muon behaves like a tiny magnet whose strength deviates slightly from the simple value of 2; that deviation encodes the influence of the "foam" of virtual particles constantly appearing and vanishing in the vacuum, making g-2 one of the most stringent tests of the Standard Model. The experiment began at CERN in the 1970s, moved to Brookhaven in the 1990s, and concluded at Fermilab, whose final 2025 result reached a precision of 127 parts per billion — the world's most precise measurement of the muon's magnetic anomaly. The interplay between this measurement and refined Standard-Model predictions (now leaning on lattice-QCD) remains an active and consequential frontier in the search for physics beyond the Standard Model. A Special Breakthrough Prize was also awarded to David J. Gross.

2026年4月18日、ブレイクスルー賞財団は、2026年ブレイクスルー賞・基礎物理学部門（賞金300万ドル、「科学界のアカデミー賞」とも呼ばれる）を、CERN・ブルックヘブン国立研究所・フェルミ国立加速器研究所のMuon g-2共同研究に授与すると発表した。これは、60年以上・三世代にわたる実験を通じて、ミューオンの異常磁気モーメント（「g-2」）をますます高い精度で測定してきた長期プログラムを称えるものである。

電荷とスピンを持つミューオンは小さな磁石のようにふるまい、その強さは単純な値「2」からわずかにずれる。このずれは、真空中に絶えず現れては消える仮想粒子の「泡」の影響を符号化しており、g-2は標準模型の最も厳密な検証の一つとなっている。実験は1970年代にCERNで始まり、1990年代にブルックヘブンへ移り、フェルミ研で完結した。フェルミ研による2025年の最終結果は127 ppb（10億分の127）の精度に達し、ミューオン磁気異常の世界最高精度の測定となった。この測定値と、精密化が進む標準模型の理論予測（現在は格子QCDに依拠）との関係は、標準模型を超える物理を探る上で依然として重要かつ活発な最前線である。特別ブレイクスルー賞はDavid J. Gross氏にも授与された。

At the 12th Breakthrough Prize ceremony, held on 18 April 2026 in Santa Monica, California, the foundation recognised several advances in fundamental physics beyond the main Fundamental Physics Prize (awarded to the Muon g−2 collaborations). David J. Gross — a 2004 Nobel laureate for the discovery of asymptotic freedom and a leading figure in string theory — received a 2026 Special Breakthrough Prize in Fundamental Physics for decades of work toward a unified description of nature.

The foundation also launched the inaugural Vera Rubin New Frontiers Prize, awarded to early-career theorist Carolina Figueiredo. Her work uncovers deep geometric connections between seemingly unrelated particle-physics theories, suggesting that the behaviour of fundamental particles may be governed by underlying geometric structures rather than spacetime itself — a perspective that could reshape how physicists model the universe at its most fundamental level.

2026年4月18日、米カリフォルニア州サンタモニカで開催された第12回ブレイクスルー賞授賞式で、財団は基礎物理学部門の本賞（ミューオンg−2共同研究に授与）に加え、いくつかの先端的成果を表彰した。漸近的自由の発見で2004年にノーベル賞を受賞し、弦理論を牽引してきたデヴィッド・J・グロスは、自然の統一的記述に向けた数十年の業績に対して2026年「特別ブレイクスルー賞（基礎物理学部門）」を受賞した。

財団はまた、新設の「ヴェラ・ルービン・ニューフロンティア賞」を初めて授与し、若手理論家カロライナ・フィゲイレドが選ばれた。彼女の研究は、一見無関係に見える素粒子物理学の理論どうしの間に潜む深い幾何学的なつながりを明らかにし、素粒子の振る舞いが時空そのものではなく背後にある幾何学的構造によって支配されている可能性を示唆する——宇宙を最も基礎的なレベルで記述する見方に新たな視点を与える成果である。

A team led by J. I. A. Li at Brown University reports in Nature Physics a study of magic-angle twisted trilayer graphene — three atomically thin carbon sheets stacked with a small relative twist — in which electrons interact so strongly that they form a rich variety of correlated quantum states, including unconventional superconductivity.

Using angle-resolved transport measurements, the researchers found that the direction of strongest superconductivity aligns with the axis of maximum resistivity in the preceding metallic phase, while strange-metal behaviour locks to the perpendicular direction. They argue that this points to electronic nematicity — a Coulomb-driven breaking of rotational symmetry — as the crucial link tying together superconductivity, strange metallicity and nematic order, rather than these being separate effects. The result constrains the symmetry of the superconducting state and the pairing mechanism, and the angle-resolved technique can be extended to other moiré systems and high-temperature superconductors, where the pairing mechanism remains a central open question of condensed-matter physics.

ブラウン大学のJ. I. A. Li准教授率いるチームがNature Physics誌で、マジック角ねじれ三層グラフェン——わずかにねじって積層した3枚の原子レベルに薄い炭素シート——を研究した成果を報告した。この系では電子が非常に強く相互作用し、非従来型超伝導を含む多彩な相関量子状態が現れる。

角度分解輸送測定により、超伝導が最も強く現れる方向が、その手前の金属相で抵抗率が最大となる軸と一致し、一方でストレンジメタル的なふるまいはそれと直交する方向に固定されることを見いだした。研究チームは、これが超伝導・ストレンジメタル・ネマティック秩序を結びつける鍵として電子ネマティシティ（クーロン相互作用が駆動する回転対称性の破れ）を指し示すと論じ、これらが別々の現象ではなく密接に絡み合っていることを示した。本成果は超伝導状態の対称性と対形成機構に制約を与え、角度分解手法はモアレ系やほかの高温超伝導体にも拡張できる——対形成機構は依然として凝縮系物理学の中心的な未解決問題である。

Stephan Schlamminger and colleagues at the U.S. National Institute of Standards and Technology (NIST) report a new, decade-long measurement of Newton’s gravitational constant — “Big G” — which remains the least precisely known of all the fundamental constants. To guard against unconscious bias, a colleague scrambled the true experimental masses and sealed the decoding number in an envelope; the team analyzed the entire experiment “blind” and opened the envelope only at the end.

Recreating a landmark BIPM torsion-balance experiment, they obtained G = 6.67387 ± 0.00038 × 10⁻¹¹ m³ kg⁻¹ s⁻² (relative uncertainty 5.7 × 10⁻⁵), about 0.0235% lower than the original BIPM value. Rather than converging on a single number, the world’s best measurements of G disagree by far more than their stated uncertainties — and this painstaking redetermination deepens, rather than resolves, that puzzle, underscoring how stubbornly difficult gravity is to pin down. Published in Metrologia.

米国国立標準技術研究所（NIST）のStephan Schlammingerらが、ニュートンの重力定数「Big G」の新たな10年がかりの測定を報告した。Gは、すべての基礎物理定数のなかで最も精度が低いままの量である。無意識のバイアスを防ぐため、同僚が実験で使う実際の質量を撹乱し、その復号に必要な数値を封筒に封印した。研究チームは実験全体を「盲検（ブラインド）」で解析し、最後に初めて封筒を開けた。

国際度量衡局（BIPM）の記念碑的なねじり天秤実験を再現し、G = 6.67387 ± 0.00038 × 10⁻¹¹ m³ kg⁻¹ s⁻²（相対不確かさ 5.7 × 10⁻⁵）を得た。これは元のBIPMの値より約0.0235%低い。世界最高水準のGの測定値は、単一の値に収束するどころか、各自が主張する不確かさをはるかに超えて互いに食い違っている。この入念な再測定は、その謎を解消するどころか深め、重力がいかに測定困難であり続けるかを浮き彫りにした。Metrologia誌に掲載。

A Curtin University (ICRAR)-led team, working with the University of Oxford and collaborators, used very long baseline interferometry (VLBI) — an Earth-spanning network of linked radio telescopes, the same technique behind the Event Horizon Telescope’s black-hole images — and 18 years of ultra-high-resolution imaging to make the first measurement of the instantaneous (kinetic) power of jets from a black hole. The target: Cygnus X-1, the first black hole ever confirmed (about 21 solar masses), which orbits a blue supergiant of roughly 40 solar masses every 5.6 days.

The supergiant’s ferocious stellar wind bends the jets — much as wind on Earth scatters the spray of a fountain — and as the black hole circles its companion, the jet direction "dances" in sync with the orbit. Modeling that bending yielded the jets’ true output: power equivalent to about 10,000 Suns, streaming at roughly half the speed of light (~150,000 km/s), with about 10% of the accretion energy carried away by the jets. Previous methods could only average jet power over thousands to millions of years; an instantaneous measurement directly reveals how black holes grow and how their jets pump energy, cosmic rays and magnetic fields into the interstellar medium. Published in Nature Astronomy on 16 April 2026.

カーティン大学（ICRAR：国際電波天文学研究センター）主導のチームが、オックスフォード大学などと協力し、超長基線電波干渉法（VLBI）——地球規模で電波望遠鏡を結合するネットワークで、イベント・ホライズン・テレスコープのブラックホール撮像と同じ技術——による18年分の超高解像度撮像を用いて、ブラックホールジェットの瞬間的（運動学的）パワーを史上初めて測定した。対象は、人類が初めて確認したブラックホールであるはくちょう座X-1（約21太陽質量）。約40太陽質量の青色超巨星と5.6日周期で互いを公転している。

超巨星の猛烈な恒星風はジェットを押し曲げる——地上の風が噴水のしぶきをなびかせるように。そしてブラックホールが伴星の周りを公転するにつれ、ジェットの向きは軌道と同期して「踊る」。この曲がり方をモデル化することで、ジェットの真の出力が判明した：太陽約1万個分に相当するパワー、速度は光速の約半分（毎秒約15万km）、降着エネルギーの約10%がジェットとして持ち去られている。従来の手法では数千年〜数百万年の平均パワーしか推定できなかったが、瞬間値の測定により、ブラックホールの成長過程や、ジェットが星間物質へエネルギー・宇宙線・磁場を注ぎ込む仕組みが直接明らかになる。Nature Astronomy誌に2026年4月16日掲載。

A team at MIT (lead author Una Schneck of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences, with Taylor Perron, WHOI’s Andrew Ashton, and colleagues at Cornell and Miami) has built “PlanetWaves,” the first model to capture the full dynamics of wind-driven wave generation across different planetary conditions. Unlike earlier attempts that only considered gravity, it also accounts for the surface liquid’s density, viscosity and surface tension and the planet’s atmospheric pressure. The model was validated against 20 years of buoy wave data on Lake Superior.

Applied to other worlds, it predicts strikingly different seas. On Saturn’s moon Titan — light hydrocarbon lakes, low gravity, thin atmosphere — a gentle breeze raises huge, slow-motion waves. On ancient Mars, as the atmosphere thinned, progressively stronger winds would have been needed to raise the same waves. Beyond the solar system, the super-Earth LHS 1140 b (stronger gravity) yields much smaller water waves; on the exo-Venus Kepler 1649 b, dense sulfuric-acid lakes resist rippling; and on the lava world 55 Cancri e, even hurricane-force (~130 km/h) winds raise only centimetre-scale waves on its viscous molten-rock ocean. The work may also help explain why Titan’s river mouths rarely form deltas. Published in the Journal of Geophysical Research: Planets.

MITのチーム（筆頭著者は地球惑星科学部門のUna Schneck、Taylor Perron、WHOIのAndrew Ashton、コーネル大・マイアミ大の共同研究者ら）が、さまざまな惑星条件下での風による波の生成ダイナミクスを完全に捉える初のモデル「PlanetWaves」を構築した。重力だけを考慮した従来の試みと異なり、表面液体の密度・粘度・表面張力と惑星の大気圧も取り込む。モデルはスーペリオル湖の20年分のブイ波データで検証された。

他の天体に適用すると、海の姿は大きく異なる。土星の衛星タイタン（軽い炭化水素の湖・低重力・薄い大気）では、微風でも巨大な波がスローモーションのように立ち上がる。古代火星では、大気が薄くなるにつれ、同じ波を起こすのにより強い風が必要になったはずだ。太陽系外では、スーパーアースLHS 1140 b（強い重力）では水の波がはるかに小さく、硫酸の湖を持つエクソ金星Kepler 1649 bでは波立ちにくく、溶岩惑星55 Cancri eでは風速約130 km/hの暴風でさえ粘性の高い溶岩の海に数cmの波しか立てられない。本成果は、タイタンの河口に三角州がほとんどできない理由の解明にも役立つ可能性がある。Journal of Geophysical Research: Planets誌に掲載。

On 14–15 April 2026, the Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) completed its originally planned five-year survey, producing the largest high-resolution 3D map of the Universe ever made. Mounted on a telescope atop Kitt Peak in Arizona and equipped with 5,000 robotic fiber-optic "eyes," DESI was designed to catalogue 34 million galaxies and quasars — but performed so efficiently that it captured more than 47 million galaxies and quasars, plus over 20 million stars in the Milky Way, roughly six times as many objects as all previous spectroscopic measurements combined.

By mapping how cosmic structure has grown across billions of years, DESI provides one of the most powerful probes of dark energy — the mysterious component driving the accelerating expansion of the Universe. Earlier DESI data have already produced tantalizing hints that dark energy may not be constant but could be evolving with time, which is why the collaboration is extending observations through 2028 to expand the map further. The full five-year dataset is now being processed, with the first dark-energy results from the complete survey expected in 2027. Operated by Lawrence Berkeley National Laboratory for the U.S. Department of Energy.

2026年4月14〜15日、暗黒エネルギー分光装置（DESI）が当初計画の5年観測を完了し、史上最大の高解像度3D宇宙地図を作成した。アリゾナ州キットピーク山頂の望遠鏡に搭載され、5000本のロボット制御の光ファイバーの「眼」を備えるDESIは、当初3400万個の銀河・クエーサーの観測を計画していたが、非常に高効率に動作したため、4700万個を超える銀河・クエーサーに加え、天の川銀河の2000万個超の恒星を捉えた。これは過去のすべての分光測定を合わせた約6倍の天体数に相当する。

数十億年にわたって宇宙の大規模構造がどのように成長してきたかを地図化することで、DESIは宇宙の加速膨張を駆動する謎の成分暗黒エネルギーを探る最強の手段の一つを提供する。これまでのDESIのデータは、暗黒エネルギーが一定ではなく時間とともに変化している可能性を示唆する興味深いヒントをすでに与えており、共同研究チームは地図をさらに拡張するため2028年まで観測を延長する。完成した5年分のデータセットは現在処理中で、全観測に基づく最初の暗黒エネルギーの結果は2027年に発表される見込みである。米国エネルギー省のローレンス・バークレー国立研究所が運用。

Using single-atom-resolved microscopy of an ultracold Fermi gas cooled to near absolute zero, a team (including Tarik Yefsah's group) has for the first time directly imaged the individual atoms that pair up to mimic the electrons responsible for superconductivity. A Fermi gas of neutral atoms lets researchers stand in for electrons and probe the physics of superconductors in a fully tunable, cleanly observable setting.

The surprise: after the atoms paired up, they did not move independently as the standard picture assumes. Instead, the pairs moved in a synchronized "dance," with each pair's position correlated with the positions of the others — a collective, spatially correlated behavior not predicted by the 70-year-old, Nobel-winning BCS theory of superconductivity. Directly visualizing these spatial charge and spin correlations exposes physics that conventional theory leaves out, and provides a powerful new benchmark for understanding strongly interacting fermions, including in real high-temperature superconductors. Published in Physical Review Letters (15 April 2026).

絶対零度近くまで冷却された超低温フェルミ気体を原子1個の分解能で顕微鏡観察することで、研究チーム（Tarik Yefsah氏のグループを含む）は、超伝導を担う電子を模して対を組む個々の原子を初めて直接撮像した。中性原子のフェルミ気体は電子の代役を務め、完全に制御可能でクリーンに観測できる環境で超伝導の物理を探ることを可能にする。

驚くべきことに、原子は対を組んだ後、標準的な描像が仮定するように独立に動くのではなかった。代わりに、対は同期した「ダンス」を踊り、各対の位置が他の対の位置と相関していた——これは超伝導の70年前のノーベル賞理論「BCS理論」が予測しない、集団的で空間的に相関した振る舞いである。こうした空間的な電荷・スピン相関を直接可視化することで、従来理論が取りこぼしていた物理が露わになり、実在する高温超伝導体を含む強相関フェルミ粒子系を理解するための強力な新たな基準が得られる。Physical Review Letters誌に掲載（2026年4月15日）。

A team at the Indian Institute of Science (IISc) Bangalore, led by Arindam Ghosh and Subroto Mukerjee (with Aniket Majumdar and colleagues, in collaboration with NIMS, Japan), has experimentally established that electrons in ultra-clean graphene tuned to the Dirac point form a quantum-critical "Dirac fluid." In these near-ideal samples, electron–electron scattering dominates over impurity scattering, so the charge carriers flow collectively like a low-viscosity liquid rather than as independent particles.

By measuring electrical and thermal conductivity simultaneously, the team found that the two decouple dramatically — a violation of the textbook Wiedemann–Franz law by a factor of more than 200 near the Dirac point. Crucially, both transport channels are governed by a single material-independent quantum-critical conductivity set by the quantum of conductance — a universal value predicted nearly two decades ago but never before measured. This makes graphene a tabletop platform for studying quantum-critical hydrodynamics with connections to systems as exotic as the quark–gluon plasma, and points toward ultra-sensitive quantum sensors. Note: the underlying paper was published in Nature Physics in 2025; the result received renewed coverage in April 2026.

インド理科大学院（IISc）バンガロールのArindam Ghosh教授とSubroto Mukerjee教授率いるチーム（Aniket Majumdarら、日本のNIMSと共同）が、ディラック点に調整された超清浄グラフェン中の電子が、量子臨界的な「ディラック流体」を形成することを実験的に確立した。この理想に近い試料では、電子–電子散乱が不純物散乱を凌駕するため、電荷キャリアは独立した粒子としてではなく、低粘性の液体のように集団的に流れる。

電気伝導率と熱伝導率を同時に測定した結果、両者がディラック点近傍で劇的に分離する——教科書的なウィーデマン＝フランツ則を200倍以上破ることが分かった。決定的に重要なのは、両方の輸送チャネルが、物質に依存しない単一の量子臨界伝導率（伝導量子で定まる普遍値）によって支配される点である。これは約20年前に予言されながら、これまで測定されたことのない普遍値であった。これによりグラフェンは、クォーク・グルーオンプラズマのようなエキゾチックな系とも関連する量子臨界流体力学を卓上で研究する基盤となり、超高感度の量子センサーへの道も示す。なお、元論文は2025年にNature Physics誌に掲載されたもので、2026年4月に改めて報道された。

Quantum materials — like twisted graphene sheets whose moiré patterns suddenly turn them superconducting — power emerging quantum technologies, but simulating their exponentially large many-body physics quickly overwhelms conventional methods. A team at Aalto University led by Jose Lado, with doctoral researcher Tiago Antão (first author), Yitao Sun and Adolfo Fumega, developed a quantum-inspired algorithm based on tensor networks: the ground-state projector is computed with a kernel polynomial method and a local topological (Chern) marker is extracted by tensor-network contraction, compressing an exponentially large problem into a tractable one.

The method simulated a topological quasicrystal with over 268 million lattice sites — orders of magnitude beyond the reach of conventional approaches — mapping where topologically protected excitations reside within the aperiodic lattice. Because such excitations shield a material’s electrical conduction from noise and interference, the technique is an instrumental step toward designing "super-moiré" quasicrystal materials and topological qubits, and toward dissipationless electronics that could help tame the heat generated by AI data centers. Published in Physical Review Letters; reported 15 April 2026.

量子物質——例えば重ねてひねったグラフェンがモアレパターンによって突如超伝導体になるような物質——は量子技術の基盤だが、その多体物理は指数関数的に巨大で、従来の計算手法ではすぐに限界を迎える。アールト大学のJose Lado率いるチーム（筆頭著者は博士研究員のTiago Antão、ほかYitao Sun、Adolfo Fumega）は、テンソルネットワークに基づく量子着想アルゴリズムを開発した。基底状態射影子をカーネル多項式法で計算し、局所的なトポロジカル指標（チャーンマーカー）をテンソルネットワークの縮約によって抽出することで、指数的に巨大な問題を扱える形に圧縮する。

この手法により、2億6,800万サイトを超えるトポロジカル準結晶のシミュレーションに成功——従来手法の到達範囲を桁違いに超える規模で、非周期格子のどこにトポロジカルに保護された励起が分布するかを描き出した。こうした励起は物質の電気伝導をノイズや干渉から守るため、本手法は「超モアレ」準結晶物質やトポロジカル量子ビットの設計、さらにはAIデータセンターの発熱問題を和らげ得る無散逸エレクトロニクスへ向けた決定的な一歩となる。Physical Review Letters誌に掲載、2026年4月15日に報道。

A team including Hemian Yi and colleagues reports in Nature Materials a form of "Ising-type" superconductivity in an atomically thin layer of gallium sandwiched between graphene and silicon carbide. In a conventional superconductor an in-plane magnetic field destroys Cooper pairs once it exceeds the Pauli (Chandrasekhar–Clogston) paramagnetic limit.

Here, the gallium films remain superconducting in in-plane fields well beyond that limit — a robustness usually associated with Ising superconductivity in heavy transition-metal dichalcogenides, where strong spin–orbit coupling pins electron spins out of plane. The new work shows that the same protection can arise in a light, simple element through orbital hybridization at the gallium/substrate interface, broadening the family of materials in which this exotic, field-resilient superconductivity can be engineered.

Hemian YiらのチームがNature Materials誌で、グラフェンと炭化ケイ素（SiC）に挟まれた原子レベルに薄いガリウム層において「Ising型」超伝導を報告した。通常の超伝導体では、面内磁場がパウリ（Chandrasekhar–Clogston）常磁性限界を超えるとクーパー対が壊れる。

ところがこのガリウム薄膜は、その限界を大きく超える面内磁場でも超伝導を保つ。こうした頑健性は通常、強いスピン軌道相互作用が電子スピンを面直方向に固定する重い遷移金属ダイカルコゲナイドのIsing超伝導に特有のものだった。本研究は、軽くて単純な元素でも、ガリウムと基板の界面における軌道混成を通じて同じ保護機構が生じうることを示し、この磁場に強いエキゾチックな超伝導を設計できる物質の幅を広げた。

When information is processed in a quantum computer it tends to "scramble" — spreading across many qubits until it looks irretrievably lost. Rishik Perugu and collaborators show, in Physical Review Letters, that this scrambling is governed by reversible underlying dynamics.

Working in the Krylov-space description of operator growth, they identify a "winding" structure and an emergent coherence in how operators spread in time. This coherence provides a handle: with sufficiently precise, controlled interventions, the scrambling process can in principle be wound back, recovering information that appeared to be lost. The result deepens the theoretical understanding of quantum chaos and information dynamics, with potential relevance for quantum error mitigation and for probing the boundary between reversible microscopic laws and apparent irreversibility.

量子コンピュータで情報が処理されると、それは多数の量子ビットへ広がって「スクランブル（撹拌）」され、一見すると取り戻せないほど失われたように見える。Rishik PeruguらはPhysical Review Letters誌で、このスクランブリングが可逆な基礎ダイナミクスに支配されていることを示した。

演算子成長を記述するクリロフ空間の枠組みで、演算子が時間とともに広がる過程に「巻き付き（winding）」構造と創発的なコヒーレンスを見いだした。このコヒーレンスが手がかりとなり、十分に精密で制御された操作を行えば、スクランブリング過程を原理的に巻き戻し、失われたように見えた情報を回復できる。本成果は量子カオスと情報ダイナミクスの理論的理解を深め、量子誤り低減や、可逆な微視的法則と見かけ上の不可逆性の境界を探る研究への応用が期待される。

A team measured three different 2S–nS transitions in atomic hydrogen using advanced laser spectroscopy, calibrated against NIST cesium-beam clocks. From these frequencies they extracted a proton charge radius of 0.8433 femtometres together with a refined value of the Rydberg constant. The result closely matches the smaller radius obtained from muonic-hydrogen spectroscopy, adding strong confidence to the "small proton" picture.

The proton-radius puzzle — a stubborn ~4% disagreement between values from ordinary hydrogen and from muonic hydrogen — has troubled physicists since 2010. Because all three transitions were measured in the same apparatus with different principal quantum numbers n, the data also constrain hypothetical beyond-Standard-Model light bosons that would modify the Coulomb potential and shift the inferred Rydberg constant differently for each transition. The work both sharpens fundamental constants and tightens limits on new physics. Published in Physical Review Letters.

研究チームは、原子状水素の3種類の2S–nS遷移を高度なレーザー分光で測定し、NISTのセシウム原子時計で周波数を校正した。これらの周波数から陽子の電荷半径0.8433フェムトメートルと、改良されたリュードベリ定数を導出。この値はミューオン水素分光から得られる小さい半径とよく一致し、「小さい陽子」像を強く支持する。

通常の水素とミューオン水素の測定値が約4%食い違う「陽子半径パズル」は、2010年以来物理学者を悩ませてきた。3つの遷移を同一装置で異なる主量子数nについて測定したため、本データはクーロンポテンシャルを変化させ各遷移ごとにリュードベリ定数を異なるかたちでずらすような、標準模型を超える仮説的な軽いボソンにも制約を与える。基礎物理定数を精緻化すると同時に、新物理への制限を強める成果である。Physical Review Letters誌に掲載。

A team led by Professor Kazuhiro Yamamoto at Kyushu University (Faculty of Science / Quantum and Spacetime Research Institute) proposes a concrete way to make gravity-induced entanglement easier to detect — a leading experimental route to testing whether gravity itself is quantum. If gravity obeys quantum mechanics, two objects interacting only through gravity should become entangled; but the effect is minuscule and requires keeping a relatively large object in a clean quantum state.

Their scheme uses optimal filtering of the light in an optomechanical system to realize a momentum-squeezed state of a suspended mirror, sharpening the quantum superposition of the mirror’s position. Enhancing this superposition amplifies the tiny entanglement signal generated when two such mirrors interact gravitationally, bringing a tabletop test of quantum gravity a meaningful step closer. Published in Physical Review Research on 13 April 2026.

九州大学（理学研究院／量子・時空研究所）の山本一博教授率いるチームが、重力誘起もつれ（gravity-induced entanglement）を検出しやすくする具体的な方法を提案した。これは、重力そのものが量子的かどうかを検証する有力な実験的経路である。重力が量子力学に従うなら、重力だけで相互作用する2つの物体はもつれるはずだが、その効果は極めて微小で、比較的大きな物体を清浄な量子状態に保つ必要がある。

本手法は、オプトメカニクス系の光を最適フィルタリングすることで、吊るされた鏡の運動量スクイーズ状態を実現し、鏡の位置の量子重ね合わせを鋭くする。この重ね合わせを増幅することで、2つの鏡が重力的に相互作用したときに生じる微小なもつれ信号が増幅され、卓上での量子重力検証へ意味のある一歩を踏み出す。Physical Review Research誌に2026年4月13日掲載。

Researchers at Stockholm University, Nordita, and the University of Tübingen have proposed a new theoretical route for detecting gravitational waves — not by measuring kilometer-scale distance changes as in LIGO, but by tracking the light emitted by atoms. Published in Physical Review Letters, the study shows that a passing gravitational wave modulates the quantum electromagnetic field, in turn perturbing the spontaneous emission process by which excited atoms relax to lower energy states. The result is a subtle, direction-dependent shift in the frequency of emitted photons, while the total emission rate remains unchanged — the very reason this effect went unnoticed until now.

Crucially, the directional spectral signature encodes both the gravitational wave's direction and its polarization, providing a built-in handle for distinguishing genuine signals from background noise. Using both classical and quantum Fisher information, the authors argue that state-of-the-art cold-atom platforms — particularly atomic clocks based on narrow optical transitions, which offer long interaction times and exceptional spectral stability — could in principle observe this imprint. If experimentally confirmed, the approach would open a path toward compact, atom-based gravitational-wave detectors of just a few millimeters across, especially well-suited to low-frequency bands targeted by future space missions. The study sits squarely at the interface of quantum field theory and general relativity, joining a growing class of tabletop tests of gravity's quantum aspects.

ストックホルム大学、Nordita、テュービンゲン大学の研究チームが、重力波検出の新たな理論的アプローチを提案した。LIGOのようにキロメートルスケールの距離変化を計測する代わりに、原子が放出する光そのものを観測するという発想である。Physical Review Letters誌に掲載されたこの研究によれば、通過する重力波は量子電磁場を変調し、これが励起原子が低エネルギー状態へ緩和する自発放出過程に摂動を与える。その結果、放出光子の周波数が放出方向ごとにわずかにシフトする一方、総放出率自体は変化しない——この見かけの不変性こそ、これまで本効果が見過ごされてきた理由である。

重要なのは、この方向依存の分光パターンが重力波の方向と偏光の両方を符号化している点であり、背景雑音から真の信号を切り分ける手がかりが構造的に組み込まれていることになる。著者らは古典フィッシャー情報量と量子フィッシャー情報量の両方を用い、狭線幅光学遷移を利用した最先端の冷却原子プラットフォーム——特に長い相互作用時間と卓越したスペクトル安定性を持つ原子時計——が、この痕跡を原理的に観測しうると論じている。実験的に確認されれば、わずか数ミリメートル規模のコンパクトな原子型重力波検出器への道が開かれ、将来の宇宙ミッションが標的とする低周波帯域に特に適した手段となりうる。本研究は量子場理論と一般相対性理論の交差領域に位置し、重力の量子的側面を卓上スケールで検証する一連の試みに新たな選択肢を加えるものである。

Farinaldo S. Queiroz, Clarissa Siqueira and Carlos E. Yaguna have proposed that the long-standing Galactic Center GeV gamma-ray Excess (GCE) — a compelling but contested potential signature of dark matter annihilation near the center of the Milky Way — may be better explained if dark matter is not a single particle species but a multi-component dark sector. The spectral shape of the GCE has been hard to reconcile with annihilation of one particle into one final state.

The authors systematically tested two- and three-component dark-matter scenarios with both exclusive and mixed annihilation channels, using the Akaike Information Criterion (AIC) to penalize the extra model complexity fairly. They find that the data statistically favor a two-component scenario, with a natural "light-plus-heavy" mass hierarchy, in which each component annihilates into a single final state. Strikingly, channels such as t-tbar, ZZ and hh — individually unable to explain the excess — are effectively "resurrected" by the improved morphological/spectral fit a multi-component framework provides. The work fits a broader context in which a single-particle dark matter interpretation has been in tension with constraints from dwarf spheroidal galaxies and the GCE morphology. arXiv:2603.17095 (hep-ph), March 2026.

Farinaldo S. Queiroz、Clarissa Siqueira、Carlos E. Yagunaらは、長年論争の的となってきた銀河中心のGeVガンマ線過剰（GCE）——天の川銀河中心付近での暗黒物質の対消滅の有力だが議論の分かれる兆候——が、暗黒物質を単一の粒子種ではなく複数成分のダークセクターとして捉えるとよりよく説明できる、と提案した。GCEのスペクトル形状は、1種類の粒子が1つの終状態へ対消滅するモデルとは整合しにくかった。

著者らは、排他的および混合的な対消滅チャネルを持つ2成分・3成分の暗黒物質シナリオを系統的に検証し、追加されるモデルの複雑さを公平に罰する赤池情報量規準（AIC）を用いた。その結果、データは各成分が単一の終状態へ対消滅する、「軽い＋重い」の自然な質量階層を持つ2成分シナリオを統計的に支持することを見出した。注目すべきは、t-tバー、ZZ、hhといった、単独では過剰を説明できないチャネルが、多成分の枠組みがもたらす形態的・スペクトル的な適合の改善によって事実上「復活」する点である。本研究は、単一粒子の暗黒物質解釈が、矮小楕円体銀河からの制限やGCEの形態と緊張関係にあるという、より広い文脈に位置づけられる。arXiv:2603.17095（hep-ph）、2026年3月。

Felix Ahrens and Andrea Vinante (IFN-CNR and FBK, Trento) levitated a small permanent ferromagnet in a superconducting trap and observed that, even without any net spinning, the magnet behaves like a gyroscope at low frequencies. The effect is a macroscopic manifestation of the Einstein–de Haas effect: the internal angular momentum stored in the aligned electron spins of the magnet couples to its mechanical rotation, so changes in orientation are resisted as if the object carried a hidden flywheel.

Specifically, the team detected spin–rotation coupling between different librational (wobbling) modes of the trapped magnet, in good agreement with theoretical predictions. This low-frequency, non-spinning regime had been proposed for ultrasensitive precession-based magnetometry and for "atomic-like" quantum stabilization of a levitated nanomagnet in a static field — making the observation a stepping stone toward both precision sensing and macroscopic quantum experiments with magnetically levitated objects. Published in Physical Review Letters.

Felix AhrensとAndrea Vinante（IFN-CNRおよびFBK、トレント）は、小さな永久強磁性体を超伝導トラップ中に浮揚させ、正味の回転がない状態でも、この磁石が低周波数でジャイロスコープのように振る舞うことを観測した。これはアインシュタイン・ド・ハース効果の巨視的発現である——磁石内で揃った電子スピンが担う内部角運動量が機械的回転と結合するため、向きの変化はあたかも隠れたフライホイールを持つかのように抵抗を受ける。

具体的には、トラップされた磁石の異なる秤動（ふらつき）モード間のスピン・回転結合を検出し、理論予測とよく一致した。この「回転しない・低周波」領域は、歳差運動を利用した超高感度磁力計や、静磁場中での浮揚ナノ磁石の「原子的」量子安定化に向けて提案されてきたもので、本観測は精密センシングと、磁気浮揚物体を用いた巨視的量子実験の双方への足がかりとなる。Physical Review Letters誌に掲載。

NASA’s Artemis II — the first crewed flight of the SLS rocket and the Orion spacecraft (named "Integrity" by its crew), and the first crewed mission beyond low Earth orbit since Apollo 17 in 1972 — launched from Kennedy Space Center’s Launch Complex 39B on 1 April 2026, carrying NASA astronauts Reid Wiseman (commander), Victor Glover (pilot) and Christina Koch, and CSA astronaut Jeremy Hansen. On 6 April the crew performed a roughly seven-hour flyby around the Moon’s far side, photographing far-side geology under grazing illumination as the first humans to see parts of it with their own eyes, and set the all-time record for the farthest humans have ever traveled from Earth: 252,756 miles (~406,700 km), surpassing Apollo 13’s 1970 mark.

During the flyby the crew also witnessed a solar eclipse from deep space — the Sun sliding behind the Moon for nearly an hour — and used the opportunity to observe the solar corona around the lunar limb. Onboard science included the AVATAR organ-on-a-chip investigation into how deep-space radiation and microgravity affect human tissue. Orion splashed down in the Pacific Ocean off San Diego on 10 April 2026, closing out the ~10-day test flight and clearing the path toward Artemis crewed lunar-landing missions. (Not a peer-reviewed result, but a landmark science-exploration event of April 2026; primary sources: NASA mission releases.)

NASAのアルテミスII——SLSロケットとオライオン宇宙船（クルーが「Integrity」と命名）の初の有人飛行であり、1972年のアポロ17号以来初めて低軌道の先へ向かった有人ミッション——が、2026年4月1日にケネディ宇宙センター39B発射施設から打ち上げられた。搭乗したのはNASAのリード・ワイズマン（船長）、ビクター・グローバー（操縦士）、クリスティーナ・コック、そしてカナダ宇宙庁（CSA）のジェレミー・ハンセンの4名。4月6日には月の裏側を回る約7時間のフライバイを実施し、斜めから差す太陽光の下で裏側の地形を撮影・観察——一部の領域を肉眼で見た史上初の人類となった。さらに地球からの距離252,756マイル（約40万6,700km）という有人飛行の史上最遠記録を樹立し、1970年のアポロ13号の記録を更新した。

フライバイ中、クルーは深宇宙からの日食も目撃した。太陽が月の背後に約1時間隠れ、月の縁に浮かび上がる太陽コロナを観測する機会となった。船内では、深宇宙放射線と微小重力がヒト組織に与える影響を調べる臓器チップ実験「AVATAR」などの科学ペイロードも実施。オライオンは4月10日、サンディエゴ沖の太平洋に着水し、約10日間のテスト飛行を完了——アルテミス計画の有人月面着陸ミッションへの道を開いた。（査読論文ではなく、2026年4月を象徴する科学・探査イベントとして収録。一次ソースはNASAのミッション発表。）

In 2023 the KM3NeT detector recorded a neutrino with an energy of around 100 PeV (event KM3-230213A) — far beyond the energies reachable at the LHC, and above what known astrophysical sources comfortably explain. Researchers at the University of Massachusetts Amherst (Baker, Iguaz Juan and Thamm) propose that the culprit could be the explosive final moment of a "quasi-extremal" primordial black hole (PBH).

In their scenario, some PBHs carry a hypothesized "dark charge" that slows their Hawking evaporation, keeping them near an extremal (nearly maximal-charge) state. As such a black hole slowly sheds mass it grows hotter and radiates ever more particles in a runaway process, ending in a burst that could emit an ultra-high-energy neutrino. If correct, the idea would tie together three big questions at once: a possible experimental window onto Hawking radiation, evidence for primordial black holes and new particles beyond the Standard Model, and a candidate to account for the Universe's missing dark matter. The proposal is speculative but is a concrete, testable model published in Physical Review Letters.

2023年、KM3NeT検出器はエネルギー約100 PeVのニュートリノ（イベントKM3-230213A）を記録した——これはLHCで到達できるエネルギーをはるかに超え、既知の天体源では無理なく説明しきれない。マサチューセッツ大学アマースト校の研究者（Baker、Iguaz Juan、Thamm）は、その正体が「準極限的」原始ブラックホール（PBH）の爆発的な最期かもしれないと提案した。

この描像では、一部のPBHが仮説的な「ダーク電荷」を帯びてホーキング放射による蒸発が遅くなり、極限（電荷がほぼ最大）の状態近くに留まる。やがて質量を失うにつれてブラックホールはより高温になり、暴走的にますます多くの粒子を放射して、最終的に超高エネルギーニュートリノを放つ爆発で終わる。もし正しければ、この考えは3つの大問題を一度に結びつける——ホーキング放射への実験的な窓、原始ブラックホールや標準模型を超える新粒子の証拠、そして宇宙に欠けている暗黒物質の有力候補である。提案は思弁的だが、Physical Review Letters誌に掲載された具体的で検証可能な模型である。

An international team — the η-PRiME / WASA-FRS / Super-FRS Experiment collaboration, proposed by Prof. Kenta Itahashi (Osaka University), with lead author Ryohei Sekiya and groups from Justus Liebig University Giessen (V. Metag, C. Scheidenberger) — reports evidence for an η′-mesic nucleus at the GSI/FAIR facility in Darmstadt, Germany. A 2.5 GeV proton beam strikes a ¹²C target via the ¹²C(p,d) reaction tuned just below the η′ emission threshold; the forward-going deuteron is momentum-analyzed by the Fragment Separator (FRS) used as a high-resolution spectrometer, while the surrounding WASA detector tags high-momentum protons emitted in the decay of the bound state.

This semi-exclusive coincidence selectively collects η′-¹¹C mesic-nucleus formation events, and the measured spectrum shows structures below threshold consistent with an attractive η′–nucleus interaction — the first such signals, whereas an earlier inclusive (FRS-only) search had seen no distinct structure and set only upper limits. The η′ meson is strikingly heavy for its quark content; much of that mass is attributed to the quantum-chromodynamics U(1)_A anomaly together with the spontaneous breaking of chiral symmetry. Inside dense nuclear matter chiral symmetry is expected to be partially restored, lowering the η′ mass and producing the attractive potential that can bind it — so the measurement opens a rare window on the origin of hadron masses and on how the QCD vacuum reshapes particles immersed in matter. Published in Physical Review Letters.

国際研究チーム——η-PRiME／WASA-FRS／Super-FRS実験共同研究（提案者：板橋健太教授（大阪大学）、筆頭著者：関谷遼平氏、ユストゥス・リービッヒ大学ギーセン〔V. Metag, C. Scheidenberger〕の研究グループを含む）——が、ドイツ・ダルムシュタットのGSI/FAIR施設でη′中間子原子核の証拠を報告した。2.5 GeVの陽子ビームを¹²C標的に当て、η′放出しきい値のすぐ下に調整した¹²C(p,d)反応を用いる。前方に放出される重陽子（デューテロン）をフラグメントセパレーター（FRS）で高分解能に運動量分析し、標的を取り囲むWASA検出器で束縛状態の崩壊から放出される高運動量の陽子を同時計測する。

この準排他的（セミ排他的）同時計測によりη′-¹¹C中間子原子核の生成事象を選択的に集め、しきい値下にη′と原子核の引力的相互作用と整合する構造を観測した——これが最初の信号であり、以前のインクルーシブ（FRSのみ）の探索では明瞭な構造は見られず上限値のみが得られていた。η′中間子はそのクォーク構成に比して際立って重く、その質量の多くは量子色力学（QCD）のU(1)_Aアノマリーとカイラル対称性の自発的破れに由来するとされる。高密度核物質中ではカイラル対称性が部分的に回復し、η′の質量が下がって束縛を生む引力ポテンシャルが現れる——本測定は、ハドロン質量の起源と、物質中の粒子をQCD真空がどう作り変えるかを探る稀有な窓を開く。Physical Review Letters誌に掲載。

Mid-circuit measurements with classical feed-forward — repeatedly pausing a quantum processor to read out error syndromes and apply corrections — are among the biggest practical hurdles of today’s quantum error correction: slow, technically demanding, and themselves a significant source of errors. A joint team from the University of Innsbruck, RWTH Aachen University, Forschungszentrum Jülich and the spin-off Alpine Quantum Technologies (AQT) has now presented a complete toolbox of fault-tolerant operations that eliminates mid-circuit measurement and feed-forward entirely, processing error information coherently within the quantum computation itself, using only standard quantum gates.

As a demonstration, the researchers executed Grover’s quantum search algorithm fault-tolerantly on three logical qubits encoded across eight physical qubits of a trapped-ion quantum processor — the first time a complete fault-tolerant quantum algorithm has been run without measurement-based feedback. The theoretical framework was developed by Friederike Butt and Markus Müller (RWTH Aachen / Jülich); the experiment was carried out by Ivan Pogorelov, team leader Thomas Monz and colleagues in Innsbruck. The measurement-free paradigm could prove faster, less error-prone, and especially suited to hardware platforms where measurements are costly. Published in Nature Communications; reported 7 April 2026.

回路の途中で量子プロセッサを繰り返し停止させ、誤りシンドロームを測定して古典的なフィードフォワード制御で訂正を加える——この「回路中測定」は、現在の量子誤り訂正における最大級の実務的障壁である。低速で技術的要求が高く、測定自体が重大な誤り源にもなる。インスブルック大学、RWTHアーヘン大学、ユーリッヒ総合研究機構、スピンオフ企業Alpine Quantum Technologies（AQT）の合同チームはこのたび、回路中測定とフィードフォワードを完全に排除した誤り耐性演算の完全なツールボックスを提示した。誤り情報は標準的な量子ゲート操作だけを用いて、量子計算の内部でコヒーレントに処理される。

デモンストレーションとして、チームはイオントラップ型量子プロセッサの8個の物理量子ビットに符号化した3個の論理量子ビット上で、グローバーの量子探索アルゴリズムを誤り耐性つきで実行した。完全な誤り耐性量子アルゴリズムが測定ベースのフィードバックなしで走ったのは今回が初めてである。理論枠組みはFriederike ButtとMarkus Müller（RWTHアーヘン／ユーリッヒ）が構築し、実験はIvan PogorelovとチームリーダーのThomas Monzらインスブルックのグループが担った。測定フリーの枠組みは高速かつ誤りが少なくなり得るうえ、測定コストが特に高いハードウェア基盤に適すると期待される。Nature Communications誌に掲載、2026年4月7日に報道。

A team at the University of Vienna led by Stephan Troyer, with Markus Arndt and Uroš Delić and colleagues, has cooled two orthogonal librational (rocking) modes of an optically levitated nanorotor to their quantum ground state. When a nanoparticle's rotation is confined in a harmonic optical potential, it oscillates back and forth like a pendulum — a motion called libration — and quieting that motion to the quantum limit is a prerequisite for studying quantum rotational phenomena.

Using coherent light scattering into a high-finesse optical cavity, and a laser-induced loading technique to trap silica nanodimers and nanotrimers (objects containing ~100 million atoms), the researchers cooled the two librational modes to mean occupation numbers below one phonon, aligning the rotor's axis to a fixed direction with a precision better than 20 microradians — close to the irreducible zero-point fluctuations set by Heisenberg's uncertainty principle. This 2D quantum control of orientation opens the door to rotational matter-wave interferometry, quantum-enhanced torque sensing, and tunneling between angular configurations. Published in Nature Physics.

ウィーン大学のStephan Troyer氏、Markus Arndt教授、Uroš Delić氏らのチームが、光で浮揚させたナノローターの直交する2つの秤動（しょうどう）モードを量子基底状態まで冷却した。ナノ粒子の回転が調和的な光ポテンシャルに閉じ込められると、振り子のように前後に振動する——これが秤動（リブレーション）と呼ばれる運動で、この運動を量子限界まで静めることは、量子的な回転現象を研究する前提条件である。

研究チームは、高フィネスの光共振器へのコヒーレントな光散乱と、レーザー誘起の捕獲技術を用いてシリカのナノダイマー・ナノトリマー（約1億個の原子を含む物体）を捕捉し、2つの秤動モードを平均占有数1フォノン未満まで冷却した。これにより、ローターの軸を20マイクロラジアン以下の精度で固定方向に整列させた——これはハイゼンベルクの不確定性原理が定める、これ以上下げられないゼロ点ゆらぎに近い値である。この方向の2次元量子制御は、回転物質波干渉計、量子増強トルクセンシング、角度配置間のトンネリングへの道を開く。Nature Physics誌に掲載。

Since 1997, the DAMA/LIBRA experiment in Italy has reported an annual modulation in its sodium-iodide NaI(Tl) detectors — a seasonal wobble in event rate that tracks Earth’s motion through the galactic dark-matter halo — and has claimed it as a dark-matter detection, in tension with essentially every other experiment. A truly decisive test requires the same target material. COSINE-100 (Yangyang underground laboratory, South Korea) and ANAIS-112 (Canfranc underground laboratory, Spain) — both NaI(Tl) experiments on opposite sides of the world — have now combined their datasets in a joint annual-modulation analysis, led from Yale’s Wright Lab (analysis by Sophia Hollick in Reina Maruyama’s group).

The combined analysis finds no modulation consistent with DAMA/LIBRA’s signal, excluding the dark-matter interpretation with greater confidence than either experiment alone — the strongest same-material refutation yet of the nearly three-decade-old anomaly. Together with the independent, model-independent cryogenic test launched by COSINUS (also announced in April 2026; see the 2026.04.23 entry on this page), the case that DAMA’s modulation is not dark matter is tightening from multiple directions. Published in Physical Review Letters (2025); highlighted by Yale on 6 April 2026.

イタリアのDAMA/LIBRA実験は1997年以来、ヨウ化ナトリウムNaI(Tl)検出器において年周変調——地球が銀河系の暗黒物質ハローの中を運動することに対応した、事象レートの季節変動——を報告し続け、これを暗黒物質の検出だと主張してきた。しかし他のほぼ全ての実験と矛盾している。決定的な検証には同じ標的物質を使う必要がある。韓国・襄陽（ヤンヤン）地下実験室のCOSINE-100と、スペイン・カンフラン地下実験室のANAIS-112——地球の反対側で稼働する2つのNaI(Tl)実験——が、このたびデータセットを統合した共同の年周変調解析を実施した。解析はイェール大学Wright研究所（Reina Maruyamaグループ、Sophia Hollickが主導）による。

統合解析の結果、DAMA/LIBRAの信号と整合する変調は見つからず、暗黒物質解釈は単独実験よりも高い信頼度で棄却された——約30年来のアノマリーに対する、同一標的物質による最も強力な反証である。極低温技術で模型非依存の検証に乗り出したCOSINUS（同じく2026年4月に発表。本ページの2026.04.23の項を参照）と合わせ、「DAMAの変調は暗黒物質ではない」とする包囲網が複数の方向から狭まりつつある。論文はPhysical Review Letters誌（2025年）掲載、イェール大学が2026年4月6日に紹介。

On 6 April 2026 at 20:25 IST, India’s 500 MWe Prototype Fast Breeder Reactor (PFBR) at Kalpakkam, Tamil Nadu, attained first criticality — the start of a self-sustaining, controlled nuclear fission chain reaction. The pool-type, sodium-cooled fast reactor uses unmoderated fast neutrons and a mixed-oxide (PuO₂/UO₂) fuel to convert fertile uranium-238 into fissile plutonium-239, producing more fuel than it consumes — the defining feature of a breeder. It holds ~1,750 tonnes of liquid sodium as coolant.

The reactor was designed indigenously by the Indira Gandhi Centre for Atomic Research (IGCAR) and built and commissioned by BHAVINI, receiving clearance from the Atomic Energy Regulatory Board (AERB). With it, India becomes only the second country after Russia to operate a commercial-scale fast breeder, and formally enters Stage II of the three-stage nuclear programme conceived by Homi Bhabha — a step toward eventually tapping India’s vast thorium reserves. Next come low-power physics experiments and staged power ascension before grid connection. Announced by India’s Department of Atomic Energy (DAE).

2026年4月6日のインド時間20時25分、タミル・ナードゥ州カルパッカムの500MWe原型高速増殖炉（PFBR）が初臨界（自己持続的な制御核分裂連鎖反応の開始）に到達した。プール型・ナトリウム冷却の高速炉で、減速されない高速中性子と混合酸化物（PuO₂/UO₂）燃料を用いて、親物質のウラン238を核分裂性のプルトニウム239に変換し、消費する以上の燃料を生み出す——これが増殖炉の本質である。冷却材として約1,750トンの液体ナトリウムを持つ。

本炉はインディラ・ガンジー原子力研究センター（IGCAR）が国産技術で設計し、BHAVINIが建設・試験運転を行い、原子力規制局（AERB）の認可を得た。これによりインドはロシアに次ぐ世界2国目の商用規模高速増殖炉保有国となり、ホミ・バーバが描いた三段階核開発計画の第2段階に正式に入った——やがて国内の豊富なトリウム資源を活用することに向けた一歩である。今後は低出力の物理実験と段階的な出力上昇を経て、電力網へ接続される。インド原子力局（DAE）が発表。

A team of MIT physicists — with co-lead authors Kevin Nuckolls and Nisarga Paul, and corresponding author Joe Checkelsky — has discovered a scalable chemical-synthesis route to grow three-dimensional "moiré crystals" in bulk. Conventional moiré materials require painstakingly peeling and twisting individual 2D atomic layers (like graphene) by hand, producing only tiny samples. The new crystals grow naturally with built-in, highly reproducible moiré superlattices, overcoming a decade-old materials bottleneck.

Strikingly, the resulting superlattice is mathematically equivalent to an emergent four-dimensional "superspace" lattice. Although the electrons remain physically stuck in our 3D world, their dynamics — revealed through magnetic-field measurements that expose "shadows" of the 4D landscape — are described by four-dimensional equations, so the electrons behave as if they can tunnel into and out of a synthetic fourth dimension. This provides a realistic experimental platform for long-predicted phenomena such as higher-dimensional superconductivity and higher-dimensional topological states, which were previously confined to theory. Published in Nature.

MITの物理学者チーム（筆頭著者Kevin NuckollsとNisarga Paul、責任著者Joe Checkelsky）が、3次元の「モアレ結晶」を塊（バルク）として量産できる化学合成法を発見した。従来のモアレ材料は、グラフェンのような2D原子層を1枚ずつ手作業で剥がし、ねじって積層する必要があり、微小な試料しか作れなかった。この新しい結晶は、再現性の高いモアレ超格子を内蔵した状態で自然に成長し、10年来の材料的なボトルネックを克服する。

驚くべきことに、得られる超格子は数学的に、創発的な4次元「超空間」格子と等価である。電子は物理的には3次元世界に留まっているが、そのダイナミクス——4次元の地形の「影」を露わにする磁場測定によって明らかにされる——は4次元方程式で記述され、電子はあたかも合成された第4の次元を出入りしてトンネルするかのようにふるまう。これは、これまで理論に留まっていた高次元超伝導や高次元トポロジカル状態といった長年予言されてきた現象を、現実的に実験できる基盤を提供する。Nature誌に掲載。

A collaboration spanning the Paul Scherrer Institute, the University of Stuttgart and Paris-Saclay/CNRS studied Y-kapellasite, Y₃Cu₉(OH)₁₉Cl₈, a copper mineral whose spin-½ moments sit on an anisotropic kagome lattice. At ambient pressure the material develops a predicted in-plane magnetic order, but its exchange couplings place it tantalizingly close to a phase boundary with a quantum-spin-liquid state.

Using muon-spin relaxation (μSR) under hydrostatic pressure, the team showed that static magnetism is completely suppressed in favour of a fully dynamical ground state at about 2.3 GPa. Complementary high-pressure X-ray and optical-phonon measurements revealed a gradual reduction of the kagome anisotropy — enhancing magnetic frustration without any structural transition. This makes Y-kapellasite a rare, clean kagome system in which long-range order is melted purely by pressure-tuned frustration, a first fingerprint for realizing a quantum spin liquid that is not driven by chemical disorder. Such disorder-free spin liquids are prized as platforms for fractionalized excitations and, ultimately, topological quantum computing. Published in Physical Review Letters.

ポール・シェラー研究所、シュトゥットガルト大学、パリ・サクレー／CNRSにまたがる共同研究が、銅鉱物Y-カペラサイト Y₃Cu₉(OH)₁₉Cl₈ を研究した。この物質ではスピン1/2の磁気モーメントが異方的なカゴメ格子上に並ぶ。常圧では理論予測どおり面内磁気秩序が現れるが、その交換相互作用の値は量子スピン液体状態との相境界のすぐ近くに位置する。

研究チームは静水圧下のミューオンスピン緩和（μSR）を用い、約2.3 GPaで静的な磁性が完全に抑制され、完全に動的な基底状態へ移ることを示した。高圧下のX線・光学フォノン測定からは、構造相転移を伴わずにカゴメ異方性が徐々に減少し、磁気フラストレーションが増大していくことが明らかになった。これによりY-カペラサイトは、長距離秩序が純粋に「圧力で制御されたフラストレーション」だけで融解する稀少で清浄なカゴメ系となり、化学的無秩序に駆動されない量子スピン液体を実現する最初の痕跡を与える。こうした無秩序によらないスピン液体は、分数化励起の舞台として、そして究極的にはトポロジカル量子計算の基盤として高く評価されている。Physical Review Letters誌に掲載。

Dominic J. Williamson and Theodore J. Yoder of IBM Quantum present a new low-overhead method for fault-tolerant logical measurement in quantum error-correcting codes. Recent advances produced quantum low-density parity-check (qLDPC) codes with sparse connectivity and constant qubit overhead — excellent for storing quantum information — but existing schemes for actually measuring logical operators on such codes did not always preserve that low overhead.

The authors' key insight is to treat the logical operator being measured as a physical symmetry and "gauge" it, so that it is enforced by a product of local symmetries — importing gauge-theory ideas from many-body physics into quantum error correction. This "gauging measurement" is highly flexible and achieves a qubit overhead that scales only linearly in the weight of the operator (up to a polylogarithmic factor), and it can be adapted to arbitrary quantum codes. The result makes fault-tolerant logical operations substantially cheaper and more tractable for near-term hardware, an important step toward practical, scalable quantum computers. Published in Nature Physics.

IBM QuantumのDominic J. WilliamsonとTheodore J. Yoderが、量子誤り訂正符号における低オーバーヘッドな耐故障論理測定の新手法を提示した。近年の進展により、疎な接続性と一定の量子ビットオーバーヘッドを持つ量子低密度パリティ検査（qLDPC）符号が生まれ、量子情報の保存には優れている。しかし、そうした符号上で論理演算子を実際に測定する既存の方式は、その低オーバーヘッドを必ずしも維持できなかった。

著者らの核心的な着想は、測定する論理演算子を物理的な対称性として扱い、それを「ゲージ化」することで、局所対称性の積によって課されるようにする点にある——多体物理学のゲージ理論の考え方を量子誤り訂正に導入したものだ。この「ゲージ化測定」は柔軟性が高く、測定する演算子の重みに対して線形にしかスケールしない（多重対数因子を除く）量子ビットオーバーヘッドを達成し、任意の量子符号に適用できる。本成果は、耐故障な論理演算を大幅に低コスト化し、近未来のハードウェアでも扱いやすくするもので、実用的でスケーラブルな量子コンピュータへの重要な一歩である。Nature Physics誌に掲載。

Japan's National Institutes for Quantum Science and Technology (QST) and NTT Corporation have jointly demonstrated the world's first ultra-high-frequency deterministic real-time communication system for fusion plasma control. Implemented in the control network of JT-60SA — the world's largest superconducting tokamak — the system achieves sub-100 microsecond (less than 1/10,000 of a second) communication cycles over distances up to 400 meters, enabling distributed control computers to exchange diagnostic and actuation data within the extremely short timeframes required to detect and suppress rapidly growing plasma instabilities in high-pressure fusion plasmas.

This achievement is indispensable for upcoming JT-60SA heating experiments and represents a groundbreaking step toward real-time predictive control in ITER and future DEMO reactors, where significantly larger plasmas must be predicted and controlled using limited diagnostic instruments across extensive control networks. Europe and Japan have also restarted JT-60SA for integrated commissioning in preparation for new experiments expected to begin at the end of 2026. Separately, Japan's MEXT working group is actively discussing prototype power-generation reactor designs, and large-scale Europe-Japan fusion experiments are in preparation — signaling that 2026 is shaping up to be a historic year for fusion energy research.

量子科学技術研究開発機構（QST）と日本電信電話株式会社（NTT）は、核融合プラズマ制御向けの世界初となる超高頻度決定論的リアルタイム通信システムを共同実証した。世界最大の超伝導トカマク装置JT-60SAの制御ネットワークに実装され、最大400メートルの距離で100マイクロ秒（1万分の1秒）以下の通信サイクルを達成。高圧核融合プラズマ中で急速に成長する不安定性を検知・抑制するために必要な極めて短い時間枠内で、分散制御コンピュータ間の診断・制御データ交換を可能にした。

この成果はJT-60SAの今後の加熱実験に不可欠であり、限られた計測器で大規模プラズマを制御しなければならないITERや将来のDEMO炉（原型炉）におけるリアルタイム予測制御への画期的な前進となる。欧州と日本はJT-60SAの統合コミッショニングを再開し、2026年末に開始予定の新実験に向けた準備を進めている。また、文部科学省の作業部会では発電実証を目指す原型炉の設計議論が本格化し、欧州×日本の史上最大規模の核融合実験も準備段階にある——2026年は核融合エネルギー研究にとって歴史的な年になりつつある。

A collaboration between the Max Born Institute (Berlin), the Universidad Autónoma de Madrid and IMDEA Nanociencia studied quantum entanglement at its most natural timescale — attoseconds (10⁻¹⁸ s). Hydrogen molecules (H₂) were ionized by a phase-locked pair of isolated attosecond pulses combined with a few-cycle near-infrared (NIR) pulse, producing an H₂⁺ ion and a departing photoelectron — the two particles that can become entangled.

Tracking ultrafast charge migration (the motion of the "hole" left behind) requires the residual H₂⁺ ion to retain electronic coherence — a well-defined superposition of electronic states. But photoionization typically creates an entangled ion–photoelectron pair, and this entanglement tends to wash out that coherence. The team showed experimentally and theoretically that the degree of electronic coherence is governed by the ion–photoelectron entanglement, and — crucially — that the degree of entanglement can be controlled by varying the delay between the two attosecond pulses (and their delay relative to the NIR pulse). The work bridges two Nobel-recognized advances — entangled particles and attosecond light — and points toward laser control of charge-directed chemical reactions. Published in Nature.

マックス・ボルン研究所（ベルリン）、マドリード自治大学、IMDEA Nanocienciaの共同研究が、量子もつれをその最も自然な時間スケール——アト秒（10⁻¹⁸秒）——で調べた。水素分子（H₂）を、位相同期した一対の孤立アト秒パルスと数サイクルの近赤外（NIR）パルスの組み合わせで電離し、H₂⁺イオンと飛び出す光電子——もつれ得る2つの粒子——を生成した。

超高速の電荷移動（残された「正孔」の運動）を追跡するには、残るH₂⁺イオンが電子コヒーレンス——電子状態の明確な重ね合わせ——を保つ必要がある。しかし光電離は通常、イオンと光電子のもつれた対を作り、このもつれがコヒーレンスを失わせてしまう。研究チームは、電子コヒーレンスの度合いがイオン・光電子間のもつれによって支配されること、そして決定的に、2つのアト秒パルス間の遅延（およびNIRパルスとの遅延）を変えることでもつれの度合いを制御できることを実験と理論の両面で示した。本成果は「もつれた粒子」と「アト秒光」という2つのノーベル賞級の進展を橋渡しし、電荷の流れを操る化学反応のレーザー制御への道を示す。Nature誌に掲載。

Azadeh Maleknejad (Swansea University) and Joachim Kopp (Johannes Gutenberg University Mainz / PRISMA+ Cluster of Excellence) propose a new way to make dark matter: gravitational waves present in the very early Universe could have produced it. In their mechanism, a primordial stochastic gravitational-wave background converts into massless or nearly massless fermions, which later acquire mass and become the dark-matter particles seen today.

This “gravitational-wave-induced freeze-in” is distinct from previously explored production scenarios (thermal freeze-out, ordinary freeze-in, etc.), because the parent field is gravitational radiation rather than Standard-Model particles. The calculation ties the abundance of dark matter to the spectrum of early-Universe gravitational waves, suggesting new theoretical and numerical directions — and, potentially, connections to gravitational-wave cosmology. Published in Physical Review Letters.

Azadeh Maleknejad（スワンジー大学）とJoachim Kopp（ヨハネス・グーテンベルク大学マインツ・PRISMA+）が、ダークマターの新しい生成機構を提案した：宇宙ごく初期に存在した重力波がその起源となりうるというのだ。この機構では、原始の確率的重力波背景が無質量またはほぼ無質量のフェルミオンに変換され、それが後に質量を得て、今日見られるダークマター粒子となる。

この「重力波誘起フリーズイン」は、親となる場が標準模型の粒子ではなく重力放射である点で、これまで探られてきた生成シナリオ（熱的フリーズアウト、通常のフリーズインなど）とは異なる。計算はダークマターの量を宇宙初期の重力波スペクトルに結びつけ、新たな理論的・数値的な方向性——さらには重力波宇宙論との接点——を示唆する。Physical Review Letters誌に掲載。