物理学ニュース 2026年6月

When a molecule absorbs a hard X-ray photon, a core electron is ejected and the resulting inner-shell vacancy decays through an Auger–Meitner cascade: electrons rearrange in a rapid, Coulomb-driven many-body process, and the initially compact, localized hole in the electron density grows diffuse and spreads across the molecule before it fragments. Spectroscopy can track which states are involved, but it does not directly reveal how the electrons rearrange in real space.

An international team led by Mats Simmermacher, Nathan Goff and Peter M. Weber (Brown University, with the University of Edinburgh and partners) used non-resonant hard X-ray scattering at the Linac Coherent Light Source (LCLS) to image the change in the radial electron-pair density of sulfur hexafluoride (SF₆) as it undergoes Auger–Meitner decay. They exploit a second-order process — one X-ray photon ionizes the molecule and a second photon from the same pulse scatters off it — capturing the electron loss and redistribution with a sub-15-femtosecond effective time resolution. The measured “pair-density hole” deepens, broadens and migrates from the atomic cores into the valence, in close agreement with ab initio modelling. The method opens a route to real-space, ultrafast imaging of correlated electron dynamics relevant to radiation damage and radiotherapy. Published (open access) in Nature Physics.

分子が硬X線光子を吸収すると内殻電子がたたき出され、空いた内殻の正孔はオージェ・マイトナー崩壊（連鎖的な電子遷移）によって緩和する。クーロン相互作用に駆動された高速の多体過程で、最初は核近傍に局在していた電子密度の「穴」が分子全体へと拡散して薄く広がり、やがて分子は壊れる。分光ではどの状態が関与するかは追えるが、電子が実空間でどう組み替わるかは直接は見えなかった。

Mats Simmermacher、Nathan Goff、Peter M. Weber（ブラウン大学、エディンバラ大学ほか）らの国際チームは、LCLS（線形加速器コヒーレント光源）で非共鳴の硬X線散乱を用い、六フッ化硫黄（SF₆）がオージェ・マイトナー崩壊する際の動径電子対密度の変化を実空間で撮像した。1個のX線光子が分子をイオン化し、同じパルス中の2個目の光子が散乱する——この2次の過程を利用して、15フェムト秒以下の実効時間分解能で電子の脱離と再分配を捉えた。観測された「電子対密度の穴」は、深く広がりながら原子核近傍から価電子領域へ移っていき、第一原理計算ともよく一致した。放射線損傷や放射線治療にも関わる相関電子ダイナミクスを、実空間・超高速で撮像する道を開く。Nature Physicsにオープンアクセスで掲載。

The NSF–DOE Vera C. Rubin Observatory in Chile announced on June 30 that its signature 10-year campaign, the Legacy Survey of Space and Time (LSST), has officially begun — the start of what the team calls “the greatest cosmic movie ever made.” Over the next decade, Rubin will repeatedly observe the entire southern sky every few nights, building an ultra-wide, ultra-high-definition time-lapse record of the Universe. The milestone follows the celebratory “First Look” event of June 2025, final commissioning, an operational readiness review, and the start of the alert stream.

The observatory pairs the 8.4-meter Simonyi Survey Telescope with the 3,200-megapixel LSST Camera — the largest digital camera in the world — capturing a new detailed image roughly every 40 seconds. Each night Rubin collects about 10 terabytes of data and issues up to 7 million alerts of changes in the sky, streamed to automated “alert brokers” so telescopes worldwide can follow up on supernovae, active black holes and compact-object collisions. A 1.7-gigapixel image of a star field in Lupus was released to showcase the system. Rubin, jointly operated by NSF NOIRLab and DOE’s SLAC National Accelerator Laboratory, is expected to catalogue billions of objects with trillions of measurements — probing dark energy, dark matter, the Milky Way and the transient sky. “Today, we begin filming the greatest cosmic movie ever made,” said Brian Stone, performing the duties of the NSF Director.

チリのNSF－DOEヴェラ・C・ルービン天文台は6月30日、看板計画である10年間の「時空のレガシーサーベイ（LSST）」を正式に開始したと発表した——チームいわく「史上最大の宇宙映画」の撮影開始である。今後10年にわたり、ルービンは南天全体を数夜ごとに繰り返し観測し、超広視野・超高精細の宇宙のタイムラプス記録を築いていく。2025年6月の「ファーストルック」公開イベント、最終コミッショニング、運用準備審査、アラート配信の開始を経ての本格始動となる。

同天文台は口径8.4mのシモニー・サーベイ望遠鏡と、世界最大のデジタルカメラである32億画素のLSSTカメラを組み合わせ、約40秒ごとに1枚の精細画像を撮影する。毎晩約10テラバイトのデータを収集し、夜空の変化について最大700万件のアラートを発行。アラートは自動分類システム「アラートブローカー」に配信され、超新星や活動的ブラックホール、コンパクト天体の合体などを世界中の望遠鏡が追観測できる。性能実証として、おおかみ座の星野を捉えた17億画素の画像も公開された。ルービンはNSF NOIRLabとDOEのSLAC国立加速器研究所が共同運用し、最終的には数十億天体・数兆回の測定を記録して、ダークエネルギー・ダークマター・天の川銀河・突発天体の研究を推し進める。NSF長官代行のブライアン・ストーン氏は「今日、史上最大の宇宙映画の撮影が始まる」と述べた。

When identical fermions fill up the available energy levels from the bottom, one particle per level because of the Pauli exclusion principle, they form a Fermi sea with a sharp outer edge. A fractional Fermi sea keeps that sharp edge but breaks the occupancy rule inside: the levels are only partially filled, with fractional rather than integer occupation numbers — a possibility allowed by Haldane’s 1991 generalized exclusion statistics but never before realized in a controlled quantum system.

A team from the Nägerl group at the University of Innsbruck, with theory collaborator Alvise Bastianello (CNRS / Université Paris-Dauphine), showed that this exotic state can be quantum-engineered in a one-dimensional gas of ultracold cesium atoms. Cyclically driving the atoms’ interactions between strongly repulsive and strongly attractive regimes forces the initial ground state not simply to heat up, but to reorganize into a highly excited yet highly ordered non-equilibrium configuration — the fractional Fermi sea. Its correlation patterns differ from those of the celebrated Tomonaga–Luttinger liquid, the standard description of 1D quantum systems, pointing to an entirely new critical phase and opening fresh possibilities for cold-atom quantum simulation. Published in Physical Review Letters.

同種のフェルミ粒子が、パウリの排他原理によって1準位あたり1個ずつ、下からエネルギー準位を埋めていくと、外縁がくっきりしたフェルミ海ができる。分数フェルミ海は、この鋭い外縁を保ちながら、内部の占有規則を破る——準位が部分的にしか埋まらず、整数ではなく分数の占有数をとる状態だ。ホールデインが1991年に提唱した一般化排他統計が許す状態だが、制御された量子系で実現されたことはこれまでなかった。

インスブルック大学のネーゲルル（Nägerl）グループと理論の共同研究者アルヴィーゼ・バスティアネッロ（CNRS／パリ・ドーフィン大学）は、この特異な状態が1次元の極低温セシウム原子ガスで量子的に作り出せることを示した。原子間の相互作用を、強い斥力と強い引力のあいだで周期的に往復させて駆動すると、最初の基底状態は単に温まるのではなく、高度に励起されつつ高度に秩序だった非平衡状態——分数フェルミ海——へと組み替わる。その相関のパターンは、1次元量子系の標準的な記述である朝永・ラッティンジャー液体とは異なり、まったく新しい臨界相の存在を示唆する。冷却原子を使った量子シミュレーションに新たな可能性を開く成果で、Physical Review Lettersに掲載された。

In strongly correlated materials, electrons can spontaneously organize not only their charge and spin but also which orbitals they occupy — so-called orbital order. Whether a pure orbital order can exist with a clear, measurable fingerprint in the electronic band structure — without being accompanied by a structural distortion or magnetic order — had remained an open question.

Zhanyang Hao, Haohao Sheng, Chaoyu Chen and colleagues report surface d-orbital order driven by rare-earth 5d electrons in an intermetallic compound, observed without any accompanying structural or magnetic order. Using angle-resolved photoemission spectroscopy together with supporting theory, they identify a distinct band-structure signature of the orbital order localized at the surface — direct evidence that orbital degrees of freedom alone can drive an ordered electronic state. The result clarifies a long-debated question about orbital physics in correlated metals. Published (open access) in Nature Physics.

強相関物質では、電子は電荷やスピンだけでなく、どの軌道を占めるかも自発的にそろえることがある——いわゆる軌道秩序だ。だが、構造の歪みや磁気秩序を伴わずに、純粋な軌道秩序が電子のバンド構造に明確で測定可能な“指紋”として現れ得るのかは、長く未解決の問いだった。

Zhanyang Hao、Haohao Sheng、Chaoyu Chenらは、ある金属間化合物の表面で、希土類の5d電子によるd軌道秩序を、構造変化も磁気秩序も伴わずに観測したと報告した。角度分解光電子分光（ARPES）と理論により、表面に局在した軌道秩序に固有のバンド構造の指紋を同定——軌道の自由度だけで秩序化した電子状態を駆動できることの直接的な証拠である。相関金属における軌道物理の長年の論争に手がかりを与える成果で、Nature Physicsにオープンアクセスで掲載された。

Single molecules that host an isolated electron spin are promising building blocks for qubits and quantum sensors, but to use them one needs a fast, local way to control each spin. Magnetic fields are hard to confine to a single molecule; an electric handle would be far more practical — yet spins do not couple to electric fields directly.

Paul Greule, Wantong Huang, Philip Willke and colleagues demonstrate exchange-mediated spin–electric control of single molecules on a surface. By using the exchange interaction between a molecule’s spin and a nearby magnetic probe as an intermediary, an applied electric field shifts the spin states electrically — and they show this works for two different molecular species, indicating the mechanism is general. Combining the atomic-scale spatial precision of scanning-probe techniques with all-electric spin control is a useful step toward scalable molecular quantum devices. Published (open access) in Nature Physics.

孤立した電子スピンを持つ単一分子は、量子ビットや量子センサーの有望な素子だが、実用化には各スピンを高速・局所的に制御する手段が要る。磁場を一つの分子だけに閉じ込めるのは難しく、電場で操れればはるかに実用的だ。ところがスピンは電場と直接は結合しない。

Paul Greule、Wantong Huang、Philip Willkeらは、表面上の単一分子のスピンを交換相互作用を介して電気的に制御することを実証した。分子のスピンと近接する磁性プローブとの交換相互作用を“仲立ち”に使うことで、加えた電場がスピン状態を電気的にシフトさせる。しかもこれが2種類の異なる分子で成り立つことを示し、機構が一般的であることを示唆した。走査プローブ技術の原子スケールの空間精度と、全電気的なスピン制御を組み合わせる本成果は、拡張可能な分子量子デバイスへの一歩となる。Nature Physicsにオープンアクセスで掲載。

The Ising model — spins that are either up or down and prefer to align with their neighbours — is the textbook model of phase transitions. But it only encodes pairwise interactions. Many real systems (social groups, neural and biochemical networks) instead involve higher-order interactions, where three or more elements act together. Such structures are naturally described by hypergraphs, in which a single “hyperedge” can connect many nodes at once.

Gangmin Son, Deok-Sun Lee and K.-I. Goh study a simplicial Ising model on hypergraphs, in which a hyperedge lowers the energy only when all of its spins point the same way (unanimous alignment). They find that the size of the hyperedges dramatically reshapes the thermodynamics, producing a rich variety of phase transitions — including unusual mixed-order transitions (combining features of continuous and abrupt transitions) and double transitions. The results sharpen our understanding of how collective order emerges in systems with group-wise interactions. The study is published in Communications Physics.

イジング模型——上か下かのスピンが隣と揃うことを好む模型——は相転移の教科書的モデルだが、2体間の相互作用しか表せない。現実の多くの系（社会集団、神経・生化学ネットワーク）では、代わりに3つ以上の要素が同時に作用する高次の相互作用が関わる。こうした構造は、一つの「ハイパーエッジ」が一度に多くのノードを結べるハイパーグラフで自然に表現される。

Gangmin Son、Deok-Sun Lee、K.-I. Gohらは、ハイパーエッジ内のスピンがすべて同じ向きを向いたときにのみエネルギーが下がる（全員一致）単体的（simplicial）イジング模型をハイパーグラフ上で調べた。ハイパーエッジの大きさが熱力学を大きく変え、連続的転移と不連続的転移の特徴を併せ持つ異例な混合次数転移や二重転移を含む、多彩な相転移が生じることを見いだした。集団的な秩序がどう生まれるかの理解を深める成果で、Communications Physicsに掲載された。

Driving a two-level emitter with light produces Rabi oscillations, but in a solid the emitter couples to lattice vibrations (phonons), which damp those oscillations as the drive strengthens. A 2007 theory (Vagov et al.) predicted that because the phonon spectral density is non-monotonic in energy, the oscillations should reappear at still higher drive — an effect that had lived only in idealized models.

Physicists at Paderborn University with TU Dortmund and Johannes Kepler University Linz (L. Hanschke, T. K. Bracht, … S. Schumacher, D. E. Reiter, K. D. Jöns) experimentally demonstrated this reappearance of Rabi rotations in a resonantly driven GaAs quantum dot: emission intensity first damps with phonon coupling, then is restored under sufficiently strong optical excitation. Theory not only explained but refined the data, and the effect is a clear signature of the dots’ high coherence and controllability — a step toward scalable quantum-dot applications. The paper appeared in Physical Review Letters in 2025; Paderborn University announced the result on June 26, 2026.

2準位の発光体を光で駆動するとラビ振動が生じるが、固体中では発光体が格子振動（フォノン）と結合し、駆動を強めるほど振動が減衰する。2007年の理論（Vagovら）は、フォノンのスペクトル密度がエネルギーに対して単調でないため、さらに強い駆動では振動が復活すると予言していた——理想モデルの中だけに存在した効果である。

パーダーボルン大学を中心に、TUドルトムント、ヨハネス・ケプラー大学リンツの物理学者ら（L. Hanschke、T. K. Bracht、… S. Schumacher、D. E. Reiter、K. D. Jöns）は、共鳴駆動したGaAs量子ドットでこのラビ振動の復活を実験的に実証した。発光強度はフォノン結合でいったん減衰した後、十分に強い光励起でふたたび回復する。理論は実験を説明するだけでなく精緻化まで行い、この効果は量子ドットの高いコヒーレンスと制御性を明確に示す——スケール可能な量子ドット応用への一歩となる。論文はPhysical Review Lettersに2025年に掲載され、パーダーボルン大学が2026年6月26日に成果を発表した。

“Super-puff” planets are a rare and puzzling class of exoplanet: roughly the size of a gas giant, yet with such tiny masses that their average densities rival cotton candy or whipped cream. They defy standard models of how giant planets form, which assume a dense core gradually accreting gas — and fewer than a couple dozen are known.

An international collaboration led by the University of Oxford, with Université Côte d’Azur/Observatoire de la Côte d’Azur and the University of Birmingham, confirmed two such worlds, TOI-791 b and TOI-791 c, orbiting an F7-type Sun-like star about 1,110 light-years away in the constellation Volans. Both are roughly Jupiter-sized but extraordinarily diffuse: TOI-791 b has a density of just 0.038 g/cm³ and TOI-791 c about 0.047 g/cm³ — some 28–35 times less dense than Jupiter. Because the planets have long orbital periods (139 and 232 days) and hours-long transits, NASA’s TESS satellite needed about 1,122 days of observations over seven years, aided by the Antarctic ASTEP telescope’s months of uninterrupted winter darkness, to capture and confirm them. Transit-timing variations from the planets’ mutual gravitational tugs pinned down their masses. The system is a rare natural laboratory for understanding how super-puffs form and evolve. Published in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

「スーパーパフ（超ふわふわ）」惑星は、まれで謎めいた種類の系外惑星だ。大きさは巨大ガス惑星ほどもあるのに、質量が極端に小さいため、平均密度は綿菓子やホイップクリーム並みしかない。密度の高いコアが徐々にガスをまとうという標準的な巨大惑星形成の理論では説明が難しく、これまで20個ほどしか見つかっていない。

オックスフォード大学が主導し、コート・ダジュール大学／コート・ダジュール天文台、バーミンガム大学が参加した国際チームは、こうした惑星を2つ確認した。とびうお座の方向、約1,110光年先にある太陽に似たF7型星TOI-791を回るTOI-791 b と TOI-791 cだ。どちらも木星ほどの大きさだが、きわめて希薄で、TOI-791 bの密度はわずか0.038 g/cm³、TOI-791 cは約0.047 g/cm³——木星のおよそ28〜35分の1の密度しかない。公転周期が長く（139日と232日）、トランジット（恒星面通過）も数時間に及ぶため、NASAのTESS衛星は7年かけて約1,122日分の観測を積み重ね、南極のASTEP望遠鏡による数か月連続の冬の暗夜の助けも借りて、ようやく捉えて確認した。2惑星が互いに及ぼす重力によるトランジット時刻の変動から、それぞれの質量が精密に決められた。スーパーパフ惑星の形成と進化を探る、またとない天然の実験室である。Monthly Notices of the Royal Astronomical Societyに掲載。

Rare-earth dopants — individual rare-earth ions embedded in a crystal — are attractive building blocks for quantum networks and quantum memories, because their electron and nuclear spins can store quantum information for a long time and emit photons for communication. To build useful devices, one must control each spin individually. But when many dopants sit close together so they can interact (a prerequisite for two-qubit operations), they are typically packed more tightly than the diffraction limit of light, making it hard to address just one without disturbing its neighbours.

Haitong Xu, Mehmet T. Uysal and Jeff D. Thompson at Princeton University demonstrate coherent control of individual, interacting solid-state spins below the optical diffraction limit. Using rare-earth ions whose optical transition frequencies differ slightly from one another, they selectively drive a single chosen spin even when several lie within one diffraction-limited spot — and show that the controlled spins remain coherent. This sub-diffraction single-spin addressing of interacting qubits is a key step toward scalable, optically connected quantum processors and networks. The work appears in Nature Physics.

希土類ドーパント——結晶の中に埋め込まれた個々の希土類イオン——は、電子・核スピンが量子情報を長く保持し、通信用の光子も放出できるため、量子ネットワークや量子メモリの有望な素子だ。実用的な素子を作るには各スピンを個別に制御する必要がある。だが、多くのドーパントが互いに相互作用できるほど近接している（2量子ビット操作の前提）と、その間隔は光の回折限界より狭くなり、隣を乱さずに一つだけを狙うのが難しくなる。

プリンストン大学のHaitong Xu、Mehmet T. Uysal、Jeff D. Thompsonらは、光の回折限界より狭い間隔で、互いに相互作用する個々の固体スピンをコヒーレントに制御した。各イオンの光学遷移周波数がわずかに異なることを利用し、同じ回折限界のスポット内に複数のスピンがあっても選んだ一つだけを駆動し、そのスピンがコヒーレンスを保つことを示した。相互作用するビットの回折限界以下での単一スピンアドレスは、拡張可能で光結合された量子プロセッサやネットワークへの重要な一歩となる。成果はNature Physicsに掲載された。

During development and wound healing, sheets of cells reshape themselves through cell intercalation — neighbouring cells swapping positions so the tissue can lengthen, narrow or rearrange without losing its integrity. Because intercalation in a living embryo is entangled with countless other biological processes, it has been hard to isolate the physical forces that actually drive a neighbour exchange.

Artur Ruppel, Vladimir Misiak and Martial Balland built a stripped-down in vitro assay using just four cells — the minimal system in which an intercalation event can happen. By controlling and measuring the mechanics directly, they show that the neighbour swap is governed by two competing ingredients: the tension along the junctions (interfaces) between cells, and the migratory forces the cells generate as they crawl. This minimal, quantitative platform turns a messy developmental process into a controllable physics experiment, clarifying how tissues physically remodel. The study is published in Nature Physics.

発生や創傷治癒の際、細胞シートは細胞インターカレーション（入れ替わり）によって形を変える——隣り合う細胞が位置を交換し、組織がそのまとまりを失わずに伸びたり細くなったり、並び替わったりする。だが生きた胚の中ではこの動きが無数の生物学的過程と絡み合っており、隣の交換を実際に駆動する物理的な力を単独で取り出すのは難しかった。

Artur Ruppel、Vladimir Misiak、Martial Ballandらは、インターカレーションが起き得る最小の系であるたった4細胞を用いた簡素化した体外（in vitro）アッセイを構築した。力学を直接制御・測定することで、隣の入れ替わりが競合する２つの要因——細胞間の接着部（ジャンクション）にかかる張力と、細胞が這うときに生む遊走の力——で支配されることを示した。この最小で定量的なプラットフォームは、複雑な発生過程を制御可能な物理実験に変え、組織がどう物理的に再構築されるかを明らかにする。成果はNature Physicsに掲載された。

When the Sun launches a coronal mass ejection (CME), the magnetic cloud sweeping past Earth can scatter incoming cosmic rays and briefly lower their flux — the long-known Forbush decrease, well documented for relatively low-energy cosmic rays. At TeV energies, however, the particles are so rigid that they were expected to pass through such magnetic structures almost unaffected.

Using the Large High Altitude Air Shower Observatory (LHAASO) in China — one of the world’s largest cosmic-ray detectors — the LHAASO Collaboration (Z. Cao et al.) reports a transient large-scale anisotropy in TeV cosmic rays caused by the interplanetary CME that hit Earth on 4 November 2021. The directional deficit was strongest just before the magnetic “flux rope” arrived, which the team attributes to enhanced scattering in the turbulent sheath region ahead of the ejecta. Because the high-energy cosmic-ray signal effectively maps the internal magnetic structure of the storm, the result points to a new way to probe — and potentially help forecast — solar storms and their effects on satellites and power grids. Published in Physical Review Letters and highlighted by APS Physics.

太陽がコロナ質量放出（CME）を起こすと、地球を通り過ぎる磁気の雲が到来する宇宙線を散乱させ、その量を一時的に下げることがある——古くから知られるフォーブッシュ減少で、比較的低エネルギーの宇宙線ではよく観測されてきた。しかしTeV級の宇宙線は“硬すぎる”ため、こうした磁気構造をほぼ素通りすると考えられていた。

中国のLHAASO（高海抜大気シャワー観測装置）——世界最大級の宇宙線検出器——を用い、LHAASO共同研究（Z. Caoら）は、2021年11月4日に地球を襲った惑星間CMEによってTeV宇宙線の到来方向に一時的な大規模異方性が生じたことを報告した。方向ごとの“欠損”は磁気の「フラックスロープ」が到来する直前に最も強く、放出物の前面にある乱流的なシース領域での散乱増大によると解釈される。高エネルギー宇宙線の信号が太陽嵐の内部磁気構造を映し出すため、太陽嵐を探り、衛星や電力網への影響予報にも役立てうる新手法につながる。Physical Review Letters掲載、APS Physicsで解説。

An atom coupled to a one-dimensional waveguide almost perfectly reflects a weak resonant drive, and the small transmitted field is strongly bunched — photons tend to arrive together. What happens when many such atoms are lined up along the waveguide had not been worked out exactly.

Zeidan Zeidan, Therese Karmstrand, Maryam Khanahmadi and Göran Johansson (Chalmers University of Technology, with RIKEN in Saitama, Japan) derive exact analytical results for N two-level atoms separated by the drive wavelength. Increasing the number of atoms suppresses transmission while strongly enhancing photon bunching: the transmission becomes a predominantly incoherent, superbunched (N+1)-photon scattering process that can occur only when all N atoms are collectively excited. The first transmitted photon therefore heralds a fully excited atomic array, enabling heralded multi-photon state generation for long-distance entanglement and quantum metrology. Published in Physical Review Letters (preprint arXiv:2506.05147).

1次元導波路に結合した原子は、弱い共鳴駆動光をほぼ完全に反射し、わずかに透過する光は強くバンチングする——光子がまとまって到来しやすい。では、そうした原子を導波路に沿って多数並べるとどうなるのか。その厳密な答えはこれまで得られていなかった。

Zeidan Zeidan、Therese Karmstrand、Maryam Khanahmadi、Göran Johansson（チャルマース工科大学、埼玉県の理化学研究所も参加）は、駆動光の波長だけ離して並べたN個の2準位原子について厳密な解析解を導いた。原子数を増やすと透過は抑制される一方で光子バンチングは強まり、透過は主に非コヒーレントな超バンチングした(N+1)光子散乱過程になる——これはN個の原子がすべて同時に励起されたときにのみ起こる。したがって最初に透過した1光子が、原子列が完全励起状態にあることをヘラルド（合図）し、長距離量子もつれや量子計測に向けたヘラルド型の多光子状態生成を可能にする。Physical Review Letters掲載（プレプリント arXiv:2506.05147）。

Ordinarily, a magnetic field weakens and destroys superconductivity: turn the field up high enough and the superconducting state disappears. In a few exotic materials, however, cranking the field even higher makes superconductivity return — so-called reentrant superconductivity. Until now this counterintuitive effect had been seen only in special three-dimensional bulk crystals, never at an engineered interface or thin film.

A RIKEN-led international team — Denis Maryenko, group director Masashi Kawasaki and team director Minoru Kawamura of the RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS) — found reentrant superconductivity in the two-dimensional electron system that forms at the interface of an LaTiO₃/KTaO₃ oxide heterostructure. In their epitaxially grown artificial interface, cooled to very low temperature, superconductivity vanished as the magnetic field rose but reappeared above roughly 1 tesla, and the effect stayed robust over a wide range of temperatures while the interface’s electron density was tuned with a back-gate voltage. Because this oxide interface is electrically controllable and can be built into multilayer structures, it provides a versatile new platform for studying superconductivity under magnetic fields and for future quantum devices. Published as a RIKEN press release.

ふつう、磁場は超伝導を弱めて壊す——磁場を十分に強くすると超伝導状態は消える。ところが、ごく一部の特殊な物質では、磁場をさらに強めると超伝導がふたたび現れる。これがリエントラント超伝導だ。この直感に反する現象は、これまで3次元的なバルク結晶の特殊な物質でしか報告されておらず、人工的に作った界面や薄膜で観測された例はなかった。

理化学研究所（理研）創発物性科学研究センター（CEMS）のデニス・マリエンコ上級研究員、川﨑雅司グループディレクター、川村稔チームディレクターらの国際共同研究グループは、LaTiO₃/KTaO₃酸化物ヘテロ構造の界面に形成される2次元電子系で、リエントラント超伝導を発見した。エピタキシャル成長で作製した人工界面を極低温まで冷やして測定したところ、磁場の増加とともに超伝導が一度消えた後、約1テスラ以上の磁場で再発現し、バックゲート電圧で界面の電子密度を制御しても広い温度範囲で安定して観測された。この酸化物界面は電気的に制御でき、多層構造にも組み込めるため、磁場下の超伝導状態を調べる汎用的な新基盤となり、将来の量子デバイスへの応用も期待される。理研のプレスリリースとして発表。

In many transition-metal oxides an extra electron does not move freely; instead it locally distorts the surrounding lattice and drags that distortion along with it, forming a quasiparticle called a polaron. When the distortion is set by the Jahn–Teller effect (a symmetry-lowering deformation that splits electronic orbitals), the result is a Jahn–Teller polaron. These objects strongly influence a material’s electrical, structural and magnetic behaviour, but catching them forming in real time has been elusive because it requires fingerprints of a fleeting, local symmetry reduction.

An international team including Simone Restelli and colleagues (with physicists from the Institute of Nuclear Physics, Polish Academy of Sciences (IFJ PAN)) demonstrate Jahn–Teller polaron formation in the spinel Co₃O₄ using state-selective ultrafast laser excitation. By targeting specific electronic transitions and watching the resulting coherent lattice modes, they show that ligand-to-metal charge transfer triggers the polaron, while on-site d–d transitions launch a coherent T_2g phonon. Because the polaron is created and steered with tailored light pulses, cobalt oxide becomes a promising platform for ultrafast spintronics and light-controlled material properties. The work is published in the Journal of the American Chemical Society.

多くの遷移金属酸化物では、余分な電子は自由に動かず、周囲の格子を局所的にゆがめてそのゆがみを引き連れて動き、ポーラロンと呼ばれる準粒子を作る。そのゆがみがヤーン－テラー効果（電子軄道を分裂させる対称性低下の変形）によるとき、ヤーン－テラーポーラロンが生じる。これらは物質の電気・構造・磁気的な振る舞いを大きく左右するが、その生成の瞬間をリアルタイムで捉えるのは、一瞬の局所的な対称性低下の証拠が必要で難しかった。

Simone Restelliらと、ポーランド科学アカデミー核物理学研究所（IFJ PAN）の物理学者らを含む国際チームは、状態選択的な超高速レーザー励起を用いて、スピネル型のCo₃O₄中でヤーン－テラーポーラロンの生成を実証した。特定の電子遷移を狙って生じるコヒーレントな格子振動を追うことで、配位子から金属への電荷移動がポーラロンを引き起こし、サイト上のd－d遷移がコヒーレントなT_2gフォノンを励起することを示した。ポーラロンを設計された光パルスで生成・制御できるため、酸化コバルトは超高速スピントロニクスや光制御物性の有望な舞台となる。成果はJournal of the American Chemical Societyに掲載された。

A permanent electric dipole moment (EDM) of a subatomic particle would mean its positive and negative charge are slightly offset along its spin axis. The Standard Model predicts EDMs far too small to detect, so any measurable value would signal new physics and an extra source of CP violation — the matter–antimatter imbalance that lets the Universe contain more matter than antimatter. The deuteron (the nucleus of “heavy hydrogen,” a bound proton–neutron pair) is a particularly clean place to look.

The JEDI Collaboration used the COSY (Cooler Synchrotron) storage ring to determine the invariant spin axis of stored deuterons, combining a radio-frequency Wien filter, a superconducting Siberian snake and an electron-cooler solenoid. The measured tilts of a few milliradians were dominated by systematic effects, yielding the first experimental limit on the deuteron EDM, |d^d| < 2.5 × 10⁻¹⁷ e·cm (95% C.L.). Finding no asymmetry is consistent with conventional particle physics, but the bound narrows the space for beyond-Standard-Model CP violation and pioneers storage-ring EDM searches for charged particles. The result is reported in Physical Review Letters (published 16 June 2026) and highlighted in Nature.

素粒子の永久電気双極子モーメント（EDM）とは、スピン軸に沿って正と負の電荷がわずかにずれていることを意味する。標準模型は検出不可能なほど小さなEDMしか予測しないため、測定可能な値が出れば新物理と、宇宙が反物質より物質を多く含む理由となるCP破れの新たな源を示す。重陽子（「重い水素」の原子核、陽子と中性子が結合した対）は、それを探すのに特に見通しのよい系だ。

JEDI共同研究は、貯蔵リングCOSY（Cooler Synchrotron）を用い、高周波ヴィーンフィルター、超伝導シベリアンスネーク、電子冷却ソレノイドを組み合わせて、貯蔵された重陽子の不変スピン軸を決定した。測定された数ミリラジアンの傾きは系統誤差が支配的だったが、そこから重陽子EDMの初の実験的上限 |d^d| < 2.5 × 10⁻¹⁷ e·cm（95% C.L.）を導いた。非対称性が見つからないことは従来の素粒子物理と整合的だが、この上限は標準模型を超えたCP破れの余地を狭め、荷電粒子の貯蔵リングEDM探索を切り拓いた。成果はPhysical Review Letters（2026年6月16日掲載）に報告され、Nature記事でも取り上げられた。

A superfluid flows without friction, and when it rotates its angular momentum is quantized — it can only take discrete values set by quantum mechanics. In gases of paired fermions (such as ultracold lithium atoms), the way pairs form changes smoothly across the BEC–BCS crossover, from tightly bound molecules (a Bose–Einstein condensate) to loosely correlated Cooper pairs (as in superconductors). How this microscopic pairing connects to the large-scale rotating flow has been hard to measure directly.

A team including M. Frómeta Fernández, D. Hernández-Rajkov and G. Roati built a matter-wave analogue of the Sagnac interferometer — the device behind optical gyroscopes — but using phonons (quantized sound waves) travelling around a ring-shaped superfluid instead of light. By reading the phase shift that rotation imprints on counter-propagating phonons, they directly measured the angular momentum per particle across the whole BEC–BCS crossover, giving a clean experimental link between fermionic pairing and macroscopic superflow. The work is published in Nature Physics.

超流体は摩擦なしで流れ、回転するとその角運動量は量子化される——量子力学が定める飛び飛びの値しかとれない。対をなすフェルミ粒子の気体（超低温のリチウム原子など）では、対の作られ方がBEC–BCSクロスオーバーに沿って、固く結びついた分子（ボース・アインシュタイン凝縮）から、緩く相関したクーパー対（超伝導と同様）へと滑らかに変化する。この微視的な対形成が大規模な回転の流れとどう結びつくのかを、直接測ることは難しかった。

M. Frómeta Fernández、D. Hernández-Rajkov、G. Roatiらのチームは、光ジャイロスコープの基礎となるサニャック干渉計の物質波版を、光の代わりにリング状の超流体を周回するフォノン（量子化された音波）で構築した。回転が逆向きに進む2つのフォノンに刻む位相差を読み取ることで、1粒子あたりの角運動量をBEC–BCSクロスオーバー全域にわたって直接測定し、フェルミ粒子の対形成と巨視的な超流動を実験的に明快に結びつけた。成果はNature Physicsに掲載された。

Whether a magnet’s spins behave in a three-dimensional or essentially two-dimensional way — and whether they are best described by the Heisenberg model (spins free to point in any direction) or the Ising model (spins restricted to two directions) — depends on the material’s dimensionality and its magnetic anisotropy. In atomically thin van der Waals magnets, controlling this character is key to designing spintronic devices.

Working with the van der Waals ferromagnet Fe₃GeTe₂, Ke Xiao, Ruifeng Wang, Stuart S. P. Parkin and colleagues showed that self-intercalation — inserting additional iron atoms into the gaps between the layers — drives an anomalous crossover from 3D Heisenberg to 2D Ising ferromagnetism. Tuning the amount of intercalated iron thus tunes the very nature of the magnetic order, offering a route to engineer low-dimensional magnetism on demand. The study appears in Nature Physics.

磁性体のスピンが3次元的にふるまうか、ほぼ2次元的にふるまうか——そして、どの方向にも自由に向けるハイゼンベルク模型と、2方向に制限されるイジング模型のどちらでよく記述されるか——は、物質の次元性と磁気異方性で決まる。原子レベルで薄いファンデルワールス磁性体では、この性質を制御することがスピントロニクス素子の設計の鍵となる。

Ke Xiao、Ruifeng Wang、Stuart S. P. Parkinらは、ファンデルワールス強磁性体Fe₃GeTe₂を用い、層と層のすき間に余分な鉄原子を挿入する自己インターカレーションによって、3次元ハイゼンベルク型から2次元イジング型の強磁性への異常なクロスオーバーを引き起こせることを示した。挿入する鉄の量を調整することで磁気秩序そのものの性質を制御でき、低次元磁性を思いどおりに設計する道筋となる。成果はNature Physicsに掲載された。

Topological materials have electronic states protected by the global “shape” of their energy bands, giving them robust conducting surfaces and other unusual properties. Floquet engineering is the idea that shining intense, periodic light on an ordinary material could temporarily rewrite its band structure and switch on such topology — but clear experimental evidence in a real semiconductor has been lacking.

F. Chassot, A. Pulkkinen, C. Monney and colleagues studied tin telluride (SnTe), which is topologically trivial in its normal state. Using femtosecond laser pulses and time-resolved photoemission, they observed that the light briefly induces a band inversion, creating a transient topological state that vanishes once the pulse is gone. The result is direct evidence that light-driven Floquet engineering can turn topology on and off in a semiconductor. The work is published in Nature Physics.

トポロジカル物質は、エネルギーバンドの大域的な「かたち」によって保護された電子状態をもち、頑健な伝導表面など特異な性質を示す。フロケ・エンジニアリングとは、ふつうの物質に強い周期的な光を当てることで、そのバンド構造を一時的に書き換え、こうしたトポロジーを点灯させられるという考え方だが、実在の半導体での明確な実験的証拠は乏しかった。

F. Chassot、A. Pulkkinen、C. Monneyらは、通常状態ではトポロジカルに自明なテルル化スズ（SnTe）を調べた。フェムト秒レーザーパルスと時間分解光電子分光を用い、光が一瞬バンド反転を引き起こして過渡的なトポロジカル状態を生み、パルスが去ると消えることを観測した。光駆動のフロケ・エンジニアリングが半導体のトポロジーをオン・オフできることを直接示した結果である。成果はNature Physicsに掲載された。

Liquid water looks simple, but it hides dozens of anomalies — most famously that it reaches its maximum density at about 4°C and becomes easier to compress as it is cooled. For decades, one popular explanation has been the two-state model: the idea that liquid water is not a single uniform substance but a fluctuating mixture of two interconvertible local structures — a denser, more disordered arrangement and a less dense, more ordered (more ice-like) one.

In a study published in Nature Physics, Liwen Li, Jie Zhong and colleagues use large-scale molecular-dynamics simulations to provide fresh molecular-level evidence that these two local structures genuinely coexist and continuously interconvert throughout ordinary liquid water — not only in the hard-to-reach deeply supercooled regime. The work strengthens the case that water's many anomalies arise from the competition between these two structural motifs, rather than treating the two-state behaviour as a special feature of extreme conditions.

液体の水は単純に見えて、数多くの異常性を秘めている。最も有名なのは、約4°Cで密度が最大になり、冷やすほど圧縮しやすくなることだ。こうした性質の有力な説明の一つが二状態モデルである。液体の水は均一な単一物質ではなく、密度が高く乱れた配置と、密度が低く秩序だった（より氷に近い）配置という、互いに移り変わる2種類の局所構造が揺らぎながら混ざり合ったものだ、とする考え方だ。

Nature Physicsに掲載された研究で、Liwen Li、Jie Zhongらは大規模な分子動力学シミュレーションを用い、これら2種類の局所構造が、到達の難しい深い過冷却領域だけでなく、ふつうの液体の水の中でも実際に共存し、絶えず相互変換していることを、分子レベルで示す新たな証拠を得た。水のさまざまな異常性が、極限条件に限られた特殊な現象ではなく、この2つの構造モチーフの競合から生じるという見方を補強する成果である。

A black hole's event horizon — the boundary beyond which nothing, not even light, can escape — sits exactly where Einstein's general relativity and quantum theory are expected to meet, yet it has been almost impossible to observe directly. When two black holes merge they emit gravitational waves, ripples in spacetime detected on Earth by the twin LIGO observatories. The signal GW250114, recorded in 2025, is the loudest binary-black-hole event ever heard — about three times louder than the first detection a decade ago — making it a uniquely powerful natural laboratory.

A team led by Dr. Ling Sun and Ph.D. candidate Neil Lu at the ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav) and the Australian National University, with colleagues in Canada, the United States and Spain, developed a new way to decode the signal. Within the "sound" of the crash they isolated a small, previously poorly understood component called direct waves, which carry information from very close to the horizon. From it they extracted two fundamental properties of the newly formed black hole — its rotation frequency and surface gravity — providing a new observational window onto the event-horizon region and a first step toward future strong-field tests of general relativity. The work is published in Nature.

ブラックホールの事象の地平面（イベント・ホライズン）——光さえも抜け出せなくなる境界——は、アインシュタインの一般相対論と量子論が出会うと考えられるまさにその場所にありながら、直接観測することはほとんど不可能だった。2つのブラックホールが合体すると、時空のさざ波である重力波が放たれ、地上の双子の観測装置LIGOで捉えられる。2025年に記録された信号GW250114は、観測史上最も「大きな」連星ブラックホール合体で、10年前の最初の検出のおよそ3倍の強さがあり、またとない自然の実験室となった。

重力波発見ARC卓越研究センター（OzGrav）とオーストラリア国立大学のLing Sun博士と博士課程のNeil Lu氏を中心に、カナダ・米国・スペインの研究者が加わったチームは、この信号を読み解く新たな方法を開発した。合体の「音」の中から、これまで十分に理解されていなかった小さな成分「直接波（direct waves）」を切り出すことに成功。これは事象の地平面のごく近傍から届く情報を担っている。そこから、生まれたばかりのブラックホールの2つの基本的な性質——自転周波数と表面重力——を測定し、事象の地平面近傍をのぞく新しい観測の窓と、将来の強重力場での一般相対論検証への第一歩を開いた。成果はNatureに掲載された。

Ordinary crystals such as salt or diamond repeat their pattern in space. A time crystal, first proposed by Nobel laureate Frank Wilczek in 2012, instead repeats in time, with its components in perpetual, self-sustaining motion. Until now such states were thought to require highly complex, fragile quantum systems at near-absolute-zero temperatures, such as trapped ions or quantum simulators.

A team from Hiroshima University (WPI-SKCM²) and the University of Colorado Boulder, with first author Hanqing Zhao and Ivan I. Smalyukh, instead realised a classical space-time crystal in a room-temperature chiral liquid crystal driven by constant light. The emergent, particle-like solitons break symmetry in both space and time and move like Majorana-type quasiparticles. Remarkably, the structures stayed stable for more than 24 hours and survived deliberate disruption of the drive timing by up to 20%, showing that rich space-time symmetries are not confined to the quantum world. Because liquid crystals already underpin display technology, the authors suggest applications in reconfigurable optics such as beam steerers and laser elements. The work is published in Nature Communications.

食塩やダイヤモンドのような普通の結晶は、空間の中でパターンを繰り返す。これに対し時間結晶（タイムクリスタル）は——2012年にノーベル賞受賞者フランク・ウィルチェックが提唱した——時間の中で繰り返し、構成要素が永続的に自走し続ける状態である。こうした状態は、これまで、捕捉イオンや量子シミュレータのような、絶対零度近くで動く極めて複雑で壊れやすい量子系でしか実現できないと考えられてきた。

広島大学（WPI-SKCM²）とコロラド大学ボルダー校のチーム（筆頭著者Hanqing Zhao、Ivan I. Smalyukh）は、一定の光で駆動した室温のキラル液晶の中に、古典的な時空間結晶を実現した。創発した粒子的なソリトンは空間と時間の双方で対称性を破り、マヨラナ型の準粒子のように運動する。注目すべきことに、この構造は24時間以上安定で、駆動タイミングを最大20%意図的に乱しても壊れなかった。豊かな時空間対称性が量子の世界だけのものではないことを示した成果である。液晶はすでに表示技術の基盤であるため、著者らはビーム偏向素子やレーザー素子など、再構成可能な光学デバイスへの応用を見込む。成果はNature Communicationsに掲載された。

Most cooling relies on moving a fluid or running a refrigerator, but light itself can in principle cool a solid: if a material re-emits photons carrying slightly more energy than it absorbs, the missing energy is taken from the material’s heat (its phonons). This optical cooling (laser refrigeration) usually demands near-perfect light-emission efficiency, which few materials achieve.

Jiamin Lin, Baixu Xiang, Weigao Xu and colleagues demonstrated optical cooling in stacked two-dimensional semiconductor heterostructures, where laser light drives phonon-assisted charge transfer across the interface between the layers. Because the heat is removed through this interfacial process, cooling no longer requires the stringent quantum-efficiency conditions that have held the method back — pointing toward cryogen-free, on-chip thermal management for electronics and quantum devices. The work is published in Nature.

多くの冷却は流体を動かしたり冷凍機を回したりするが、原理的には光そのものが固体を冷やすこともできる。物質が吸収するよりわずかに高いエネルギーの光子を放出すれば、その差のエネルギーは物質の熱（フォノン）から奪われるからだ。この光学冷却（レーザー冷却）は通常、ほぼ完璧な発光効率を必要とし、それを満たす物質は少ない。

Jiamin Lin、Baixu Xiang、Weigao Xuらは、積層した2次元半導体ヘテロ構造で光学冷却を実証した。ここではレーザー光が、層と層の界面をまたぐフォノン補助の電荷移動を駆動する。熱がこの界面過程で運び去られるため、これまで手法の足かせとなってきた厳しい量子効率の条件が不要になる。電子機器や量子デバイスに向けた冷媒不要のオンチップ熱管理を示唆する成果で、Natureに掲載された。

A cornerstone of modern cosmology, the cosmological principle, assumes that on sufficiently large scales the Universe is homogeneous (the same everywhere) and isotropic (the same in every direction). Most analyses assume this statistical isotropy sets in well below the size of the observable Universe.

Francesco Sylos Labini and Marco Galoppo applied a parameter-free measure they call the Angular Distribution of Pairwise Distances to map directional correlations in the distribution of galaxies. They report evidence for coherent anisotropic structures extending over gigaparsec scales (billions of light-years) — larger than expected if the cosmos were statistically isotropic on those scales. If it holds up to independent checks, the finding would be in tension with the cosmological principle and could affect how cosmological parameters are inferred; like all such large-scale anisotropy claims, it will need confirmation with further data. The study is published in Nature.

現代宇宙論の土台である宇宙原理は、十分に大きなスケールでは宇宙が一様（どこでも同じ）かつ等方（どの方向にも同じ）であると仮定する。多くの解析は、この統計的な等方性が観測可能な宇宙の大きさよりずっと小さなスケールで成り立つと前提している。

Francesco Sylos LabiniとMarco Galoppoは、「対距離の角度分布（Angular Distribution of Pairwise Distances）」と呼ぶパラメータに依らない指標を銀河分布に適用し、方向ごとの相関を調べた。その結果、ギガパーセク規模（数十億光年）にわたって広がる、まとまった異方的構造の証拠を報告した。これは、そのスケールで宇宙が統計的に等方であるとした場合の予想より大きい。独立な検証に耐えれば、この発見は宇宙原理と緊張関係に立ち、宇宙論パラメータの推定にも影響しうる。ただし、こうした大規模異方性の主張の常として、さらなるデータによる確認が必要である。成果はNatureに掲載された。

A ring laser gyroscope measures rotation by sending two laser beams in opposite directions around a loop and watching how rotation shifts their frequencies (the Sagnac effect). But at very slow rotation the two beams tend to “lock” together in frequency, creating a dead zone — the lock-in problem — that has long limited the smallest rotations these devices can sense. Conventional fixes add mechanical “dithering” or bulky external parts.

Yuan-Hao Mao, Ji-Peng Xu, Hui Jing and colleagues instead used spontaneous symmetry breaking in a helium–neon ring laser to make the two directions intrinsically different — a kind of built-in chirality. This eliminates lock-in and lets the gyroscope measure rotation accurately right down to near zero, without external components, improving both miniaturization and precision. The work is published in Nature.

リングレーザージャイロは、ループ状の経路に2本のレーザーを逆向きに走らせ、回転が両者の振動数をどうずらすか（サニャック効果）を見て回転を測る。ところが非常に低速の回転では、2本のビームの振動数が「ロック」して引き込み合い、不感帯ができてしまう——このロックイン問題が、これらの装置の検出できる最小の回転を長く制限してきた。従来は機械的な「ディザリング」やかさばる外部部品で対処していた。

Yuan-Hao Mao、Ji-Peng Xu、Hui Jingらは代わりに、ヘリウム–ネオンのリングレーザーにおける自発的対称性の破れを用いて2つの向きを本質的に非対称——いわば内蔵されたカイラリティ——にした。これによりロックインが解消され、外部部品なしにゼロ近傍まで回転を正確に測れるようになり、小型化と精度の双方を向上させた。成果はNatureに掲載された。

When the Sun erupts in a coronal mass ejection (CME), it flings out a bubble of magnetized plasma — a magnetic cloud — that can disturb satellites, navigation and power grids if it reaches Earth. Forecasters have generally assumed these clouds expand smoothly and predictably as they travel through the solar wind.

A team led by the University of Iowa (corresponding author Shirsh Lata Soni, with co-author David Miles, and colleagues at the Vikram Sarabhai Space Centre and Amity University in India) caught the same magnetic cloud with two spacecraft — Solar Orbiter (0.84 AU) and Wind (0.98 AU) — separated by just 0.14 AU (about 21 million km). In that short span the cloud underwent a “super expansion,” growing about 21% and heating to roughly three times its plasma temperature, expanding at around 192 km s⁻¹ as it interacted with the surrounding solar wind. The rapid, non-uniform growth could change how space-weather impacts are predicted. The study appears in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

太陽がコロナ質量放出（CME）として噴き出すとき、磁化したプラズマの泡——磁気雲——が放たれ、地球に到達すると衛星・航法・電力網を乱すことがある。予報では一般に、これらの雲は太陽風の中を進むあいだ、滑らかで予測可能なかたちで膨張すると考えられてきた。

アイオワ大学を中心とするチーム（責任著者Shirsh Lata Soni、共著者David Miles、およびインドのヴィクラム・サラバイ宇宙センターとアミティ大学の研究者）は、同じ磁気雲を、わずか0.14 AU（約 2100万km）だけ離れた2機の探査機——ソーラー・オービター（0.84 AU）とWind（0.98 AU）——で捕らえた。この短い区間で雲は「超膨張（super expansion）」を起こし、約21%膨らんで、プラズマ温度はおよそ3倍に上昇。周囲の太陽風と相互作用しながら約 192 km/sで膨張していた。この急速で一様でない成長は、宇宙天気の影響を予測する手法を変えうる。成果はMonthly Notices of the Royal Astronomical Societyに掲載された。

Strongly disordered superconductors (SDSCs) — thin films such as InO_x, TiN, NbN and granular aluminium — are widely used in qubits, microwave resonators and photon detectors, where coherence times are limited by low-temperature microwave dissipation. The standard Mattis–Bardeen theory fails here because the single-particle spectrum shows a hard pseudogap.

Anton V. Khvalyuk and Mikhail V. Feigel’man developed a microscopic theory showing that low-frequency dissipation is dominated by a new type of bulk localized collective mode arising from the spatial inhomogeneity of the superconducting state. Rare “weak spots” host localized modes — low-energy rearrangements of Cooper pairs whose electric dipole is set by the weak-spot size rather than by pair breaking — producing a dissipative response with a two-level-system-like tanh(ℏω/2T) factor. The picture turns microwave spectroscopy into a probe of the order-parameter distribution and suggests a fresh strategy to extend coherence times in superconducting quantum devices. Published in Physical Review Letters.

強く乱れた超伝導体（SDSC）——InO_x、TiN、NbN、粒状アルミニウムなどの薄膜——は、量子ビットやマイクロ波共振器・光子検出器に広く使われるが、そのコヒーレンス時間は低温でのマイクロ波損失に制限される。これらの物質は単一粒子スペクトルに硬い擬ギャップを持つため、標準的なマティス・バーディーン理論が破れてしまう。

Anton V. Khvalyuk と Mikhail V. Feigel’man は、低周波のマイクロ波損失が、超伝導状態の空間的な不均一性から生じる新種の「バルク局在型集団励起モード」によって支配されることを微視的理論で示した。まれな「弱いスポット」には、クーパー対の低エネルギーな組み替えに対応する局在モードが宿り、その電気双極子は対破壊ではなく弱いスポットの大きさで決まる。これが2準位系（TLS）に似たtanh(ℏω/2T)因子を持つ散逸応答を生む。この描像はマイクロ波分光を秩序変数分布のプローブに変え、超伝導量子デバイスのコヒーレンス時間を延ばす新戦略を示唆する。Physical Review Letters掲載。

Photon loss is the central obstacle in quantum communication: over a long or lossy optical channel, only a tiny fraction of directly transmitted photons survive, throttling applications such as loophole-free Bell tests and device-independent quantum key distribution. Quantum teleportation offers a "disembodied" alternative — it transfers a photon's quantum state through a virtual channel of pre-shared entanglement plus classical communication, so in principle the state can arrive even when the photon itself would have been lost. Yet experimentally, no previous single-photon teleportation had ever shown a higher survival probability than simply sending the photon directly.

A team led by Jian-Wei Pan, Chao-Yang Lu and colleagues at the University of Science and Technology of China (USTC) overcame this by first proposing and demonstrating an all-optical scheme for remote preparation of event-ready entangled photons. Through an effective 15 dB channel loss they reached an 82% heralding efficiency for the entangled pairs, and — using that pre-distributed entanglement — measured a 2.95-fold enhancement in transmission efficiency compared with direct transmission through the same channel, establishing an unconditional teleportational advantage for single photons. The result is a concrete step toward loss-tolerant quantum networks and a future quantum internet.

光子の損失は量子通信における最大の壁である。長距離あるいは損失の大きい光路では、直接送った光子のごく一部しか生き残らず、抜け穴のないベル試験やデバイス非依存量子鍵配送（DIQKD）といった応用の足かせになっている。量子テレポーテーションは、これに対する「非実体的（disembodied）」な代替手段を与える——あらかじめ共有したもつれと古典通信からなる仮想的な通信路を介して光子の量子状態を転送するため、原理的には光子そのものが失われるような場合でも状態を届けられる。しかし実験的には、単一光子のテレポーテーションが「光子を直接送る」よりも高い生存確率を示した例はこれまで存在しなかった。

中国科学技術大学（USTC）の潘建偉（Jian-Wei Pan）、陸朝陽（Chao-Yang Lu）らのチームは、まず「イベント・レディ（event-ready）なもつれ光子」を遠隔生成する全光学的な手法を提案・実証することでこれを克服した。実効15 dBの損失を通して、もつれ光子対の82%のヘラルド効率を達成。さらに、この事前に分配したもつれを用いることで、同じ通信路を直接伝送する場合と比べて伝送効率が2.95倍に向上することを測定し、単一光子に対する「無条件のテレポーテーション優位性」を確立した。損失に強い量子ネットワーク、そして将来の量子インターネットへ向けた具体的な一歩である。

For roughly a century, magnets came in two basic kinds — ferromagnets, whose electron spins line up to produce an external field, and antiferromagnets, whose spins cancel out. Within the last decade theorists identified a third category, the altermagnet, in which a special arrangement of rotated atoms and alternating spins combines the fast switching of antiferromagnets with electronic properties useful for spintronics. More than 200 materials are predicted to be altermagnets, but confirming the class in any given material remains experimentally difficult.

A team led by Jamir Marino at the University at Buffalo, together with Libor Šmejkal and Jairo Sinova (who first proposed altermagnetism) at Johannes Gutenberg University Mainz and a collaborator at the Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems, proposes a minimally invasive quantum-sensing test. A nitrogen–vacancy (NV) center — a single atomic defect in diamond that is exquisitely sensitive to nearby magnetism — is placed beside a suspected altermagnet, and its spin is rotated and allowed to relax in different directions. Direction-dependent relaxation would betray the telltale spin texture of an altermagnet. The scheme so far exists only in theory and awaits experimental realization, but it could become a building block for confirming — and ultimately exploiting — these materials in low-power electronics.

約100年のあいだ、磁石は基本的に2種類しかないと考えられてきた——電子スピンが揃って外部磁場を生む強磁性体（ferromagnet）と、スピンが打ち消し合う反強磁性体（antiferromagnet）である。ところがこの10年ほどの間に、理論家は第3のカテゴリー「アルターマグネット（altermagnet）」を見いだした。回転した原子配置と交互に反転するスピンという特殊な構造により、反強磁性体ばりの高速スイッチングと、スピントロニクスに有用な電子物性を併せ持つ。アルターマグネットの候補は200種類以上と予想されているが、ある物質が本当にそうかを実験で確かめるのは難しかった。

バッファロー大学のJamir Marinoを中心に、アルターマグネットを最初に提唱したマインツ大学のLibor Šmejkal・Jairo Sinova、さらにマックス・プランク複雑系物理学研究所の研究者が加わったチームは、物質をほとんど乱さずに調べられる量子センシング手法を提案した。ダイヤモンド中の単一の原子欠陥で、近くの磁性にきわめて敏感な窒素−空孔（NV）中心を候補物質のそばに置き、そのスピンをさまざまな方向に回して緩和させる。緩和の速さが方向によって変われば、それがアルターマグネット特有のスピン構造の証拠になるという。手法はまだ理論段階で実験的な実証はこれからだが、これらの物質を確認し、ひいては低消費電力エレクトロニクスへ応用するための足がかりになりうる。

Skyrmions are tiny, swirling, knot-like configurations — in light they appear as miniature topological textures, "akin to the spikes of a hedgehog." They are a hot research topic because their stability could be harnessed for future data storage and communications. Until now, generating optical skyrmions typically required complex and costly engineered materials such as metasurfaces.

A team led by Assistant Professor Shen Yijie at Nanyang Technological University, Singapore showed a much simpler route: directing a laser at a small circular disk to exploit the Poisson spot (also called the Arago spot), a bright point that appears in the centre of a circular shadow — a phenomenon known since the early 19th century. The resulting light field hosts up to four kinds of skyrmions at once — spin, Stokes, electric-field and magnetic-field skyrmions — letting researchers study how different optical skyrmions form and interact within a single beam. The work is published in Optica.

スカーミオンは、結び目のような微小な渦巻き状の構造で、光においては「ハリネズミの針」にもたとえられる小さなトポロジカル構造として現れる。その安定性が将来のデータ保存や通信に活かせる可能性から、注目の研究テーマとなっている。これまで光のスカーミオンを作るには、メタサーフェスのような複雑で高価な人工材料が必要なのが普通だった。

南洋理工大学（NTU Singapore）のShen Yijie助教を中心とするチームは、はるかに簡単な方法を示した。小さな円形の円板にレーザーを当て、円い影の中心に明るい点が現れる「ポアソンの輝点」（アラゴの斑点とも呼ばれ、19世紀初頭から知られる現象）を利用するのである。生じた光の場には、スピン・ストークス・電場・磁場の4種類のスカーミオンが同時に存在し、ひとつのビームの中で異なる光スカーミオンがどう形成され相互作用するかを調べられる。成果はOpticaに掲載された。

In everyday life, energy does not simply add up — two cups of warm water do not make one cup of boiling water. But in the quantum world, multiple low-energy photons can combine into a single, higher-energy one, a process called photon upconversion. Ultraviolet (UV) light is indispensable for air purification, 3D-printing resin curing and dental fillings, yet it makes up only about 6% of the sunlight reaching Earth's surface, and converting abundant visible light into UV efficiently in a solid has been a long-standing challenge.

A team at Kyushu University developed a solid-state molecular material using sterically protected π-electron systems that performs triplet–triplet annihilation (TTA) upconversion, "upgrading" visible light into UV under ordinary outdoor sunlight intensity with a conversion efficiency of 1.9%. By taking the energy of two visible photons and fusing it into one ultraviolet photon in a stable solid, the work — described as the culmination of more than 14 years of research — points toward better use of the visible light we usually waste, for solar energy and UV-driven applications. It is published in Nature Communications.

日常では、エネルギーは単純に足し合わさらない——温かい水を2杯混ぜても熱湯1杯にはならない。だが量子の世界では、低エネルギーの複数の光子が1個の高エネルギー光子へと合わさることがあり、これを光アップコンバージョンと呼ぶ。紫外線（UV）は空気浄化、3Dプリンタの樹脂硬化、歯科用充填材の硬化などに欠かせないが、地表に届く太陽光のうち約6%しかなく、豊富な可視光を固体中で効率よくUVへ変換することは長年の課題だった。

九州大学のチームは、立体的に保護したπ電子系を用いた固体の分子材料を開発し、三重項−三重項消滅（TTA）アップコンバージョンを実現。屋外の通常の太陽光強度のもとで可視光をUVへ「格上げ」し、1.9%の変換効率を達成した。2個の可視光光子のエネルギーを足し合わせて1個の紫外光子を安定な固体中で生み出すこの成果は、14年以上にわたる研究の集大成とされ、ふだん無駄にしている可視光をより活かす——太陽光エネルギーやUV応用への——道を示す。Nature Communicationsに掲載された。

Kagome metals — named for a woven-basket lattice of corner-sharing triangles — are a playground for exotic quantum phenomena. Physicists have long suspected they host a subtle form of spontaneous symmetry breaking called loop-current order, in which microscopic currents circulate and break time-reversal symmetry. The effect had been predicted theoretically but was extremely hard to detect, because its signals are faint and easily masked by other states appearing at similar temperatures.

A team led by Yeongkwan Kim at the Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) studied the kagome superconductor CsV₃Sb₅ (caesium vanadium antimonide), which passes through several ordered states before becoming superconducting at low temperature. By probing it with circularly polarized light in a circular-dichroism ARPES (angle-resolved photoemission) experiment, they obtained the strongest evidence yet for the broken-time-reversal loop-current phase. The result could shed new light on how these materials transition into superconductivity. It is published in Nature Physics.

カゴメ金属——頂点を共有する三角形が編み籠（かごめ）状に並んだ格子にちなむ——は、エキゾチックな量子現象の宝庫である。物理学者は長年、これらの物質が、微視的な電流が循環して時間反転対称性を破る「ループ電流秩序」と呼ばれる繊細な自発的対称性の破れを宿すと疑ってきた。理論的には予言されていたものの、その信号は微弱で、近い温度で現れる他の秩序に隠されやすく、検出は極めて困難だった。

韓国科学技術院（KAIST）のYeongkwan Kimを中心とするチームは、低温で超伝導になる前にいくつもの秩序状態を経るカゴメ超伝導体CsV₃Sb₅（セシウム・バナジウム・アンチモン）を調べた。円偏光を用いた円二色性ARPES（角度分解光電子分光）でこの物質を探ることで、時間反転対称性を破ったループ電流相のこれまでで最も強い証拠を得た。これらの物質がどのように超伝導へ転移するのかに、新たな光を当てる成果である。Nature Physicsに掲載された。

At the heart of every particle accelerator sit radiofrequency (RF) systems, which use electromagnetic waves to push particle beams close to the speed of light and keep them tightly bunched. The low-level RF (LLRF) electronics act as the control "brain," shaping those fields in real time so the beam stays stable and precise. For the Electron-Ion Collider (EIC) — the next-generation U.S. nuclear-physics machine now being built at Brookhaven National Laboratory on the bones of the retired RHIC — the LLRF must be both extremely accurate and reproducible across many systems.

Brookhaven reports a key early milestone: the first successful test of newly built, "common-platform" LLRF electronics on a real accelerator cavity. The common platform is shared hardware and control software that lets different accelerator subsystems reuse the same electronics rather than building bespoke controls for each. Demonstrating it on an actual cavity validates a design that will be replicated throughout the EIC, which will collide polarized electrons with ions to image — with unprecedented sharpness — how quarks and the gluons binding them generate the mass and spin of protons and nuclei.

あらゆる粒子加速器の心臓部には高周波（RF）システムがある。電磁波を使って粒子ビームを光速近くまで加速し、ビームを細く束ねたまま保つ役割を担う。その制御の“頭脳”にあたるのが低レベル高周波（LLRF）エレクトロニクスで、RF場をリアルタイムに整形してビームを安定かつ精密に保つ。引退したRHICの設備を再利用してブルックヘブン国立研究所で建設が進む次世代の核物理装置「電子イオン衝突型加速器（EIC）」では、このLLRFに極めて高い精度と、多数の系で再現できる均一性が求められる。

ブルックヘブンは重要な初期マイルストーンを報告した——新たに開発した“共通プラットフォーム”方式のLLRFエレクトロニクスを、実際の加速空洞で初めて動作させることに成功したのである。共通プラットフォームとは、各サブシステムごとに専用の制御機器を作るのではなく、同じハードウェアと制御ソフトを使い回せるようにする共有基盤のこと。実機の空洞でこれを実証したことで、EIC全体に展開される設計の妥当性が確かめられた。EICは偏極した電子とイオンを衝突させ、クォークと、それらを結びつけるグルーオンが陽子や原子核の質量・スピンをどう生み出すのかを、かつてない鮮明さで描き出すことを目指す。

String theory has been studied for more than 50 years as a leading candidate for a “theory of everything,” yet a basic question lingered: is it an arbitrary mathematical construction, or is it singled out by physical principles? A new study takes a “bootstrap” approach — starting from a few minimal, physically reasonable assumptions about how particles scatter at high energy, and asking which scattering amplitudes are even allowed by consistency.

Clifford Cheung (Caltech), Grant N. Remmen (New York University), Francesco Sciotti and Michele Tarquini (IFAE Barcelona) show that consistency alone forces every tree-level four-point amplitude to have vanishing residues at prescribed values of the momentum transfer. Assuming “ultrasoft” high-energy behavior, the space of minimally consistent amplitudes — those whose residues exhibit these mandated zeros and nothing more — collapses uniquely onto the celebrated Veneziano and Virasoro–Shapiro amplitudes of string theory; similar logic extends to five-point scattering. “The strings just fell out,” Cheung said. In other words, string-like scattering may be an almost inevitable consequence of a few simple rules, rather than a special assumption — published in Physical Review Letters and highlighted in an APS Physics Viewpoint.

弦理論は50年以上にわたり「万物の理論（TOE）」の有力候補として研究されてきたが、それが恣意的な数学的構成物なのか、それとも物理的原理によって一意に選ばれるのかという基本的な問いが残っていた。今回の研究は「ブートストラップ」手法をとり、高エネルギーで粒子がどう散乱するかについて最小限の物理的に妥当な仮定だけを置き、無矛盾性からどんな散乱振幅が許されるかを問うた。

クリフォード・チャン（Clifford Cheung、カリフォルニア工科大）、グラント・レメン（ニューヨーク大）、フランチェスコ・シオッティとミケーレ・タルキーニ（バルセロナ高エネルギー物理研究所IFAE）は、無矛盾性だけから、すべてのツリーレベル4点振幅が、指定された運動量移行の値で残差がゼロになることが要求されると示した。さらに「超ソフト（ultrasoft）」な高エネルギー挺動を仮定すると、最小限に無矛盾な振幅の空間は、弦理論の名高いヴェネツィアーノ振幅・ヴィラソロ＝シャピロ振幅へと一意に収束する（5点散乱にも同様の論理が適用される）。「弦がただ落ちてきた」とチャンは語る。つまり弦的な散乱は、特別な仮定ではなく、いくつかの単純な規則のほぼ必然的な帰結かもしれない。Physical Review Letters掲載、APS PhysicsのViewpointで解説。

In the fractional quantum Hall (FQH) effect, electrons confined to two dimensions in a strong magnetic field form exotic incompressible quantum liquids. Beyond their charged quasiparticles, these liquids host neutral collective excitations. A “quantum geometry” picture predicts chiral spin-2 modes that behave like condensed-matter analogues of the graviton — the hypothetical spin-2 quantum of gravity. In 2024 a team including Lingjie Du reported the first experimental evidence for such chiral graviton modes at filling factor ν = 1/3.

Now, writing in Nature Physics, Zihao Yang, Yifan Wang and Lingjie Du report observing multiple chiral spin-2 neutral excitations across FQH states. The number and structure of these modes match the predictions of the “parton” construction — a theoretical scheme in which an electron is imagined as built from fictitious sub-particles (“partons”). The result provides experimental support for the parton description of the quantum Hall effect and deepens the surprising bridge between FQH liquids and the physics of gravity and quantum geometry.

分数量子ホール（FQH）効果では、強磁場下で2次元に閉じ込められた電子が、エキゾチックな非圧縮性の量子液体を形成する。これらの液体は、電荷を持つ準粒子に加えて中性の集団励起をもつ。「量子幾何学」の描像は、重力の仮想的なスピン2量子であるグラビトンの物性版アナログのように振る舞うカイラル・スピン2モードを予言する。2024年、杜霊傑（Lingjie Du）らのチームは、充填率ν=1/3で初めてそのカイラル・グラビトンモードの実験的証拠を報告した。

今回、Nature Physicsに発表された研究で、Zihao Yang、Yifan Wang、杜霊傑は、複数のFQH状態にわたって複数のカイラル・スピン2中性励起を観測したと報告した。これらのモードの数と構造は、電子を架空の下位粒子（パートン）から組み立てられたものとみなす理論的枠組み「パートン（parton）」構成の予言と一致する。本成果は量子ホール効果のパートン描像に実験的裏づけを与え、FQH液体と重力・量子幾何学の物理との意外な架け橋をさらに深める。

Warm dense matter (WDM) is an exotic state that is too hot to treat as ordinary condensed matter, yet too dense to treat as a weakly coupled plasma. It is central to understanding planetary interiors, materials under extreme conditions, and inertial-confinement fusion. In WDM the electron density oscillates collectively as plasmons, which can be read out with X-rays via X-ray Thomson scattering (XRTS) — but interpreting those spectra relies on models of how electrons respond.

Researchers at the European XFEL, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), Rostock University and partners used high-precision angle-resolved femtosecond XRTS on shock-compressed aluminium (about 50 GPa) over a wide range of scattering wave vectors. They found that the de-facto-standard uniform-electron-gas models overestimate the plasmon resonance energy by up to 8 eV, while ab initio calculations that account for shock-induced disorder agree with experiment. Because these models are used to infer opacity, conductivity and energy transport, the result implies that reliable WDM diagnostics require first-principles treatments. It is published in Physical Review Letters.

ワーム・デンス・マター（WDM、高温高密度物質）は、ふつうの凝縮系として扱うには熱すぎ、弱結合プラズマとして扱うには密度が高すぎる、エキゾチックな状態である。惑星の内部、極限条件下の物質、慣性核融合を理解するうえで中心的な役割を担う。WDMでは電子密度がプラズモンとして集団的に振動し、これをX線トムソン散乱（XRTS）でX線により読み取れるが、そのスペクトルの解釈は、電子がどう応答するかのモデルに依存する。

欧州XFEL、ヘルムホルツ・センター・ドレスデン＝ロッセンドルフ（HZDR）、ロストック大学らの研究者は、衝撃圧縮したアルミニウム（約50 GPa）に対し、広い散乱波数領域で高精度の角度分解フェムト秒XRTSを行った。その結果、事実上の標準である一様電子ガス模型が、プラズモン共鳴のエネルギーを最大8 eVも過大評価する一方、衝撃による乱れを取り入れた第一原理計算は実験とよく一致することを見いだした。これらのモデルは不透明度・電気伝導度・エネルギー輸送の推定に使われるため、信頼できるWDMの診断には第一原理的な取り扱いが必要だと示された。Physical Review Lettersに掲載された。

Astronauts aboard the International Space Station have switched on NASA’s newly upgraded Cold Atom Lab (CAL), the minifridge-sized facility operated remotely by NASA’s Jet Propulsion Laboratory. CAL chills rubidium and potassium atoms to just above absolute zero (below −459 °F, about −273 °C), where they merge into a Bose–Einstein condensate (BEC) — a “fifth state of matter” whose wave nature dominates. In the microgravity of low Earth orbit these matter waves grow larger and can be observed for longer than on Earth.

The upgraded science module launched on April 11 on a Commercial Resupply Services mission (NG-24, the final scheduled hardware delivery for CAL) and was installed by astronaut Jessica Meir on May 8. According to NASA, the new SM-3X module collects more atoms, allows quantum gas clouds to be shaped with greater flexibility, and can create BECs about five times larger than previous modules, while the HXM-1 module upgrades the magnetic-control electronics. The facility currently supports five international research teams pursuing tests of Einstein’s equivalence principle, atom interferometry, and questions about dark matter and dark energy. “We’re performing quantum 2.0 — direct manipulation of large quantum states,” said JPL deputy project scientist Ethan Elliott.

国際宇宙ステーション（ISS）の宇宙飛行士が、アップグレードを終えたNASAのコールドアトムラボ（CAL）を再稼働させた。小型冷蔵庫サイズのこの施設はNASAジェット推進研究所（JPL）が地上から遠隔運用しており、ルビジウムやカリウムの原子を絶対零度直上（華氏マイナス459度以下＝摂氏約マイナス273度）まで冷却する。この極低温で原子はボース・アインシュタイン凝縮体（BEC）——波動性が支配する「第5の物質状態」——へと融合する。低軌道の微小重力下では、この物質波は地上より大きく成長し、より長時間観測できる。

新しい科学モジュールは4月11日に商業補給ミッション（NG-24、CAL向けの最後のハードウェア輸送）で打ち上げられ、5月8日に宇宙飛行士ジェシカ・メイアが設置した。NASAによれば、新モジュールSM-3Xはより多くの原子を集め、量子気体の雲を柔軟に成形でき、従来モジュールの約5倍大きいBECを生成可能。HXM-1モジュールは磁場制御用エレクトロニクスを刷新した。現在5つの国際研究チームがこの施設を使い、アインシュタインの等価原理の検証、原子干渉計、ダークマター・ダークエネルギーに関わる基礎物理の実験を進めている。JPLのイーサン・エリオット副プロジェクトサイエンティストは「私たちは量子2.0——大きな量子状態の直接操作——を実践している」と語った。

Complex numbers — and the imaginary unit i — sit at the heart of standard quantum mechanics, from the Schrödinger equation to the structure of quantum states. Whether they are genuinely fundamental or merely convenient has been debated for nearly a century. A 2021 proposal seemed to settle the question: under certain postulates, no real-valued quantum theory could reproduce all predictions of the complex one, and two experiments backed that up. Now Pedro Barrios Hita and Dagmar Bruß at Heinrich Heine University Düsseldorf (HHU), working with the German Aerospace Center (DLR), show that one of those postulates — about how composite systems are combined — was too restrictive.

Replacing it with a physically motivated alternative for system composition yields a whole class of theories formulated entirely with real numbers that are experimentally indistinguishable from standard quantum mechanics: both frameworks give identical predictions for every conceivable experiment. The result implies that imaginary numbers are not fundamentally necessary in quantum theory and can, in principle, be replaced by real-valued formulations — recasting i as a matter of mathematical convenience rather than physical necessity. (Independent real-valued formulations were also proposed in 2026 by groups in France and elsewhere.)

複素数——とりわけ虚数単位 i——は、シュレーディンガー方程式から量子状態の構造に至るまで、標準的な量子力学の中核を担ってきた。それが本当に本質的なのか、それとも単に便利なだけなのかは、ほぼ1世紀にわたり議論されてきた。2021年の提案は決着をつけたかに見えた——ある種の公理の下では、いかなる実数の量子論も複素数版のすべての予測を再現できず、2つの実験もそれを裏づけた。今回、デュッセルドルフ大学（HHU）のPedro Barrios HitaとDagmar Brußが、ドイツ航空宇宙センター（DLR）と共同で、その公理の一つ——複合系をどう合成するか——が制約的すぎたことを示した。

これを物理的に妥当な別の合成則に置き換えると、完全に実数だけで定式化され、標準的な量子力学と実験的に区別できない理論のクラスが得られる。両者は、考えうるあらゆる実験に対して同一の予測を与える。この成果は、虚数が量子論にとって本質的に必要なものではなく、原理的には実数による定式化で置き換えうることを意味し、i を物理的必然ではなく数学的な便宜の問題として捉え直すものである（2026年にはフランスなどのグループも独立に実数版の定式化を提案している）。

Dark matter outweighs ordinary matter by roughly five to one, yet it neither emits nor absorbs light and can only be inferred through gravity. Around a supermassive black hole — such as Sagittarius A* at the center of the Milky Way — ordinary gas glows brightly as it spirals inward through a hot accretion disk, but any surrounding dark matter stays invisible even to instruments like the Event Horizon Telescope. Mayank Sharma, a physics graduate student at Virginia Tech, and colleagues asked whether dark matter clustered around these black holes could nonetheless be weighed indirectly.

Their tool is reverberation mapping ("echo mapping"): as material falls in, the accretion disk brightens in a pulse; that light travels outward and is re-emitted, slightly later, by gas farther out. The delay — set by the speed of light — gives the distance to that gas, and the inferred mass profile can include the contribution of any dark matter. Applied to 14 galaxies, the method turned up 5 in which the enclosed mass rises with distance from the central black hole faster than the visible matter alone allows. The authors stress this is a proof of concept rather than a definitive detection, but it sketches a concrete path to weighing dark matter in the most extreme galactic environments.

暗黒物質は通常の物質の約5倍の量を占めるとされるが、光を放射も吸収もせず、その存在は重力を通じてしか推定できない。天の川銀河中心のいて座A*（Sgr A*）のような超大質量ブラックホールの周囲では、落ち込む通常のガスが高温の降着円盤として明るく輝く一方、周辺に暗黒物質があっても、イベント・ホライズン・テレスコープ（EHT）のような装置をもってしても見えない。バージニア工科大学（Virginia Tech）の物理学大学院生Mayank Sharma氏らは、こうしたブラックホール周辺に集まった暗黒物質を間接的に“秤にかけられないか”と考えた。

用いたのは残響マッピング（reverberation mapping、光のこだま）である。物質が落ち込むと降着円盤がパルス状に明るくなり、その光が外側へ伝わって、少し遅れて外縁のガスから再放射される。この時間遅れは光速で決まるため、ガスまでの距離が分かり、そこから推定される質量分布には暗黒物質の寄与も含まれうる。14個の銀河に適用したところ、5例で「中心ブラックホールから離れるほど、見える物質だけでは説明できない速さで内包質量が増える」兆候が見つかった。著者らは、これは決定的な検出ではなく概念実証（proof of concept）だと強調するが、最も極端な銀河環境で暗黒物質を測る具体的な道筋を示している。

Einstein argued that the fundamental equations of physics should contain no freely adjustable parameters — every such quantity ought to emerge from physical processes rather than be inserted by hand. This expectation matters acutely for quantum gravity, whose governing equations are not supposed to harbour arbitrary external numbers. A study led by a researcher at Kyushu University with collaborators (incl. Shota Komatsu and Yuya Kusuki) now addresses this in the setting of conformal field theory (CFT) and exactly marginal operators — the operators that generate continuous families of CFTs.

The authors show that, under certain assumptions, the continuous parameters labelling such a family can be understood as arising from local operators within the theory itself, rather than as dials imposed from outside. Through the AdS/CFT correspondence, this supports the prediction that quantum gravity contains no freely chosen external parameters, speaking directly to a foundational question about what is and is not fundamental. The result currently applies to two-dimensional CFTs; extending it to more general cases is the next goal.

アインシュタインは、物理の基本方程式には自由に調整できるパラメータは存在すべきでない——そうした量はすべて、外から手で入れるのではなく物理過程から自然に現れるべきだ、と論じた。この期待は量子重力において特に重要で、その支配方程式に勝手な外部定数が含まれてはならないと考えられている。九州大学の研究者を中心とするチーム（Shota Komatsu、Yuya Kusukiら）は今回、これを共形場理論（CFT）と厳密にマージナルな演算子（exactly marginal operators）——CFTの連続的な族を生み出す演算子——の枠組みで論じた。

著者らは、ある仮定の下で、そうした族をラベル付けする連続パラメータが、外から課される「ダイヤル」ではなく理論内部の局所演算子から生じうることを示した。AdS/CFT対応を通じて、これは量子重力に自由に選べる外部パラメータは存在しないという予言を支持し、「何が本当に基本的なのか」という根本問題に直接かかわる。現時点の結果は2次元CFTに適用されるもので、より一般の場合への拡張が次の課題となる。

In some approaches to quantum gravity, time is not a built-in feature of the Universe. The Wheeler–DeWitt equation, for instance, describes the cosmos as a whole as a single, unchanging quantum state with no external clock — so any sense of “time” must somehow emerge from the internal relationships between the system’s parts. This “problem of time” has long lived in the most abstract corners of theoretical physics, seemingly beyond experimental reach.

Professor Giovanni Barontini of the University of Birmingham built a laboratory analogue: a hermetically closed quantum system of about 24,000 ultracold atoms, cooled to a few billionths of a degree above absolute zero, split by a laser-made barrier into an observed “bright” sector and a hidden “dark” one. As atoms shuttled between the two sectors, the changing distribution defined an internal, entropy-based “time” — a parameter that has a direction, orders events, and can speed up, slow down, or even halt when the distribution holds steady. The bright sector repeatedly expanded and contracted like a miniature Big-Bang/Big-Crunch cycle, and a Schrödinger-like dynamics could be written entirely in this “entropic time,” with predictions matching the data. It is the first controlled experimental evidence that time can be defined by changes within a system rather than by an external ticking clock, offering a lab test bed for ideas in quantum cosmology and quantum gravity. Published in Physical Review Research (11 June 2026).

量子重力のいくつかの理論では、時間は宇宙にあらかじめ備わった要素ではない。たとえばホイーラー・ドウィット方程式は、宇宙全体を外部の時計を持たない単一の不変な量子状態として記述する——だとすれば「時間」なるものは、系を構成する部分どうしの内部的な関係から何らかの形で立ち現れるはずだ。この「時間の問題」は長らく理論物理の最も抽象的な領域にとどまり、実験の手が届かないものと思われてきた。

バーミンガム大学のジョヴァンニ・バロンティーニ教授は、これを実験室で模擬した。絶対零度よりわずか数十億分の1度高い温度まで冷やした約2万4千個の極低温原子からなる、密閉された量子系を用意し、レーザーで作った壁で「観測される（明るい）」領域と「隠れた（暗い）」領域に分割する。原子が2つの領域を行き来すると、その分布の変化が系の内部のエントロピーに基づく「時間」を定義した——それは向きを持ち、出来事を順序づけ、分布が一定のときには速くなったり遅くなったり、あるいは止まったりする。明るい領域はビッグバンとビッグクランチのサイクルのように膨張と収縮を繰り返し、この「エントロピー的時間」だけを使ってシュレーディンガー的な時間発展を書き下すことができ、その予測は実験データと一致した。時間が外部で時を刻む時計ではなく系の内部の変化によって定義できることを示した初の制御実験であり、量子宇宙論や量子重力のアイデアを検証する実験基盤となる。Physical Review Researchに掲載（2026年6月11日）。

A superfluid flows without friction below a critical velocity, exerting zero drag on an obstacle; above that threshold, superfluidity breaks down and energy is dissipated into ripples and vortices. Researchers at Sorbonne University, the University of Porto, Côte d'Azur University and Paris-Saclay University (M. Baker-Rasooli, T. Aladjidi, P.-É. Larré, Q. Glorieux and colleagues) studied this in a paraxial superfluid of light: a 780 nm laser beam propagating through a 20 cm hot rubidium-87 vapor cell, where near-resonant nonlinearity makes the photons interact like a 2D quantum fluid, with a second laser beam acting as a mobile optical impurity.

Driving the impurity through the flow, the team observed a counter-intuitive effect above the superfluid critical velocity: instead of being swept downstream, the impurity moves upstream, against the current. Phase-resolved measurements show this self-propulsion coincides with the periodic nucleation of vortex–antivortex pairs shed downstream of the obstacle. The platform's unique tunability — interactions set by light intensity — makes fluids of light a powerful, controllable testbed for quantum many-body hydrodynamics and future photonic devices.

超流動体は、臨界速度より遅ければ摩擦なく流れ、障害物に抵抗（ドラッグ）を及ぼさない。しかしこの閾値を超えると超流動性は破れ、エネルギーはさざ波や渦として散逸する。ソルボンヌ大学、ポルト大学、コートダジュール大学、パリ＝サクレー大学の研究チーム（M. Baker-Rasooli、T. Aladjidi、P.-É. Larré、Q. Glorieuxら）は、これを近軸近似の「光の超流動体」で調べた。780 nmのレーザー光を長さ20 cmの高温ルビジウム87蒸気セルに通すと、共鳴近傍の非線形性によって光子どうしが相互作用し、2次元の量子流体のように振る舞う。さらに2本目のレーザーを可動の光学的“不純物”として用いた。

この不純物を流れの中で動かすと、超流動の臨界速度を超えた領域で直感に反する現象が観測された——不純物は下流へ流されるのではなく、流れに逆らって上流へ移動する。位相分解測定により、この自己推進が、障害物の下流側で渦・反渦ペアが周期的に生成（放出）される現象と同期していることが分かった。光の強度で相互作用を制御できるという「光の流体」ならではの調整性は、量子多体流体力学や将来の光デバイス研究にとって、強力で制御しやすい実験プラットフォームとなる。

In 1958, Philip Anderson made the foundational discovery that disorder can trap waves — Anderson localization — a phenomenon now central to both condensed-matter and wave physics. Conventionally, theory distinguishes just two localization phases: extended states that support transport, and localized states that suppress it (with critical states at the boundary). A team led by Yucheng Wang and Jingyun Fan at the Southern University of Science and Technology (SUSTech), Shenzhen, has now experimentally observed five distinct localization phases coexisting within a single quantum system.

Using an advanced, programmable photonic platform realizing a one-dimensional Floquet (periodically driven) system, the researchers map out a landscape that interleaves extended, localized and critical regimes far beyond the usual extended-vs-localized dichotomy. The work demonstrates that the structure of localization physics is substantially richer than long assumed, offering a clean, tunable testbed for mobility edges and quantum transport — with implications for designing materials and devices whose conduction can be switched between sharply different regimes.

1958年、フィリップ・アンダーソンは、乱れ（ディスオーダー）が波を閉じ込めうること——アンダーソン局在——という基礎的発見をした。これはいまや凝縮系物理と波動物理の双方の中核をなす現象である。従来、理論は局在相を2種類だけ区別してきた——輸送を支える拡張（extended）状態と、それを抑える局在（localized）状態（その境界に臨界状態がある）。今回、南方科技大学（SUSTech、深圳）のYucheng WangとJingyun Fanを中心とするチームが、1つの量子系の中に5種類の異なる局在相が共存することを実験的に観測した。

研究チームは、1次元のフロケ系（周期的に駆動される系）を実現する高度でプログラム可能な光プラットフォームを用い、拡張・局在・臨界の各領域が、通常の「拡張か局在か」の二分法をはるかに超えて入り組んだ“相図”を描き出した。この成果は、局在物理の構造が長年考えられてきたよりも格段に豊かであることを示すとともに、モビリティ・エッジや量子輸送を調べるための、きれいで調整可能な実験台を提供する。伝導が大きく異なる領域間で切り替わる材料・デバイスの設計にもつながりうる。

Quantum emitters — tiny sources that emit single photons — are key building blocks for quantum computing, secure communication and ultrasensitive sensing. Scientists can create and study emitters embedded in hexagonal boron nitride (hBN), a layered 2D material, but controlling them on demand has been a major challenge. A team at the University of Technology Sydney (UTS), with the University of Minnesota and Kyung Hee University (lead author Dr. Angus Gale), found a new control mechanism: mechanically twisting the top hBN layer relative to the one beneath it.

By stacking hBN flakes and adjusting the twist angle, the team shifted the emitted light's color and wavelength by roughly 30 nm — about 100 meV — at room temperature, for emitters identified with carbon-trimer color centers. Density-functional-theory calculations confirmed that the twist angle and stacking of the top layer strongly reshape the local environment of the embedded defects. Because emission wavelength must often be matched precisely to a target, this tunable, mechanical "dial" is a meaningful step toward deploying hBN single-photon sources in practical quantum technologies.

量子エミッター（量子光源）——単一光子を放つ微小な光源——は、量子計算・秘匿通信・超高感度センシングの重要な構成要素である。研究者は、層状の2次元材料である六方晶窒化ホウ素（hBN）に埋め込まれたエミッターを作り出して調べることはできたが、それを思いどおりに制御することは大きな課題だった。シドニー工科大学（UTS）とミネソタ大学・慶熙大学校のチーム（筆頭著者Angus Gale博士）は、新しい制御法を見いだした——上側のhBN層を下の層に対して機械的にねじるのである。

hBNの薄片を積み重ね、ねじれ角を調整することで、チームは炭素トリマー（carbon trimer）型の色中心と同定されるエミッターについて、発光の色（波長）を室温で約30 nm（約100 meV）シフトさせた。密度汎関数理論（DFT）計算により、上側層のねじれ角と積み重ね方が、埋め込まれた欠陥の局所環境を大きく作り変えることが確認された。発光波長は用途に応じて精密に合わせ込む必要があることが多いため、この調整可能な“機械的ダイヤル”は、hBN単一光子源を実用的な量子技術へ近づける意味ある一歩となる。

The cosmological constant problem is one of physics' deepest puzzles: naive quantum field theory predicts a vacuum energy roughly 10¹²⁰ times larger than the tiny value astronomers actually measure from cosmic acceleration. Stephon Alexander, Heliudson Bernardo and Aaron Hui at Brown University approached it through the background-independent Wheeler–DeWitt quantization of general relativity, focusing on the Chern–Simons–Kodama (CSK) state — a proposed ground state of quantum gravity that generalizes the Hartle–Hawking and Vilenkin states.

They point out that the CSK state has a striking mathematical resemblance to the topological field theory behind the quantum Hall effect, where electrical conductance is locked to exact quantized values and protected from disorder by the system's topology. Treating gravity's topological θ-sectors by analogy, they find the cosmological constant Λ tied to the θ-parameter, so that Λ becomes quantized and topologically protected against perturbative graviton-loop corrections — much as Hall conductance is robust against impurities. If space-time carries this non-trivial topology, it could explain why Λ stays small and stable rather than ballooning. The authors caution that the idea addresses the gravitational side of the problem and remains an early, hypothetical step.

宇宙定数問題は物理学で最も根深い難問の一つである。素朴な場の量子論は、宇宙の加速膨張から実際に観測される極めて小さな値に対し、約10の120乗倍も大きい真空エネルギーを予言してしまう。ブラウン大学のStephon Alexander、Heliudson Bernardo、Aaron Huiの各氏は、これを一般相対論の背景独立なウィーラー＝ドウィット量子化を通じて検討し、チャーン＝サイモンズ＝コダマ（CSK）状態——ハートル＝ホーキング状態やヴィレンキン状態を一般化した、量子重力の基底状態の候補——に注目した。

彼らは、このCSK状態が、量子ホール効果を支えるトポロジカルな場の理論と数学的に驚くほど似ていることを指摘する。量子ホール効果では、電気伝導度が正確に量子化された値に固定され、系のトポロジーによって乱れ（不純物）から保護される。重力のトポロジカルなθセクターを同様に扱うと、宇宙定数Λがθパラメータと結びつき、Λが量子化されて、摂動的なグラビトンのループ補正に対しトポロジカルに保護される——ちょうどホール伝導度が不純物に強いのと同じように。時空がこの非自明なトポロジーをもつなら、Λがなぜ大きく膨れ上がらず小さく安定に保たれるのかを説明できる可能性がある。著者らは、これは問題の“重力側”に対する取り組みであり、まだ初期段階の仮説的な一歩だと注意を促している。

Spintronics aims to process information using the electron's spin rather than just its charge, promising faster and far more energy-efficient devices. Graphene is an attractive host because it conducts superbly and barely disturbs spins as they travel — but on its own it is non-magnetic, so getting controllable, switchable spin behavior out of it has been a challenge.

Researchers at the National Graphene Institute in Manchester, with the National University of Singapore, show in Nature Communications that placing graphene next to a magnetic material imprints magnetism on it through the proximity effect, without chemically changing the graphene. By combining this with a graphene superlattice and working at very low charge density, they obtained unusually large spin signals that can be tuned electrically — and even reverse sign near the charge-neutrality and superlattice-induced neutrality points, a signature of spin-dependent band splitting. Because the effect is switched by a gate voltage rather than baked in, it points toward reconfigurable, low-power spintronic components.

スピントロニクスは、電子の電荷だけでなくスピンを使って情報を処理しようという分野で、より高速で桁違いに省エネなデバイスを約束する。グラフェンは伝導性に優れ、スピンが移動する際の乱れも小さいため有力な舞台だが、それ自体は磁性を持たないため、制御可能で“切り替えられる”スピン応答を引き出すことが課題だった。

マンチェスター大学国立グラフェン研究所（National Graphene Institute）とシンガポール国立大学の研究チームは、Nature Communicationsで、グラフェンを磁性体のそばに置くと、グラフェンを化学的に変えることなく近接効果（proximity effect）によって磁性が“刷り込まれる”ことを示した。これをグラフェン超格子と組み合わせ、ごく低い電荷密度で動作させることで、電気的に制御できる異常に大きなスピン信号を得た。さらに電荷中性点や超格子由来の中性点の近くでは、スピン信号の符号が反転する——これはスピン依存のバンド分裂のしるしである。効果がゲート電圧で切り替えられ、作り込みではない点が、再構成可能で低消費電力なスピントロニクス素子につながると期待される。

Important caveat: this is a speculative, not-yet-mainstream proposal, not an established result — we include it because it drew wide attention in June 2026. The Quantum Memory Matrix (QMM) framework, developed by Florian Neukart, Eike Marx and Valerii Vinokur (Leiden University / Terra Quantum), starts from the black-hole information paradox: relativity says whatever falls into a black hole is lost, while quantum theory forbids information from ever being destroyed.

QMM's response is to treat spacetime itself as discrete, made of tiny Planck-scale "memory cells," each carrying a finite-dimensional Hilbert space. Every interaction that passes through a cell leaves a reversible quantum imprint, so information is stored locally and can in principle be recovered — the authors frame this as a "geometry–information duality." In a series of papers they extend the idea from electromagnetism to the strong and weak forces and argue that residual imprint energy can resemble dark energy, while accumulated imprints can mimic cold dark matter. The framework is mathematically explicit, and its authors propose tests with cosmological surveys and quantum simulators — but it remains far outside the mainstream and unconfirmed, and mainstream physics already has well-developed (and very different) approaches to these same puzzles.

重要な注意：これは確立した成果ではなく、まだ主流ではない仮説段階の提案である。2026年6月に大きく報じられたため取り上げる。「量子記憶行列（QMM）」は、Florian Neukart、Eike Marx、Valerii Vinokur（ライデン大学／Terra Quantum）が展開する枠組みで、出発点はブラックホール情報パラドックスである——相対論はブラックホールに落ちたものは失われるとし、量子論は情報が消えることを禁じる。

QMMの答えは、時空そのものを離散的ととらえ、微小なプランクスケールの“記憶セル”の集まりとみなすことだ。各セルは有限次元のヒルベルト空間を持ち、通過するすべての相互作用が可逆的な量子的痕跡（imprint）を残す。こうして情報は局所的に保存され、原理的には取り出せる——著者らはこれを「幾何学−情報双対性（geometry–information duality）」と呼ぶ。一連の論文で彼らは、この考えを電磁気力から強い力・弱い力へと拡張し、残留する痕跡エネルギーが暗黒エネルギーのように、蓄積した痕跡が冷たい暗黒物質（CDM）のように振る舞いうると論じる。数式的には具体的で、宇宙論サーベイや量子シミュレータによる検証も提案されているが、依然として主流から大きく外れ未検証であり、これらの謎には主流物理学にも（まったく別系統の）十分に発達した有力なアプローチが既に存在する点に留意したい。

High-precision spectroscopy of simple atoms tests the theory of atomic energy levels and probes nuclear charge radii. Discrepancies between QED theory and measured helium ionization energies have kept the field alert to possible new physics.

K. Steinebach, J. C. J. Koelemeij, H. L. Bethlem and K. S. E. Eikema (Vrije Universiteit Amsterdam / LaserLaB) measured an electronic transition in helium-4 to 48 Hz uncertainty (0.25 parts per trillion) — four times better than the previous best — using a Bose–Einstein condensate in a magic-wavelength optical dipole trap. A Doppler shift from condensate motion was suppressed by time-resolved ion detection, and the frequency was calibrated over a White Rabbit link to a remote active hydrogen-maser clock. Combined with an earlier helium-3 measurement and improved theory, this yields the most precise determination to date of the charge-radius difference between the helion (³He nucleus) and the alpha particle (⁴He nucleus). Published in Physical Review Letters.

単純な原子の高精度分光は、原子エネルギー準位の理論を検証し、原子核の電荷半径を探る強力な手段となる。ヘリウムのイオン化エネルギーをめぐるQED理論と実験値の食い違いは、新しい物理の可能性として注目され続けてきた。

K. Steinebach、J. C. J. Koelemeij、H. L. Bethlem、K. S. E. Eikema（アムステルダム自由大学／LaserLaB）は、マジック波長の光双極子トラップに閉じ込めたヘリウム4のボース・アインシュタイン凝縮体を用い、電子遷移を48 Hz（0.25兆分率）の不確かさで測定した——従来の最良値より4倍精密である。凝縮体の運動によるドップラーシフトを時間分解イオン検出で抑え、遠隔の能動的水素メーザー原子時計とWhite Rabbit回線で周波数を較正した。以前のヘリウム3の測定と改良した理論を合わせることで、ヘリオン（³Heの核）とアルファ粒子（⁴Heの核）の電荷半径差を史上最も精密に決定した。Physical Review Letters掲載。

Most quantum effects are seen only in tiny, well-isolated systems. Can a macroscopic object, made of an enormous number of particles, still reveal quantum behavior? A team at TU Wien with the University of Würzburg and Rice University (F. Mazza, S. Biswas, X. Yan and colleagues, incl. Prof. Silke Bühler-Paschen) answered this for a strange metal — a class of materials, including high-temperature superconductors, whose electrical resistivity rises linearly (not quadratically) with temperature. They synthesized a centimeter-sized crystal of the heavy-fermion compound Ce₃Pd₂₀Si₆ (cerium–palladium–silicon).

Probing it with inelastic neutron scattering at the Institut Laue-Langevin (ILL) in Grenoble under millikelvin temperatures and a tuned magnetic field, they analyzed the response using quantum Fisher information (QFI) — a quantity (developed for this purpose by Peter Zoller and colleagues) that can witness entanglement in large many-body systems. The QFI rises in a scale-free way as temperature falls, implying that groups of at least nine quantum-entangled entities act collectively — direct evidence of multipartite entanglement in a visible solid, and the largest entanglement depth yet reported in a quantum material. The result links macroscopic entanglement to strange-metal transport and the "Kondo destruction" scenario, with potential relevance for quantum metrology.

ほとんどの量子効果は、小さく十分に孤立した系でしか見られない。膨大な数の粒子からなる巨視的（マクロ）な物体でも、量子的な振る舞いを直接示せるだろうか。ウィーン工科大学（TU Wien）とヴュルツブルク大学・ライス大学のチーム（F. Mazza、S. Biswas、X. Yanら、Silke Bühler-Paschen教授を含む）は、これを「奇妙な金属（ストレンジメタル）」——電気抵抗が温度に対して（2乗ではなく）線形に増える、高温超伝導体などを含む物質群——で示した。彼らは重い電子系化合物Ce₃Pd₂₀Si₆（セリウム・パラジウム・シリコン）のセンチメートルサイズ結晶を合成した。

グルノーブルのラウエ・ランジュバン研究所（ILL）でミリケルビンの極低温と調整した磁場の下、非弾性中性子散乱で測定し、その応答を量子フィッシャー情報（QFI）で解析した。QFIは（まさにこの目的のためにペーター・ツォラーらが整備した量で）大きな多体系のもつれを検出（witness）できる。温度を下げるとQFIがスケールフリーに増大し、これは少なくとも9個のもつれた実体が集団的に振る舞うことを意味する——目に見える固体中の多体もつれの直接的証拠であり、量子材料で報告された中で最大のもつれ深度である。本成果は、巨視的なもつれを奇妙な金属の輸送現象や「近藤崩壊（Kondo destruction）」シナリオと結びつけ、量子計測（メトロロジー）への応用も期待される。

An Italian team at INRiM (Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica, Turin) — A. Alocco, A. Celotto, L. Callegaro, E. Enrico and colleagues — has demonstrated on-demand generation of multimode entangled microwave cluster states using a programmable Josephson Traveling-Wave Parametric Amplifier (JTWPA) operated in the three-wave-mixing regime. Cluster states are the key resource for measurement-based, continuous-variable (CV) quantum computing, which can scale beyond the limitations of qubit-based architectures.

By injecting a tailored, non-equidistant comb of pump tones from an arbitrary waveform generator, the team engineers frequency-specific nonlinear couplings between many microwave frequency modes, effectively sculpting an arbitrary cluster-state graph. The target topology is verified by frequency-resolved heterodyne detection of the quadrature nullifiers. Because the entanglement structure is set purely by the pump spectrum, the platform is reconfigurable on the fly, and the JTWPA's wide bandwidth and spatial homogeneity make it inherently scalable — a promising route toward superconducting CV quantum processors. Preprint arXiv:2507.22823.

イタリア国立計量研究所（INRiM、トリノ）のA. Alocco、A. Celotto、L. Callegaro、E. Enricoらのチームが、三波混合（three-wave mixing）モードで動作させたプログラム可能なジョセフソン進行波パラメトリック増幅器（JTWPA）を使い、多モードのもつれたマイクロ波クラスター状態を必要に応じて（on-demand）生成することを実証した。クラスター状態は、測定型（measurement-based）の連続変数（CV）量子計算の中核リソースであり、量子ビット型アーキテクチャの限界を超えてスケールできる可能性を持つ。

任意波形発生器から、等間隔でない（non-equidistant）ポンプ音の“櫛”を注入することで、多数のマイクロ波周波数モード間に周波数特有の非線形結合を作り込み、目的のクラスター状態グラフを彫り出す。実現したもつれ構造は、直交位相成分のヌリファイア（nullifier）を周波数分解ヘテロダイン検出することで検証された。もつれの構造がポンプのスペクトルだけで決まるため、この方式はその場で再構成可能であり、JTWPAの広帯域・空間的一様性によって本質的にスケールしやすい。超伝導回路によるCV量子プロセッサに向けた有望な道筋となる。プレプリント arXiv:2507.22823。

Building on their 2025 result that gold can be superheated to ~19,000 K (≈14× its melting point) while staying crystalline, the same international collaboration (Travis D. Griffin, Dirk O. Gericke, Thomas G. White and colleagues; University of Nevada, Reno; University of Warwick; SLAC; European XFEL; and partners) has now directly measured how energy flows between electrons and ions in this extreme state. Using milli-electronvolt-resolution inelastic X-ray scattering at SLAC's LCLS (Matter in Extreme Conditions endstation), they read the ion temperature straight from the Doppler broadening of the scattered X-rays — a model-independent "ion thermometer."

A laser first dumps energy into the electrons of a nanometre-thin gold foil; the X-ray probe then tracks, in time, how fast that energy is transferred to the heavier ions (electron–ion equilibration). The team finds significantly enhanced electron–ion coupling compared with weakly excited gold, placing new constraints on non-equilibrium energy transport in dense plasmas. This matters for modelling planetary cores, stellar interiors, and inertial-fusion targets, where electron and ion temperatures briefly differ. Follow-up to White et al., Nature 643, 950–954 (2025); the equilibration study appears in Nature Communications (2026).

金を結晶構造のまま約19,000 K（融点の約14倍）まで超加熱できるという2025年の成果に続き、同じ国際共同研究チーム（Travis D. Griffin、Dirk O. Gericke、Thomas G. Whiteら、ネバダ大学リノ校、ウォーリック大学、SLAC、欧州XFELほか）が今回、この極限状態で電子とイオンの間をエネルギーがどう流れるかを直接測定した。SLACのX線自由電子レーザーLCLS（MEC実験ステーション）でミリ電子ボルト分解能の非弾性X線散乱を行い、散乱X線のドップラー広がりからイオン温度を直接読み取る——モデルに依存しない“イオン温度計”である。

まずレーザーがナノメートル厚の金薄膜の電子にエネルギーを叩き込み、続くX線プローブが、そのエネルギーがより重いイオンへ移っていく速さ（電子・イオン平衡）を時間分解で追う。チームは、弱く励起した金に比べて電子・イオン結合が著しく増強されていることを見いだし、高密度プラズマ中の非平衡エネルギー輸送に新たな制約を与えた。これは、電子温度とイオン温度が一時的に食い違う惑星中心核・恒星内部・慣性核融合ターゲットのモデル化にとって重要である。White et al., Nature 643, 950–954 (2025) の後続研究で、平衡過程の論文は Nature Communications（2026年）に掲載。

The Belgian theoretical physicist François Englert died on 18 June 2026 in Uccle, Brussels, at the age of 93, as confirmed by his university (the Université libre de Bruxelles, ULB) and CERN. In 1964, working with his close collaborator Robert Brout, Englert showed that the carriers of fundamental forces — gauge vector bosons — could acquire mass by interacting with a field permeating all of space, via spontaneous symmetry breaking. Peter Higgs reached essentially the same conclusion independently and added that the field must have an associated particle; Gerald Guralnik, Carl Hagen and Tom Kibble published a third paper the same year.

Now called the Brout–Englert–Higgs mechanism, this idea became a cornerstone of the electroweak theory and the Standard Model of particle physics. Its predicted particle, the Higgs boson, was discovered in 2012 by the ATLAS and CMS experiments at CERN's Large Hadron Collider, and the following year Englert shared the 2013 Nobel Prize in Physics with Higgs. (Brout had died in 2011 and so could not share the prize; Higgs died in 2024.) A Holocaust survivor who was hidden as a child during the German occupation of Belgium and later ennobled a baron, Englert remained engaged with theoretical physics — especially the problem of reconciling general relativity with quantum theory — throughout his life. CERN announced his passing "with great sadness."

ベルギーの理論物理学者フランソワ・アングレール（François Englert）氏が、2026年6月18日、ブリュッセルのユクル（Uccle）で93歳で死去した。所属していたブリュッセル自由大学（ULB）とCERNが確認した。1964年、盟友ロベール・ブラウト（Robert Brout）氏とともに、アングレール氏は、力を媒介するゲージベクトルボソンが、空間全体に満ちた場との相互作用——自発的対称性の破れ——を通じて質量を獲得しうることを示した。ピーター・ヒッグス（Peter Higgs）氏も独立にほぼ同じ結論に達し、その場には対応する粒子があるはずだと付け加えた。同年、ジェラルド・グラルニク、カール・ハーゲン、トム・キッブルの3氏も第三の論文を発表している。

現在ブラウト＝アングレール＝ヒッグス機構と呼ばれるこの考えは、電弱統一理論と素粒子物理学の標準模型の礎となった。予言された粒子ヒッグス粒子は2012年、CERNの大型ハドロン衝突型加速器（LHC）のATLAS・CMS両実験で発見され、翌2013年、アングレール氏はヒッグス氏とともにノーベル物理学賞を受賞した（ブラウト氏は2011年に逝去しており受賞できず、ヒッグス氏も2024年に死去）。ナチス占領下のベルギーで幼少期を隠れて過ごしたホロコースト生存者であり、のちに男爵に叙されたアングレール氏は、生涯を通じて理論物理学——とりわけ一般相対論と量子論を統合する問題——に関わり続けた。CERNは「深い悲しみとともに」彼の訃報を伝えた。

The Berry curvature dipole (BCD) endows electrons in noncentrosymmetric metals with nonreciprocal responses — such as the nonlinear Hall effect — even when time-reversal symmetry holds. Traditionally it is viewed as a single-particle property tied to a Fermi surface, so it was expected to vanish once a metal becomes superconducting and its Fermi surface is gapped out.

Reporting in Physical Review Letters, theorists reveal a superconducting Berry curvature dipole that instead arises as a collective many-body phenomenon of the entire superconducting state. Strikingly, it is sensitive to the phase of the superconducting order parameter and encodes the broken centrosymmetry of the pairing — so it can even be proximity-induced in a neighboring centrosymmetric metal. It produces dissipationless nonreciprocal electromagnetic responses, including a supercurrent-induced dynamical Hall conductivity and a giant second-order nonlinearity far exceeding that of ordinary noncentrosymmetric metals. This makes such superconductors a platform for unconventional dissipationless responses and a novel diagnostic of the superconducting gap’s fine structure.

ベリー曲率双極子（BCD）は、非中心対称な金属の電子に、時間反転対称が保たれていても非相互応答（非線形ホール効果など）を与える。従来、これはフェルミ面に紐づく一粒子的な性質と見なされており、金属が超伝導してフェルミ面がギャップすると消失すると考えられていた。

Physical Review Lettersに発表された理論研究は、その代わりに、超伝導状態全体の集団的な多体効果として生じる超伝導ベリー曲率双極子を明らかにした。驚くべきことに、これは超伝導秩序パラメータの位相に敏感で、ペアリングの破れた中心対称性を反映するため、隣接する中心対称な金属に近接効果で誘起させることさえできる。このBCDは、超電流が誘起する動的ホール伝導や、通常の非中心対称金属をはるかに上回る巨大な2次非線形性など、散逸のない非相互電磁応答を生む。非中心対称超伝導体は、非典型的な無散逸応答の舞台となり、超伝導ギャップの微細構造を調べる新しい手段になりうる。

At the Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC), physicists usually study head-on smashups of atomic nuclei. But in ultraperipheral collisions, two gold ions streak past without touching — and the intense cloud of photons surrounding each fast-moving nucleus acts like an X-ray beam that can interact with the gluons binding the other nucleus together. Mapping those gluons is central to understanding where protons and neutrons get most of their mass and spin.

The STAR collaboration tracked the electron–positron "daughters" from J/ψ → e⁺e⁻ produced in these near-misses and, reporting in Physical Review Letters, found a spin-induced "flipped" quantum-interference pattern confirming that it is the decay products that drive the interference. Because the J/ψ is heavier and longer-lived than the light mesons used before, it yields sharper spatial resolution for imaging the gluon distribution inside gold nuclei. The result validates a key technique — and a key assumption — for the Electron-Ion Collider (EIC), the successor machine that will use virtual photons from electrons to image gluons with far greater precision.

相対論的重イオン衝突型加速器（RHIC）では通常、原子核どうしの正面衝突を調べる。しかし超周辺衝突（ultraperipheral collision）では、2つの金イオンが触れ合わずにすれ違う——そのとき、高速で動く各原子核をまとう強烈な光子の雲が、いわばX線ビームのように働き、もう一方の核を結びつけるグルーオンと相互作用できる。グルーオンの分布を描き出すことは、陽子や中性子が質量とスピンの大半をどこから得ているのかを理解するうえで中心的な課題だ。

STAR共同実験は、こうしたすれ違いで生じるJ/ψ→e⁺e⁻から飛び出す電子・陽電子の“娘粒子”を追跡し、Physical Review Lettersで、スピンに由来する“反転した”量子干渉パターンを観測したと報告した。これは、干渉を引き起こしているのが崩壊後の粒子であることを裏づける。J/ψはこれまで用いられてきた軽い中間子より重く寿命も長いため、金原子核内のグルーオン分布をより高い空間分解能で撮像できる。本成果は、電子から生じる仮想光子を使ってグルーオンをはるかに精密に撮像する後継機「電子イオン衝突型加速器（EIC）」の鍵となる手法と前提を検証するものだ。

Quantinuum has reported Helios, a 98-qubit trapped-ion quantum processor built on the quantum charge-coupled device (QCCD) architecture, in Nature. Helios encodes qubits in barium-137 (¹³⁷Ba⁺) hyperfine states — a first — and achieves all-to-all connectivity (any qubit can be entangled with any other) by physically shuttling ions through a junction and a rotatable storage ring, separating storage from logic zones.

Averaged across the machine, the team reports infidelities of 2.5×10⁻⁵ for single-qubit gates, 7.9×10⁻⁴ for two-qubit gates, and ~3–5×10⁻⁴ for state preparation and measurement — none fundamentally limited. System-level benchmarks (mirror and binary randomized benchmarking, random circuit sampling) place Helios well beyond what today's supercomputers can simulate, while supporting the mid-circuit measurement and feedforward needed for quantum error correction. The result shows the QCCD approach can scale qubit count and connectivity together. Nature (2026); preprint arXiv:2511.05465.

Quantinuumが、量子電荷結合素子（QCCD）アーキテクチャに基づく98量子ビットのトラップイオン型量子プロセッサ「Helios」を『Nature』に報告した。Heliosは量子ビットをバリウム137（¹³⁷Ba⁺）の超微細状態にエンコードし（これは初）、イオンをジャンクションと回転可能な蓄積リングを通じて物理的に輸送することで、蓄積ゾーンと演算ゾーンを分離しつつ全結合（任意の量子ビット同士をもつれさせられる）を実現する。

マシン全体の平均で、1量子ビットゲートの非忠実度（infidelity）2.5×10⁻⁵、2量子ビットゲート7.9×10⁻⁴、状態準備・測定（SPAM）約3〜5×10⁻⁴を達成し、いずれも原理的な限界には達していない。システムレベルのベンチマーク（ミラー／二値ランダム化ベンチマーク、ランダム回路サンプリング）では、Heliosの出力は現在のスーパーコンピュータでのシミュレーション能力を大きく超え、同時に量子誤り訂正に必要な回路途中測定とフィードフォワードにも対応する。QCCD方式が量子ビット数と結合性を同時にスケールできることを示した成果である。『Nature』（2026年）、プレプリント arXiv:2511.05465。

Writing in Nature Physics, researchers show that a periodic array of polar vortices — swirling topological textures of electric polarization in a ferroelectric — can act as a diffraction grating for strain. When the structure is driven piezoelectrically (by an applied electric field), the vortex lattice launches and shapes coherent strain waves at the nanometre scale.

This gives a route to generate and steer acoustic/strain waves in materials at length scales far below conventional transducers, using the material's own topological order as the active element. Controlling waves at the nanoscale could feed into phonon engineering, nanoscale acoustics, and information transport in future low-power devices. "Nanoscale strain wave generation by a piezoelectric grating from polar vortices," Nature Physics (2026).

『Nature Physics』に報告された研究によると、強誘電体中で電気分極が渦を巻くトポロジカル構造「極性渦（ポーラー・ボルテックス）」の周期配列が、ひずみに対する回折格子として働く。この構造を圧電的に（電場をかけて）駆動すると、渦の格子がナノメートルスケールのコヒーレントなひずみ波を発生・整形する。

これは、従来のトランスデューサよりはるかに小さなスケールで、物質中の音響波／ひずみ波を、材料自身のトポロジカル秩序を能動素子として使って生成・操作する道を開く。ナノスケールで波を制御できれば、フォノン工学、ナノ音響、将来の低消費電力デバイスにおける情報輸送などにつながる可能性がある。"Nanoscale strain wave generation by a piezoelectric grating from polar vortices," Nature Physics（2026年）。

Beyond superconductors and quantum-Hall systems, theory has long predicted a third route to dissipationless, ordered electron motion: chiral loop-current order, in which electrons spontaneously circulate in microscopic loops on the crystal lattice. Its mathematical fingerprint is an imaginary charge density wave (iCDW) — a charge order in which what becomes ordered is the flow of electrons rather than their density. Whether it truly exists in the kagome metals AV₃Sb₅ (A = K, Rb, Cs) has been hotly contested, partly because the currents and magnetic fields involved are extremely small.

A team including researchers at the University of Tokyo and Kyoto University used nuclear quadrupole resonance (NQR) and nuclear magnetic resonance (NMR) — the most direct microscopic probes of internal magnetic fields — on CsV₃Sb₅. At the out-of-plane ¹²¹Sb site, which is sensitive to in-plane currents, they observed anomalous spectral broadening setting in around T* ≈ 120 K, coinciding with a nematic transition well above the conventional charge-density-wave transition. This is interpreted as microscopic evidence for a pure iCDW (loop-current) phase and spontaneous time-reversal symmetry breaking — a new form of magnetism generated not by spin but by orbital currents. Published in Nature Physics.

超伝導体や量子ホール系に加え、理論は長らく“散逸のない秩序だった電子の運動”の第3の道として、電子が結晶格子上を自発的に微小なループを描いて周回するカイラル・ループ電流秩序を予言してきた。その数学的な指紋が虚数電荷密度波（iCDW）であり、電子の「密度」ではなく「流れ」が秩序化するという点で通常の電荷密度波と異なる。カゴメ金属AV₃Sb₅（A = K, Rb, Cs）でこれが本当に存在するかは、関与する電流と磁場が極めて微小なこともあり、激しく論争されてきた。

東京大学と京都大学などの研究チームは、内部磁場を最も直接探る微視プローブである核四極共鳴（NQR）と核磁気共鳴（NMR）をCsV₃Sb₅に適用した。面内電流に敏感な面外の¹²¹Sbサイトで、T*≈120 K付近から始まる異常なスペクトルの広がりを観測した。これは通常の電荷密度波（CDW）転移よりもずっと高温側のネマティック転移と一致する。これを純粋なiCDW（ループ電流）相の微視的証拠と自発的な時間反転対称の破れと解釈している——スピンではなく軌道電流が生み出す新しい形の磁性である。Nature Physics掲載。

High-energy neutrinos are nearly massless, electrically neutral “ghost particles” that hardly interact with matter, so pinning down where they come from is extremely hard. In 2021 the IceCube Neutrino Observatory in Antarctica recorded a high-energy event, IC 210922A, but its source remained unidentified — most secure neutrino counterparts so far have been linked to supermassive black holes (blazars), not ordinary galaxies.

A team led by Yuji Urata identified, inside the event's sky region, a dusty submillimetre galaxy nicknamed the Shadow Blaster (JCMT0402−0424). Follow-up imaging with the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) showed it sits behind a gravitational lens that splits it into four magnified images, letting astronomers resolve a compact, gas-rich core of intense star formation at redshift z = 2.988 (about 11 billion years ago, at “cosmic noon”). With no bright γ-ray or X-ray counterpart and a low chance-coincidence probability, the galaxy is the most plausible candidate source — the strongest observational hint yet that dusty star-forming galaxies act as cosmic particle accelerators producing high-energy neutrinos. The study appears in Nature Astronomy.

高エネルギーニュートリノは、ほぼ質量ゼロで電気的に中性、物質とほとんど相互作用しない“幽霊粒子”であり、その発生源を突き止めるのは極めて難しい。2021年、南極のIceCubeニュートリノ観測所は高エネルギー事象IC 210922Aを記録したが、その源は特定されていなかった。これまで確実とされたニュートリノ対応天体の多くは、ふつうの銀河ではなく超大質量ブラックホール（ブレーザー）に結びつけられてきた。

浦田裕次（Yuji Urata）らのチームは、この事象の天球領域内に、塵に富むサブミリ波銀河「シャドウ・ブラスター」（JCMT0402−0424）を同定した。アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計（ALMA）による追観測で、この銀河が重力レンズの背後にあり4つの拡大像に分裂していることが分かり、赤方偏移z = 2.988（およそ110億年前、「宇宙の正午」に相当）における、激しい星形成を行うコンパクトでガスに富むコアを分解できた。明るいガンマ線・X線の対応天体がなく、偶然の一致である確率も低いことから、この銀河が最も有力な源の候補であり、塵に覆われた星形成銀河が高エネルギーニュートリノを生む宇宙の粒子加速器として働くことを示す、これまでで最も強い観測的示唆となった。成果はNature Astronomyに掲載された。

Europe’s first and only transition-edge-sensor (TES) spectrometer at a synchrotron light source has gone into operation at BESSY II in Berlin. Developed by Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) together with the MPI for Chemical Energy Conversion (Mülheim an der Ruhr) and NIST (Boulder, USA), the instrument detects the photons emitted by a sample with an efficiency 100 to 1,000 times higher than conventional wavelength-dispersive X-ray emission spectrometers — opening photon-hungry techniques such as X-ray emission spectroscopy (XES) and resonant inelastic X-ray scattering (RIXS) to atomically thin layers, nanostructures and highly diluted samples. Measurements that used to take hours can now be completed in minutes.

The detector array holds 248 superconducting sensors cooled to 25 millikelvin by a He-3/He-4 dilution refrigerator similar to those used for quantum computers. An incoming photon briefly destroys the superconductivity of a sensor, and the resulting resistance jump is read out via an array of SQUIDs. Installed at the UE52-SGM beamline with full polarisation control and a sample chamber spanning 10 K to room temperature, the spectrometer complements band-structure methods such as ARPES; upgrades toward measurements in magnetic fields (XMCD, RIXS-MCD) are planned. Only five TES spectrometers existed at X-ray sources worldwide before — four in the U.S. and one in Japan. Published (open access) in Review of Scientific Instruments.

放射光施設に設置されたものとしては欧州初かつ唯一の超伝導転移端センサー（TES）型分光器が、ベルリンのBESSY IIで稼働を開始した。ヘルムホルツ・ツェントルム・ベルリン（HZB）がマックス・プランク化学エネルギー変換研究所（ミュールハイム・アン・デア・ルール）および米NIST（ボルダー）と共同開発したこの装置は、試料から放出される光子を従来の波長分散型X線発光分光器の100～1000倍の効率で検出する。これにより、大量の光子を必要とするX線発光分光（XES）や共鳴非弾性X線散乱（RIXS）を、原子1層の薄膜・ナノ構造・極めて希薄な試料にまで適用できるようになった。従来数時間かかった測定が数分で完了する場合もある。

検出器アレイには248個の超伝導センサーが並び、量子コンピュータで使われるものと同種のHe-3/He-4希釈冷凍機で25ミリケルビンまで冷却される。光子が1個当たると、そのセンサーの超伝導が瞬間的に壊れて抵抗が跳ね上がり、これをSQUID（超伝導量子干渉素子）アレイの回路で読み出す仕組みだ。装置は偏光を完全制御できるUE52-SGMビームラインに設置され、10ケルビンから室温まで温度制御可能な試料チャンバーを備える。バンド構造を測るARPESなどを補完する手法であり、今後は磁場中測定（XMCD、RIXS-MCD）への拡張も計画されている。X線光源に設置されたTES分光器は世界でこれまで5台（米国4台・日本1台）のみで、BESSY IIの装置は欧州初となる。成果はReview of Scientific Instrumentsにオープンアクセスで掲載。

An international team (TU Wien, lead author L. Toscani De Col; Germany's PTB; Austria's BEV; Leibniz University Hannover; and the Czech Academy of Sciences) reports a working thorium-229 optical nuclear clock with a feedback loop. Unlike conventional atomic clocks, which use electron-shell transitions, this clock stabilizes a continuous-wave laser to the ultra-narrow 148 nm transition inside the ²²⁹Th nucleus, with the thorium embedded in a millimetre-sized calcium-fluoride crystal at room temperature.

A subharmonic of the 148 nm light is continuously compared against a single-ion ytterbium (Yb⁺) clock; the nuclear clock shows shot-noise-limited stability scaling as 3×10⁻¹² (τ/s)⁻¹ᐟ², approaching 10⁻¹⁵ over a day. Because the nucleus couples strongly to the strong and weak forces, the clock is exquisitely sensitive to drifts in fundamental constants. The team already uses it to constrain ultralight dark matter by searching for periodic shifts and slow drifts in the nuclear transition energy — competitive with the best atomic clocks for photon coupling and going beyond previous limits for coupling to the strong force and quarks. Preprint arXiv:2606.04997.

国際チーム（ウィーン工科大学〔筆頭著者 L. Toscani De Col〕、ドイツのPTB、オーストリアのBEV、ハノーファー・ライプニッツ大学、チェコ科学アカデミー）が、フィードバックループを備えた動作するトリウム229光原子核時計を報告した。電子殻の遷移を使う従来の原子時計とは異なり、この時計は²²⁹Th原子核内部の極めて狭い148 nm遷移に連続波レーザーを安定化する。トリウムは室温のミリメートルサイズのフッ化カルシウム結晶に埋め込まれている。

148 nm光の分周（サブハーモニック）を単一イオンのイッテルビウム（Yb⁺）時計と連続比較したところ、原子核時計はショットノイズ限界の安定度 3×10⁻¹²（τ/s）⁻¹ᐟ² を示し、1日で10⁻¹⁵に迫った。原子核は強い力・弱い力と強く結合するため、この時計は基本定数のわずかなドリフトに極めて敏感である。チームはすでにこれを使い、超軽量（ultralight）ダークマターに制約を与えた——原子核遷移エネルギーの周期的なゆらぎや緩やかなドリフトを探索し、光子との結合では最良の原子時計に匹敵、強い力やクォークとの結合ではこれまでの限界を上回る。プレプリント arXiv:2606.04997。

First seen in 2003, the Dₛ(2317) meson (one charm quark, one strange antiquark) has puzzled physicists because its measured mass (2.317 GeV/c²) sits far below quark-model predictions (above 2.4 GeV/c²). To explain this, theorists proposed competing pictures of its internal structure — a simple quark–antiquark state, a four-quark "tetraquark," or a loosely bound molecule — each predicting a different value for the ratio of its photon-emitting (radiative) decay to its pion-emitting decay.

Using data from Japan's KEKB and SuperKEKB electron–positron colliders, the Belle and Belle II Collaboration has now observed the particle's previously unseen gamma-emitting decay at a significance above 10 standard deviations, measuring the photon-to-pion ratio at about 7% — smaller than most quark–antiquark models predict but larger than most molecular models. Pinning down this number sharpens the case for the meson's true makeup and probes the strong force that binds matter. Accepted in Phys. Rev. Lett. (2026; DOI: 10.1103/vcld-225s); preprint arXiv:2510.27174; highlighted in APS Physics. The measured ratio is [7.14 ± 0.70(stat.) ± 0.26(syst.)]%.

2003年に初めて観測されたDₛ(2317)中間子（チャームクォーク1個とストレンジ反クォーク1個）は、測定された質量（2.317 GeV/c²）がクォーク模型の予言（2.4 GeV/c²超）よりはるかに低いため、長く物理学者を悩ませてきた。これを説明するため、その内部構造について競合する描像——単純なクォーク・反クォーク状態、4クォークの「テトラクォーク」、緩く結合した「分子状態」——が提案され、それぞれが光子放出（輻射）崩壊とパイ中間子放出崩壊の比に異なる値を予言していた。

日本のKEKBおよびSuperKEKB電子・陽電子衝突型加速器のデータを用い、Belle・Belle II共同実験が今回、これまで見えていなかったこの粒子のガンマ線放出崩壊を10標準偏差を超える有意度で観測し、光子／パイ中間子の比を約7%と測定した——これは多くのクォーク・反クォーク模型の予言より小さく、多くの分子模型の予言より大きい。この値を確定することで、中間子の正体に関する議論が鋭くなり、物質を束ねる強い力を探ることになる。Phys. Rev. Lett.（2026年・受理、DOI: 10.1103/vcld-225s）、プレプリント arXiv:2510.27174、APS Physicsで紹介。崩壊比は約7%（厳密には [7.14 ± 0.70(stat.) ± 0.26(syst.)]%）。

Many extensions of the Standard Model predict feebly interacting particles (FIPs) — hypothetical particles that interact extremely rarely with ordinary matter, some of which could be dark-matter candidates or messengers to a hidden "dark sector." Because the decays of B mesons (heavy particles containing a bottom quark) are sensitive to such new states, Dr. Daniel Marcantonio (University of Melbourne) and the Belle & Belle II collaborations searched 711 fb⁻¹ of electron–positron collision data from the Belle experiment at KEK in Japan for an invisible particle X_inv produced together with a known hadron.

The analysis covered decays B⁰ → D̄⁰ X_inv and B^± → h X_inv with h = π, K, D_s, p across five channels (three never searched before). No significant signal was observed, so the team set 90% confidence-level upper limits on the branching fractions, ranging from about 10⁻⁴ to 10⁻⁶ — the most stringent constraints to date for all of these channels, excluding previously unexplored parameter space for axion-like particles and dark scalars. The proton channel (B → p X_inv) also constrains "B-mesogenesis," a scenario in which early-universe B-meson decays could explain both dark matter and the matter–antimatter asymmetry.

標準模型の多くの拡張理論は、弱結合粒子（FIP：feebly interacting particles）——通常の物質とごくまれにしか相互作用しない仮説上の粒子——の存在を予言する。その一部は暗黒物質の候補や、隠れた「暗黒セクター」への“使者”になりうる。B中間子（ボトムクォークを含む重い粒子）の崩壊はこうした新粒子に敏感なため、Daniel Marcantonio博士（メルボルン大学）とBelle/Belle II共同研究は、日本のKEKのBelle実験による電子・陽電子衝突データ711 fb⁻¹を用いて、既知のハドロンとともに生成される目に見えない粒子 X_inv を探索した。

解析対象は、B⁰ → D̄⁰ X_inv と B^± → h X_inv（h = π, K, D_s, p）の5つの崩壊チャンネル（うち3つは過去に探索例なし）。有意な信号は観測されず、チームは分岐比に対し90%信頼度の上限を、おおむね10⁻⁴〜10⁻⁶の範囲で設定した。これらのチャンネルすべてについてこれまでで最も強い制限であり、アクシオン的粒子やダークスカラーの未探索パラメータ領域を排除した。陽子を含むチャンネル（B → p X_inv）はさらに「B-メソジェネシス」——初期宇宙のB中間子崩壊が暗黒物質と物質・反物質非対称性の双方を説明しうるとするシナリオ——にも制約を与える。

Galaxy-formation models have a long-standing problem: the most massive galaxies contain fewer stars than predicted. A leading fix is feedback from the central supermassive black hole — powerful winds launched from its accretion disk that blow gas out of the galaxy and starve star formation. But how and when those winds switch on has been hard to pin down, because they are highly variable and earlier X-ray instruments could not cleanly resolve their fine structure.

Using the JAXA-led X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission (XRISM) (with NASA and ESA), whose energy resolution is roughly ten times that of its predecessor, University of Michigan doctoral student Xin “Cindy” Xiang and Professor Jon Miller studied the bright, nearby Seyfert galaxy NGC 4151 (a little over 50 million light-years away). Earlier work by the pair had shown the disk winds reach galaxy-clearing speeds and are launched by magnetocentrifugal driving (akin to what triggers solar flares). In the new analysis presented at the meeting, Xiang examined hundreds of days of observations, looking for X-ray flares and how the signal evolved in the following hours. She combined the X-ray brightness with its hardness/softness into a metric she called the color intensity index — shortened by Miller to “cindicity” — to flag when fast outflows are active. For NGC 4151 the fastest winds were strongest when the X-rays were hard but faint, and appeared not during a flare but typically about 10,000 seconds (just under three hours) afterward — the first direct timing link to the outflows, and a potential tool for spotting AGN “quenching” elsewhere. Presented at the 248th meeting of the American Astronomical Society in Pasadena.

銀河形成の理論には長年の難問がある——最も重い銀河は、理論の予想より星の数が少ないのだ。有力な説明が、中心の超大質量ブラックホールによるフィードバックである。降着円盤から吹き出す強力な風が銀河のガスを吹き飛ばし、星形成の材料を奪うという考えだ。だが、その風がどのように、いつ発動するのかは、風の変動が激しく、従来のX線装置では細かな構造を分解できなかったため、突き止めるのが難しかった。

JAXA主導（NASA・ESA参加）の日欧米のX線分光衛星XRISM（X線撮像分光ミッション）——旧型の約10倍のエネルギー分解能をもつ——を用い、ミシガン大学のシン・"シンディ"・シャン（Xin "Cindy" Xiang）大学院生とジョン・ミラー教授は、明るく近傍のセイファート銀河NGC 4151（約5000万光年強）を研究した。2人はこれまでに、この降着円盤の風が銀河のガスを吹き飛ばせる速度に達すること、そしてそれが（太陽フレアの引き金と似た）磁気遠心力によって駆動されることを示していた。今回の会合発表では、シャン氏が数百日分の観測を解析し、X線フレアと、その後数時間の信号の変化を調べた。X線の明るさと、その硬さ／軟らかさを組み合わせた指標を作り、これを「カラー強度指数（color intensity index）」——ミラー氏が本人の名にちなみ「cindicity」と短縮——と名づけ、速いアウトフローが活動中かどうかを判定できるようにした。NGC 4151では、最も速い風はX線が硬いが暗いときに最も強く、フレアの最中ではなく、典型的にはその約1万秒（3時間弱）後に現れた——アウトフローの発動タイミングを直接結びつけた初の成果であり、他の活動銀河核（AGN）で“星形成停止（クエンチング）”を見分けるツールにもなりうる。米天文学会（AAS）第248回会合（パサデナ）で発表。

The strong coupling constant, αₛ, sets the strength of the interaction between quarks and gluons — the force that binds protons, neutrons and ultimately all nuclear matter. Of the Standard Model's fundamental parameters it has long been the least precisely known, and its uncertainty feeds directly into predictions for Higgs-boson production, the top-quark mass and hadronic decay widths. Prof. Stefan Sint of Trinity College Dublin, with collaborators in Germany, Spain and Italy (the ALPHA Collaboration), has now published the most precise determination of αₛ to date.

Using non-perturbative lattice quantum chromodynamics (QCD) — tracing the running coupling across energy scales with a gradient-flow/step-scaling strategy — the new result halves the error of all previous experimental measurements combined, setting a new benchmark for the Standard Model. Sharper knowledge of αₛ improves our understanding of how quarks and gluons behave inside protons, enables higher-precision measurements of the Higgs boson, and, by tightening theoretical predictions, increases the chance of spotting subtle signs of physics beyond the Standard Model at CERN's LHC.

強結合定数 αₛは、クォークとグルーオンの間に働く相互作用——陽子・中性子、ひいてはあらゆる核物質を結びつける力——の強さを決める量である。標準模型の基本パラメータの中で長らく最も精度が低いものとされ、その不確かさはヒッグス粒子の生成率、トップクォーク質量、ハドロンの崩壊幅などの予測に直接効いてくる。トリニティ・カレッジ・ダブリンのStefan Sint教授は、ドイツ・スペイン・イタリアの共同研究者（ALPHA共同研究）とともに、これまでで最も精密な αₛ の決定を発表した。

非摂動的な格子量子色力学（格子QCD）——勾配流（gradient flow）／ステップスケーリング法でエネルギースケールにわたる「走る結合定数」を追う手法——を用いた今回の結果は、これまでの全実験測定を合わせた誤差を半減させ、標準模型の新たなベンチマークを打ち立てた。αₛ の精度向上は、陽子内部でクォークとグルーオンがどう振る舞うかの理解を深め、ヒッグス粒子のより精密な測定を可能にし、理論予測を引き締めることで、CERNのLHCにおける標準模型を超える物理の微かな兆候を捉える可能性を高める。

Daniel Jampolski and Prof. Luciano Rezzolla at Goethe University Frankfurt have presented what they describe as the first dynamical solution to Einstein's field equations of general relativity in which a collapsing star ends not as a black hole but as a gravastar (gravitational vacuum condensate star) — a hypothetical ultra-compact object, almost as dense as a black hole, but with no central singularity and no event horizon. Building on the textbook Oppenheimer–Snyder collapse model, their solution shows a tiny expanding de Sitter region — a "mini-universe" filled with dark-energy-like vacuum energy — nucleating at the center of the infalling matter and pushing back against gravity, halting the collapse and settling the system into a stable gravastar.

The result answers a roughly 25-year-old open question: gravastars had been proposed as singularity-free black-hole mimics, but no one could explain how one would actually form from ordinary matter. The authors are careful to note this is not skepticism toward black holes, which remain "the most natural and simplest" outcome of gravitational collapse; rather, it is an exploration of exotic alternatives. Because the behaviour of matter at such extreme densities is poorly understood, the scenario leaves room for new physics. This is a theoretical proposal, not an observation. Published in Physical Review D 113(12) (2026), DOI: 10.1103/c6lw-nx7k.

ゲーテ大学フランクフルトのDaniel Jampolski氏とLuciano Rezzolla教授が、崩壊する星がブラックホールではなくグラバスター（重力真空凝縮星）——ブラックホールに匹敵するほど高密度でありながら中心特異点も事象の地平面も持たない仮説上の超高密度天体——になる過程を記述する、初の動的な一般相対論解を発表した。教科書的なオッペンハイマー＝スナイダーの崩壊モデルを基礎に、落ち込む物質の中心にド・ジッター領域（ダークエネルギー的な真空エネルギーで満たされた「小さな宇宙」）が無から生まれて膨張し、重力に押し返すことで崩壊を食い止め、安定なグラバスターに落ち着くことを示した。

この成果は約25年来の難問に答えるものだ。グラバスターは特異点を持たないブラックホールの“代役”として提案されてきたが、ありふれた物質からどう形成され得るのかを誰も説明できていなかった。著者らは、これがブラックホールへの懐疑ではないことを強調する——ブラックホールは依然として重力崩壊の「最も自然で単純な」帰結であり、本研究はあくまで風変わりな代替案の探究だという。極限密度の物質の振る舞いは未解明で、新しい物理が入り込む余地が残る。これは観測ではなく理論的提案である。『Physical Review D』第113巻12号（2026年）掲載、DOI: 10.1103/c6lw-nx7k。

In late 2025, a high-profile study argued that the evidence for dark energy was weakening — that the apparent accelerating expansion of the Universe might be an artifact of how Type Ia supernovae (the "standard candles" used to measure cosmic distances) are calibrated, claiming their peak brightness drifts as the Universe ages. A new investigation led by Dr. Phil Wiseman (University of Southampton), with co-authors including Nobel laureates Adam Riess and Brian Schmidt, reexamined the same data and found the 2025 analysis was flawed.

Specifically, the earlier work incorrectly equated the age of a host galaxy with the age of the white-dwarf progenitor star, and did not properly apply the standard host-galaxy-mass correction routinely used in modern cosmology. Once host environments and stellar populations are accounted for, the evidence for cosmic acceleration remains "remarkably consistent," and the standard ΛCDM picture — and the original Nobel-winning 1998 discovery — stands. The question of what dark energy is remains open; the question of whether it exists is, for now, settled in its favour. Published in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2026).

2025年末、ある注目を集めた研究が「ダークエネルギーの証拠は弱まっている」と主張した。宇宙の加速膨張は見かけのもので、宇宙の距離を測る“標準光源”であるIa型超新星の較正の仕方が生んだ錯覚かもしれない——超新星のピーク光度が宇宙の年齢とともにずれていく、という主張だった。これに対しサウサンプトン大学のPhil Wiseman博士が率い、ノーベル賞受賞者のアダム・リース氏・ブライアン・シュミット氏も加わったチームが同じデータを再解析し、2025年の解析には誤りがあったと結論づけた。

具体的には、先行研究は母銀河の年齢を、爆発した白色矮星（progenitor）の年齢と取り違えており、さらに現代宇宙論で標準的に行う母銀河の質量補正を適切に適用していなかった。母銀河の環境や星種族を正しく考慮すると、加速膨張の証拠は「驚くほど一貫して」残り、標準的なΛCDM宇宙論——そして1998年のノーベル賞級の発見——は揺らがない。ダークエネルギーが「何か」は未解明のままだが、「存在するか」については、今のところ存在を支持する形で決着した。『王立天文学会月報（MNRAS）』（2026年）掲載。

Magnons (quantized spin waves) can carry information in magnetic materials without moving electric charge, making them attractive for ultra-low-power “magnonic” devices. In some magnets the magnon bands are topological, giving robust edge channels analogous to those of a topological insulator. But a long-standing worry was whether such topological magnons survive at practical temperatures: as a material warms, magnons become numerous and collide and interfere with one another in a complicated many-body way, and simple theories could not say how much this thermal noise would degrade the topological protection.

Then-graduate student Rintaro Eto and Professor Masahito Mochizuki of Waseda University, with collaborators at the University of Münster and the Technical University of Munich, built a new theoretical framework that accurately treats these mutual magnon–magnon collisions and interference. Applying it to the van der Waals honeycomb ferromagnets chromium tribromide (CrBr₃) and chromium triiodide (CrI₃), they showed quantitatively that the topological magnons in these materials are far more robust against heat than previously expected, remaining stable up to relatively high temperatures. The result offers a design guideline for hunting new quantum materials for future energy-efficient information technology. Published in the American Physical Society flagship journal Physical Review X (online 10 June 2026, local time).

マグノン（量子化されたスピン波）は、電荷を動かさずに磁性体の中で情報を運べるため、超低消費電力の「マグノニクス」デバイスの担い手として期待されている。磁性体の中にはマグノンのバンドがトポロジカルになるものがあり、トポロジカル絶縁体と同様の頑健な端の伝導チャネルが生じる。だが、こうしたトポロジカルマグノンが実用的な温度で生き残れるのかは長年の懸念だった。温度が上がるとマグノンの数が増え、互いに衝突・干渉する複雑な多体効果が働くが、単純な理論ではこの熱ゆらぎがトポロジカルな保護をどれだけ損なうか答えられなかった。

早稲田大学の衛藤倫太郎大学院生（研究当時）と望月維人教授は、ドイツのミュンスター大学・ミュンヘン工科大学との国際共同研究により、こうしたマグノン同士の衝突・干渉を高精度で扱える新しい理論を構築した。これをファンデルワールス強磁性体である臭化クロム（CrBr₃）とヨウ化クロム（CrI₃）に適用し、これらのトポロジカルマグノンが従来予想より熱に対してはるかに頑健で、比較的高温でも安定に存在できることを定量的に示した。将来の省エネルギー情報技術に向けた新しい量子材料探索の指針になると期待される。アメリカ物理学会（APS）のフラッグシップ誌Physical Review Xに、2026年6月10日（現地時刻）にオンライン掲載された。

A team led by David C. Moore at Yale University (Wright Laboratory) has pushed levitated optomechanics into a regime where the motion of an optically trapped silica nanosphere is measured so precisely that the dominant noise is quantum measurement backaction — the fundamental limit set by the very photons used to watch the particle (the standard quantum limit). The trapped object is a nanogram-scale mass, roughly six orders of magnitude heavier than the atoms or ions used in earlier quantum-limited measurements.

Operating there, the team detected impulsive momentum "kicks" on the nanosphere and exploited the sensor's directional sensitivity to search for recoils that could be produced by passing dark-matter particles scattering off the sphere's nucleons. The search set new limits on dark matter that couples to neutrons across a broad mass range and — for certain dark-matter models — can rival or exceed large underground detectors in just days of running. Beyond dark matter, the technique points toward ultra-sensitive force and inertial sensors and future searches for light dark matter and neutrino mass. Published in PRX Quantum 6, 040367 (2025), DOI: 10.1103/j76m-gcp1 (arXiv:2508.00815).

イェール大学のDavid C. Moore氏（Wright研究所）率いるチームが、浮遊オプトメカニクスを、光トラップ中のシリカ製ナノ球の運動を極めて精密に測定し、支配的なノイズが量子測定の反作用（バックアクション）——粒子を“見る”ために使う光子そのものが課す基本限界（標準量子限界）——となる領域にまで押し進めた。トラップした物体はナノグラム級の質量で、これまでの量子限界測定で使われてきた原子やイオンより約100万倍（6桁）重い。

この領域で、チームはナノ球に働く瞬間的な運動量の“キック”を検出し、センサーの方向感度を活かして、通り過ぎる暗黒物質（ダークマター）粒子が核子に散乱して生じうる反跳を探索した。中性子と結合するタイプの暗黒物質に対して広い質量範囲で新たな制限を与え、ある種のモデルでは数日の運転で巨大地下検出器に匹敵・凌駕しうるという。暗黒物質にとどまらず、超高感度の力センサー・慣性センサーや、軽い暗黒物質・ニュートリノ質量の将来探索への道を開く。『PRX Quantum』6, 040367（2025年）掲載、DOI: 10.1103/j76m-gcp1（arXiv:2508.00815）。

Newton’s third law — every action has an equal and opposite reaction — underlies the way physicists define energy and run simulations. But in a vast class of active and driven systems, from sedimenting particles to bird flocks, interactions are non-reciprocal: a bird at the front of a flock influences those behind it far more than the reverse. Such one-sided couplings do not derive from a potential, so a conventional energy function — and the powerful tools built on it — cannot be defined.

Yu-Bo Shi, Roderich Moessner, Ricard Alert and Marin Bukov (Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems, Dresden, with Nankai University) overcome this by constructing a Hamiltonian with auxiliary degrees of freedom — a fictitious “mirror partner” for each component — that, under a constraint, reproduces the original non-reciprocal dynamics. Monte Carlo simulations based on this constrained Hamiltonian recover both the steady and non-stationary states of the original (Langevin) dynamics, demonstrated for dissipative XY spins with vision-cone interactions. The symplectic structure even allows established Hamiltonian-engineering ideas — e.g. tuning a periodic (Floquet) drive to switch the effective lattice geometry. The work hands active-matter and non-equilibrium physics a long-missing analytical and numerical toolbox. Published in Nature Physics.

「作用には大きさが等しく逆向きの反作用がある」というニュートンの第3法則は、物理学者がエネルギーを定義しシミュレーションを行う際の土台である。しかし、沈降する粒子から鳥の群れまで、幅広いアクティブ・驅動系では、相互作用が非相互的（non-reciprocal）である——群れの前の鳥は後ろの鳥に強く影響するが、その逆はほとんどない。こうした片側のカップリングはポテンシャルから導かれず、従来のエネルギー関数と、それに依拠する強力な道具が使えない。

Yu-Bo Shi、Roderich Moessner、Ricard Alert、Marin Bukov（マックス・プランク複雑系物理学研究所、ドレスデン／南開大学）は、各要素に架空の“阗のパートナー”を与える補助自由度付きのハミルトニアンを構成し、拘束を課すともとの非相互的なダイナミクスを再現できることを示した。この拘束付きハミルトニアンに基づくモンテカルロシミュレーションは、もとの（ランジュバン）ダイナミクスの定常状態と非定常状態の両方を再現し、視野錐（vision-cone）相互作用をもつ散逸的XYスピン系で実証された。シンプレクティック構造により、周期（フロケ）駆動の振幅を変えて有効的な格子幾何を切り替えるなど、確立されたハミルトニアン工学の手法も適用できる。アクティブマターや非平衡物理に長らく欠けていた解析・数値的道具箱を与える成果である。Nature Physics掲載。

Altermagnets are a recently recognized third class of magnet — their atomic spins cancel out (like an antiferromagnet, giving no net magnetization or stray field) yet their electronic bands are spin-split (like a ferromagnet). They are predicted to host chiral magnons: handed spin waves that carry spin angular momentum without the Joule heating that limits conventional electronics, making them attractive for energy-efficient “magnonic” devices.

A team reporting in Physical Review Letters directly observed chiral magnons in the altermagnetic prototype MnTe using polarized inelastic neutron scattering, providing the first unambiguous evidence of the chirality of the split magnon bands. Crucially, they showed the magnon chirality can be reversibly switched by an applied magnetic field. Because altermagnets carry no stray field and their chiral magnons can reach terahertz frequencies, the result establishes a robust, stray-field-free foundation for functional altermagnetic magnonics and ultrafast spintronics.

オルター磁性体（altermagnet）は近年認識された第3の磁性クラスで、原子スピンは打ち消し合う（反強磁性体のように正味の磁化も漏れ磁場もない）にもかかわらず、電子バンドはスピン分裂している（強磁性体のよう）。それらは、ジュール熱なしにスピン角運動量を運ぶ“手性”をもったスピン波であるカイラルマグノンをもつと予言され、省エネルギーな「マグノニクス」素子として期待される。

Physical Review Lettersに発表された研究チームは、偏光非弾性中性子散乱を用いて、オルター磁性体の代表物質MnTeでカイラルマグノンを直接観測し、分裂したマグノンバンドのカイラリティの明確な証拠を初めて得た。そして重要なことに、磁場によってマグノンのカイラリティを可逆的にスイッチできることを示した。オルター磁性体は漏れ磁場をもたず、そのカイラルマグノンはテラヘルツ帯に達しうるため、本成果は機能的なオルター磁性マグノニクスと超高速スピントロニクスの堅牢な基盤を築く。

Galaxies grow by turning gas into stars, and the direct fuel is cold molecular gas. In the very early Universe this fuel has been almost impossible to detect: the usual tracer is carbon monoxide (CO), but at high redshift the cosmic microwave background (CMB) is warmer and brighter, washing out the faint low-energy CO lines against an increasingly bright sky.

A team led by Karin Cescon (Leiden University), with advisor Jacqueline Hodge and collaborators, used deep NSF VLA (Very Large Array) Q-band and ALMA Band 3 observations to directly detect CO(3–2) and CO(7–6) emission in REBELS-25, a massive star-forming galaxy at redshift z = 7.31 — seen as it was only about 700 million years after the Big Bang, in the Epoch of Reionization. After correcting for the CMB, the CO(3–2) line — the highest-redshift detection of a low-J CO transition to date — implies a very large molecular gas mass of order 10¹¹ solar masses. The result confirms that big, gas-rich galaxies had already assembled enormous star-forming reservoirs within the first billion years of cosmic history, and it previews the kind of survey the future ngVLA will carry out. Published in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

銀河はガスを星に変えて成長し、その直接の材料が冷たい分子ガスだ。ところが宇宙のごく初期では、この燃料の検出はほとんど不可能だった。通常の目印は一酸化炭素（CO）だが、遠方（高赤方偏移）では宇宙マイクロ波背景放射（CMB）が今より暖かく明るいため、低エネルギーの淡いCO輝線が、どんどん明るくなる背景の中でかき消されてしまう。

カリン・チェスコン（ライデン大学）を筆頭に、指導教員のジャクリーン・ホッジらのチームは、深いNSF VLA（超大型干渉電波望遠鏡群）のQバンドとALMAのバンド3の観測を用い、赤方偏移z=7.31の大質量星形成銀河REBELS-25で、CO(3−2)とCO(7−6)の輝線を直接検出した——これはビッグバンからわずか約7億年後、宇宙の再電離期の姿である。CMBの効果を補正して得られたCO(3−2)輝線は低準位CO遷移として史上最遠方の検出であり、太陽約1000億個分（10¹¹太陽質量）にのぼる非常に大きな分子ガス質量を示す。大きくガスに富んだ銀河が、宇宙史の最初の10億年のうちに既に膨大な星形成の貯蔵庫を築いていたことを裏づける成果で、将来のngVLAが行う観測の先駆けともなる。Monthly Notices of the Royal Astronomical Societyに掲載。

Testing cosmological models beyond ΛCDM — massive neutrinos, modified gravity, primordial non-Gaussianity — requires running huge numbers of computationally expensive simulations of virtual universes. Veena Krishnaraj, Adrian Bayer, Christian Kragh Jespersen and Peter Melchior (Princeton University / Flatiron Institute) tested whether transfer learning — pretraining a neural network on cheap, familiar ΛCDM simulations and then fine-tuning on harder beyond-ΛCDM scenarios — can reduce that cost. In favourable cases it cut the number of expensive simulations needed by more than a factor of ten.

But the team also documented a subtler failure mode they call "negative transfer": when a beyond-ΛCDM parameter is physically degenerate with a standard-model parameter, the network bakes in the ΛCDM associations as biases that actively hinder detecting the new physics — for example, misreading neutrino-mass signatures. The lesson generalizes to any foundation-model approach to "searching beyond a standard model," including particle physics at the LHC: pretraining accelerates inference but can blind you to the unexpected. As surveys like Euclid and the Rubin Observatory (LSST) arrive, the authors recommend auditing for degeneracies and using bottleneck / dummy-node architectures. Published in JCAP 06(2026)026, DOI: 10.1088/1475-7516/2026/06/026.

ΛCDM（標準宇宙論）を超えるモデル——重いニュートリノ、修正重力、原始非ガウス性など——を検証するには、計算負荷の大きい“仮想宇宙”シミュレーションを膨大に走らせる必要がある。Veena Krishnaraj、Adrian Bayer、Christian Kragh Jespersen、Peter Melchiorの各氏（プリンストン大学／フラットアイアン研究所）は、転移学習——安価で身近なΛCDMシミュレーションでニューラルネットを事前学習し、より難しい“ΛCDMを超える”シナリオで微調整（ファインチューニング）する手法——でこのコストを下げられるかを検証した。条件が良ければ、必要な高コストシミュレーションを10分の1以下に削減できた。

しかしチームは、より厄介な落とし穴「負の転移（negative transfer）」も突き止めた。ΛCDMを超えるパラメータが標準模型のパラメータと物理的に縮退（degenerate）している場合、ネットワークはΛCDM的な対応関係を“偏り”として固定化してしまい、新しい物理の検出をかえって妨げる——例えばニュートリノ質量の痕跡を読み違える。この教訓は、LHCの素粒子物理を含め、「標準模型を超える探索」に基盤モデル（foundation model）を使うあらゆる場面に一般化される。事前学習は推論を加速する一方、想定外を見えなくし得るのだ。Euclidやルービン天文台（LSST）といった大規模サーベイの到来を前に、著者らは縮退の事前監査とボトルネック／ダミーノード型アーキテクチャの利用を推奨する。『JCAP』06(2026)026掲載、DOI: 10.1088/1475-7516/2026/06/026。

CERN's flagship accelerator has begun what its operators call the "final laps" of the Large Hadron Collider (LHC) before a major overhaul. Stable beams for the 2026 physics run were declared on 7 March 2026, opening the last data-taking campaign of the current machine. The short but intense run packs in low-pile-up running for precision measurements (such as the W-boson mass), high-pile-up running to extend the dataset for rare processes, special low-energy and high-intensity beam tests, and about three weeks of lead-ion collisions recreating the quark–gluon plasma of the early Universe.

Collisions continue until the end of June; on 29 June 2026, Long Shutdown 3 (LS3) begins — roughly four years of work to replace part of the 27-km, 9000-superconducting-magnet machine with new equipment for the High-Luminosity LHC (HiLumi LHC). HiLumi will eventually circulate over 2700 bunches per beam and boost integrated luminosity by about a factor of ten (toward 3000 fb⁻¹), sharpening studies of the Higgs boson and searches for physics beyond the Standard Model. HiLumi physics running is planned to start in 2030.

CERN（欧州合同原子核研究機関）の旗艦加速器LHC（大型ハドロン衝突型加速器）が、大規模改修を前にした「最後の一周（final laps）」に入った。2026年の物理運転に向けた安定ビームは2026年3月7日に宣言され、現行マシンとしての最後のデータ取得シーズンが始まった。短いが密度の濃いこの運転には、精密測定（Wボソン質量など）向けの低パイルアップ運転、稀な過程のためにデータ量を伸ばす高パイルアップ運転、特別な低エネルギー・高強度ビーム試験、そして初期宇宙のクォークグルーオンプラズマを再現する約3週間の鉛イオン衝突が詰め込まれている。

衝突は6月末まで続き、2026年6月29日から長期シャットダウン3（LS3）が始まる——周長27km・9000個超の超伝導磁石からなるマシンの一部を、高輝度LHC（HiLumi LHC）用の新装置に置き換える約4年がかりの作業だ。HiLumiでは最終的にビームあたり2700バンチ超を周回させ、積分ルミノシティを約10倍（3000 fb⁻¹に向けて）引き上げて、ヒッグス粒子の精密研究や標準模型を超える物理の探索を一段と進める。HiLumiの物理運転は2030年開始の予定。

The ultra-hot gas giant WASP-121 b is tidally locked: one hemisphere permanently faces its star and is heated to roughly 2,500 °C, while the night side is some 1,775 °C cooler. The boundary zones between day and night — the terminators, corresponding to eternal dawn and dusk — had long been predicted by atmospheric models to differ from each other, but clear observational proof was missing.

Using the James Webb Space Telescope, a team led by Cyril Gapp (Max Planck Institute for Astronomy) analysed infrared starlight filtering through the planet’s atmosphere during transits, exploiting the planet’s rotation during the transit (“rotational transits”) to separate the morning and evening limbs. The absorption pattern is distinctly asymmetric: fierce winds carry heat from the permanent dayside, making the evening terminator hotter and more inflated than the morning one. The data also show signs that water molecules are being thermally torn apart in the hottest regions, and hint at mineral clouds shaping the cooler morning side. The result is the clearest evidence yet that the two twilights of a tidally locked world have different temperatures and chemistry. Published in Nature Astronomy.

灼熱の巨大ガス惑星WASP-121 bは潮汐固定されており、片半球が常に主星を向いて約2,500℃まで加熱される一方、夜側はそれより約1,775℃も低温だ。昼と夜の境界領域——永遠の「夜明け」と「夕暮れ」にあたるターミネーター（明暗境界）——が互いに異なる性質を持つことは大気モデルで長く予言されてきたが、明確な観測的証拠は欠けていた。

Cyril Gapp（マックス・プランク天文学研究所）率いるチームはジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）を用い、トランジット（惑星の主星面通過）中に惑星大気を透過してくる赤外線を分析。通過中に惑星自身が自転することを利用した「回転トランジット」の手法で、朝側と夕方側の縁を分離した。吸収パターンは明確に非対称で、昼側の熱を運ぶ猛烈な風のために夕方側のターミネーターが朝側より高温で膨張していることが示された。データからは、最も高温の領域で水分子が熱で分解されている兆候や、涼しい朝側を鉱物の雲が覆っている可能性も見えてきた。潮汐固定された惑星の2つの「たそがれ」が異なる温度と化学組成を持つことを示す、これまでで最も明確な証拠である。成果はNature Astronomyに掲載された。

Friction slows moving objects at every scale, but at the electronic level a subtle form — quantum friction — describes the direct transfer of momentum between a liquid and the electrons of a solid. Because it is microscopic, it has been very hard to observe directly.

An interdisciplinary team at Ruhr University Bochum led by Sebastian Kruss, Marialore Sulpizi (theory and simulations) and Martina Havenith (THz spectroscopy) showed that near-infrared fluorescent single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) exhibit light-induced quantum friction in water. Under green-light excitation, the diffusion constant of functionalized SWCNTs drops linearly by about 50% with excitation power — the opposite of the expected heating or light-driven motion. The effect vanishes when excitons are localized (SWCNTs with quantum defects), and chemically raising or lowering the exciton concentration tunes the diffusion by up to a factor of two. Optical-pump / terahertz-probe spectroscopy reveals an almost instantaneous response (around 30 cm⁻¹), pointing to direct exciton–water coupling. Published open access in Nature.

摩擦はあらゆるスケールで物体の運動を遅くするが、電子のレベルでは、液体と固体中の電子が直接運動量をやり取りする「量子摩擦」という微妙な効果が存在する。微視的な現象のため、直接とらえるのは非常に難しかった。

ルール大学ボーフムのSebastian Kruss、Marialore Sulpizi（理論・シミュレーション）、Martina Havenith（テラヘルツ分光）が率いる学際チームは、近赤外蛍光を示す単層カーボンナノチューブ（SWCNT）が水中で光誘起量子摩擦を示すことを実証した。緑色光で励起すると、機能化したSWCNTの拡散定数が励起強度に応じてほぼ直線的に約50%低下する——加熱や光による駆動という直感とは逆の振る舞いである。励起子が局在（量子欠陥をもつSWCNT）すると効果は消え、励起子濃度を化学的に増減させると拡散を最大2倍まで変えられる。光ポンプ・テラヘルツプローブ分光では、約30 cm⁻¹のほぼ瞬時の応答が見え、励起子と水の直接結合を示唆する。Natureにオープンアクセスで掲載。

Macroscopic quantum coherence emerges when bosons condense into a Bose–Einstein condensate (BEC). Excitons — bound electron–hole pairs — are a long-sought solid-state route to strongly interacting, electrically tunable, potentially multicomponent BECs, but firm evidence for equilibrium condensation had remained elusive.

Ruishi Qi, Qize Li and Feng Wang and colleagues report evidence for two-component exciton BECs in MoSe₂/hBN/WSe₂ electron–hole bilayers by probing the spin–valley susceptibility of the constituent electrons and holes. The heterostructure hosts equilibrium exciton fluids with four spin–valley flavours; magneto-optical spectroscopy in a dilution refrigerator reveals three condensate phases with distinct flavour polarizations and quantum phase transitions under magnetic field. At zero field the many-body ground state is a coherent superposition of two condensed intravalley exciton flavours, and the condensate remains stable up to about 1.8 K. Published in Nature.

ボース粒子がボース・アインシュタイン凝縮（BEC）を起こすと、巨視的な量子コヒーレンスが現れる。電子と正孔が束縛した励起子は、強い相互作用・電気的な可変性・多成分の秩序をあわせ持つ「固体版BEC」の有力候補として長く追求されてきたが、平衡状態での凝縮の確たる証拠は得られていなかった。

Ruishi Qi、Qize Li、Feng Wangらは、MoSe₂/hBN/WSe₂の電子・正孔二層系で、構成する電子と正孔のスピン・バレー磁化率を測定することにより、2成分の励起子BECの証拠を報告した。この積層構造は4つのスピン・バレー「フレーバー」を持つ平衡励起子流体をなし、希釈冷凍機での磁気光学分光により、フレーバー偏極の異なる3つの凝縮相と、磁場下での量子相転移が現れる。ゼロ磁場では基底状態が2つのバレー内励起子フレーバーの量子的な重ね合わせとなり、凝縮は約1.8 Kまで安定に保たれる。Nature掲載。

Running quantum algorithms for hard problems in physics and chemistry demands far lower error rates than today’s physical qubits provide, which requires quantum error correction (QEC) operating below a critical threshold.

A Microsoft–Quantinuum team (A. Paetznick, B. W. Reichardt, M. P. da Silva, K. M. Svore et al.) demonstrated on a trapped-ion QCCD processor improvements in logical error rates ranging from 11× to 800× over physical-circuit baselines. The results use two codes optimized for the ion trap — a 12-qubit code encoding two logical qubits (inspired by Knill) and a 16-qubit tesseract colour code encoding four — combined with a scalable method of error detection and post-selection. In a Bell-state preparation the logical error rate fell from roughly 0.8% to 0.001% (the headline 800×); repeated error correction ran at a per-round rate 51× lower than baseline, and a 12-qubit cat state improved 22×. Published in Nature (654, 349–355).

物理や化学の難問を量子アルゴリズムで解くには、現在の物理量子ビットよりはるかに低いエラー率が必要で、そのためには臨界しきい値を下回った量子誤り訂正（QEC）が欠かせない。

MicrosoftとQuantinuumのチーム（A. Paetznick、B. W. Reichardt、M. P. da Silva、K. M. Svore ら）は、トラップイオン方式のQCCDプロセッサ上で、物理回路の基準に対して論理エラー率を11〜800倍改善したことを実証した。イオントラップ向けに最適化した2種類の符号——Knillに着想を得た2論理ビットの12量子ビット符号と、4論理ビットの16量子ビット「テッセラクト・カラー符号」——に、スケール可能な誤り検出とポストセレクションを組み合わせている。ベル状態の生成では論理エラー率が約0.8%から0.001%（＝800倍改善）に低下し、繰り返し誤り訂正では1ラウンドあたり基準比51倍、12量子ビットのキャット状態では22倍の改善を示した。Nature（654巻349〜355ページ）掲載。

Molecules are far harder to laser-cool and trap than atoms because of their many vibrational and rotational states. Metal hydrides are attractive because near-threshold dissociation of an ultracold molecule could yield even colder hydrogen atoms — but first the molecules must be trapped.

Jinyu Dai, Benjamin Riley, Qi Sun, Debayan Mitra and Tanya Zelevinsky (Columbia University and Indiana University Bloomington) demonstrated the first three-dimensional magneto-optical trap (MOT) of a metal hydride molecule, CaH. Scattering roughly 10⁴ photons (with vibrational loss covered up to ν = 2), they laser-slowed the beam to near-zero velocity with a “white-light” technique and loaded it into a radio-frequency MOT holding about 230 molecules below one millikelvin. The predissociation that limits the trap could, in turn, enable controlled breakup of CaH — a route to optically trapping hydrogen atoms for precision spectroscopy. Published in Physical Review Letters.

分子は多数の振動・回転状態を持つため、原子よりレーザー冷却・捕獲がはるかに難しい。金属水素化物が魅力的なのは、超低温分子を「しきい値近傍で解離」させれば分子より低温の水素原子が得られる可能性があるからだが、まずは分子そのものを捕獲する必要があった。

Jinyu Dai、Benjamin Riley、Qi Sun、Debayan Mitra、Tanya Zelevinsky（コロンビア大学・インディアナ大学ブルーミントン校）は、金属水素化物分子CaH（カルシウム一水素化物）の3次元磁気光学トラップ（MOT）を世界で初めて実現した。振動量子数ν = 2まで損失を補いながら約1万回の光子散乱を行い、「白色光」法で分子ビームを速度ほぼゼロまでレーザー減速して無線周波数MOTに導入、約230個の分子を1ミリケルビン以下で捕獲した。トラップを制限していた予備解離（predissociation）は、逆にCaHの制御的な解離に使え、精密分光のための水素原子の光トラップへの道につながる。Physical Review Letters掲載。

The JUNO Collaboration has formally published its first physics results in Nature. JUNO (Jiangmen Underground Neutrino Observatory) is a 20-kiloton liquid-scintillator detector located 52.5 km from multiple nuclear reactor cores in Guangdong, China. Using the first 59.1 days of data collected since detector completion in August 2025 (2,379 inverse-beta-decay candidates), the collaboration reports the first simultaneous high-precision determination of two neutrino oscillation parameters: sin²θ₁₂ = 0.3092 ± 0.0087 and Δm²₂₁ = (7.50 ± 0.12)×10⁻⁵ eV² (normal mass ordering), improving precision by a factor of 1.6 relative to the combination of all previous measurements — relative uncertainties of 2.81% and 1.55%.

The measurement also re-examines the mild "solar neutrino tension" — a ~1.5σ discrepancy between solar- and reactor-based determinations of these parameters — which JUNO is uniquely positioned to resolve using both neutrino sources. The rapid, world-leading result with such a short exposure validates the detector design and confirms JUNO's readiness for its primary goal: resolving the neutrino mass ordering (whether the third mass state is the heaviest or the lightest) with a larger dataset. Published in Nature 654, 343–348 (2026), DOI: 10.1038/s41586-026-10538-z (arXiv:2511.14593; first announced November 2025).

JUNO国際共同実験が、初の物理成果を『Nature』に正式掲載した。JUNO（江門地下ニュートリノ観測所）は中国・広東省の地下に建設された2万トンの液体シンチレータ検出器で、複数の原子炉群から52.5kmの距離に位置する。2025年8月の検出器完成以降の最初の59.1日分のデータ（逆ベータ崩壊候補事象2,379件）から、ニュートリノ振動の2つのパラメータを同時に高精度測定：sin²θ₁₂ = 0.3092 ± 0.0087、Δm²₂₁ = (7.50 ± 0.12)×10⁻⁵ eV²（順階層を仮定）。相対不確かさはそれぞれ2.81%と1.55%で、従来の全実験の組み合わせに対して1.6倍の精度向上となる。

本測定は、太陽ニュートリノと原子炉ニュートリノでの測定値に約1.5σのズレがある「太陽ニュートリノ・テンション」の検証にも踏み込んでおり、両方のニュートリノ源を観測できるJUNOはこの問題に決着をつけられる唯一の実験とされる。短期間でこれほどの世界最高精度を達成したことは検出器設計の妥当性を実証するもので、最大目標である「ニュートリノ質量順序」（第3の質量固有状態が最も重いか最も軽いか）の決定への準備が整ったことを意味する。『Nature』第654巻343–348ページ（2026年）掲載、DOI: 10.1038/s41586-026-10538-z（arXiv:2511.14593。初報は2025年11月）。

The biennial 2026 Kavli Prize in Nanoscience has been awarded to Eva Y. Andrei (Rutgers University), Pablo Jarillo-Herrero (MIT) and Allan H. MacDonald (University of Texas at Austin) "for foundational work that established the field of Twistronics" — the discovery that stacking two-dimensional materials such as graphene with a slight relative twist can fundamentally reshape their electronic properties. The three laureates share a USD 1 million honorarium awarded by the Norwegian Academy of Science and Letters with the Kavli Foundation.

The prize recognizes a three-act story: in 2009, Andrei's group used scanning tunneling microscopy on accidentally twisted bilayer graphene to show that small twist-angle variations profoundly modify the electronic structure via moiré patterns; in 2011, MacDonald (with Rafi Bistritzer) predicted theoretically that at discrete "magic angles" (~1.1°) the electronic bands become flat, enormously enhancing interactions; and in 2018, Jarillo-Herrero's group experimentally realized magic-angle twisted bilayer graphene, discovering correlated insulating phases and superconductivity — launching the explosive field of moiré quantum materials.

隔年で授与される2026年カブリ賞ナノサイエンス部門が、Eva Y. Andrei氏（ラトガース大学）、Pablo Jarillo-Herrero氏（MIT）、Allan H. MacDonald氏（テキサス大学オースティン校）に授与された。授賞理由は「ツイストロニクス分野を確立した基礎的業績」。グラフェンなどの2次元材料をわずかにねじって重ねるだけで電子物性が根本的に変わるという発見であり、3氏はノルウェー科学アカデミーとカブリ財団による賞金100万ドルを分け合う。

受賞業績は3段階の物語として知られる。2009年、Andrei氏のグループは（偶然ねじれて成長した）二層グラフェンを走査トンネル顕微鏡で観測し、わずかなねじれ角の違いがモアレパターンを介して電子構造を大きく変えることを実証。2011年、MacDonald氏は（Rafi Bistritzer氏と共に）特定の「魔法角」（約1.1°）で電子バンドが平坦になり相互作用が劇的に増強されることを理論的に予言。そして2018年、Jarillo-Herrero氏のグループが魔法角ねじれ二層グラフェンを実験的に実現し、相関絶縁体相と超伝導を発見した——これが現在のモアレ量子物質研究の爆発的発展の出発点となった。

The UK's Science and Technology Facilities Council (STFC) must find cumulative savings of about £162 million by 2030 as its core budget stays roughly flat against sharply rising operating costs (notably electricity). According to reporting by The Guardian (10 June 2026), the national flagship facilities Diamond Light Source (the UK synchrotron) and ISIS Neutron and Muon Source face potential cuts of up to ~20%; the Institute of Physics notes that decisions on modelled cuts of 20%, 40% and 60% across STFC programmes are due in summer 2026.

The squeeze extends beyond facilities: UKRI has already told CERN it will withdraw from the LHCb detector upgrade, and particle physics, astronomy and nuclear physics grants are under severe pressure. Because over 90% of UKRI-funded research at Diamond is supported by other councils (EPSRC, BBSRC, MRC), cuts would ripple far beyond "STFC science" into materials science, chemistry and the life sciences — prompting warnings from the Royal Astronomical Society and the Institute of Physics.

英国の科学技術施設会議（STFC）は、コア予算が実質横ばいのまま電気代などの運営コストが急騰しているため、2030年までに累計約1億6,200万ポンドの削減を迫られている。ガーディアン紙（2026年6月10日）の報道によれば、英国を代表する大型研究施設である放射光施設Diamond Light Sourceと中性子・ミュオン源ISIS Neutron and Muon Sourceは最大20%程度の削減リスクに直面している。英国物理学会（IOP）によれば、STFCの各プログラムについて20%・40%・60%の削減シナリオが検討されており、2026年夏に決定が下される見込みだ。

影響は施設にとどまらない。UKRI（英国研究・イノベーション機構）はすでにCERNに対しLHCb検出器アップグレードからの撤退を通告しており、素粒子物理学・天文学・原子核物理学の研究グラントも厳しい圧力下にある。Diamondで行われるUKRI資金の研究の9割以上はEPSRC・BBSRC・MRCなど他の研究会議の支援によるもので、削減の影響は「STFCの科学」を超えて材料科学・化学・生命科学にまで波及するため、王立天文学会やIOPが強い懸念を表明している。

Materials scientists at the University of Washington (Ting Cao and colleagues) used artificial intelligence to simulate huge stacks of two-dimensional atomic sheets — molybdenum ditelluride (MoTe₂) — assembled in intricate patterns. Trained on a relatively small dataset, the AI acts as a fast, inexpensive surrogate for a supercomputer, extrapolating the behaviour of very large material systems and revealing emergent quantum phenomena that simply do not appear in small clusters of atoms.

The approach (Yueyao Fan et al., published 2 June 2026 in PNAS; DOI: 10.1073/pnas.2532550123) makes it practical to predict large-scale quantum behaviour — superconductivity, entanglement, exotic magnetism — that was previously impossible to model directly. A companion study (Lingnan Shen et al., Nature Communications, 8 June 2026; DOI: 10.1038/s41467-026-72769-y) shows quantum computers naturally simulating hard quantum states (such as the Laughlin state), forming a self-improving loop: quantum computation generates data to refine the AI, and the AI guides the next quantum simulations. Together they point toward a hybrid AI-plus-quantum workflow for designing next-generation quantum materials and energy-efficient electronics.

ワシントン大学の材料科学者ら（Ting Caoほか）が、人工知能を使って2次元原子シート——二テルル化モリブデン（MoTe₂）——を複雑なパターンで積み重ねた巨大なスタックをシミュレートした。比較的小さなデータセットで訓練されたAIは、スーパーコンピュータの高速・低コストな“代理”として働き、非常に大きな材料系の振る舞いを外挿して、原子の小さなかたまりではまったく現れない創発的な量子現象を明らかにした。

この手法（2026年6月2日、米科学アカデミー紀要PNASに掲載）により、これまで直接モデル化できなかった大規模な量子的振る舞い——超伝導、もつれ、特異な磁性——を予測することが現実的になる。並行する研究（Nature Communications、2026年6月8日）では、量子コンピュータが難しい量子状態（ラフリン状態など）を自然にシミュレートし、量子計算がAIを洗練させるデータを生み、AIが次の量子シミュレーションを導くという“自己改善ループ”を示した。両者は、次世代の量子材料や省エネ電子デバイスを設計するための「AI＋量子」のハイブリッド・ワークフローを指し示している。

Since 2022 the James Webb Space Telescope has found the early Universe littered with compact, crimson sources dubbed “little red dots” (LRDs) — so numerous that some feared they broke cosmological models. A team led by Vasily Kokorev (University of Texas at Austin) has now obtained the deepest spectrum of an LRD to date, for the object GLIMPSE-17775 at redshift 3.5 (about 1.8 billion years after the Big Bang). The dot happens to lie behind the galaxy cluster Abell S1063, whose gravitational lensing boosted a roughly 20-hour Webb spectrum to the equivalent of about 80 hours of telescope time.

The spectrum shows more than 40 spectral lines, and multiple independent indicators all point the same way: hydrogen, oxygen and helium lines are broadened by electron scattering — the fingerprint of a dense, layered gas cocoon — while an “iron forest” of 16 iron lines and strong oxygen features demand a powerful central engine. The picture that fits is a “black hole star”: a rapidly accreting supermassive black hole (around five million solar masses, feeding at nearly twice the Eddington limit) wrapped in gas so thick it is opaque, reprocessing the radiation into the red glow Webb sees. A substantial host galaxy dilutes the usual Balmer break. The work, published in The Astrophysical Journal, is the strongest evidence yet for the black-hole-star interpretation of LRDs.

2022年以降、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）は初期宇宙に「リトル・レッド・ドット（LRD）」と呼ばれる小さく赤い天体が多数散らばっていることを発見してきた。あまりに数が多く、宇宙論モデルを壊すのではと危ぶむ声すらあった。Vasily Kokorev（テキサス大学オースティン校）率いるチームは今回、赤方偏移3.5（ビッグバンから約18億年後）にあるLRD「GLIMPSE-17775」について、過去最深のスペクトルを取得した。この天体は偶然にも銀河団Abell S1063の背後に位置し、重力レンズ効果によって約20時間のJWST分光観測が実質約80時間分に増幅された。

スペクトルには40本を超える輝線が現れ、複数の独立した指標がすべて同じ方向を指した。水素・酸素・ヘリウムの輝線は電子散乱——高密度で層状のガスの繭の指紋——によって広がっており、16本の鉄輝線からなる「鉄の森」や強い酸素輝線は強力な中心エンジンを要求する。これらに合致するのは「ブラックホール星（BH*）」の描像だ。すなわち、光さえ通さないほど濃いガスに包まれ、エディントン限界の約2倍という猛烈な速度で物質を飲み込む約500万太陽質量の急成長ブラックホールが、放射を赤い輝きに変換してJWSTに見せている。かなり大きな母銀河の星の光が、LRDに典型的なバルマーブレークを薄めていることも分かった。The Astrophysical Journalに掲載された本成果は、LRD＝ブラックホール星説を支持するこれまでで最も強い証拠である。

Astrophysicists Mark D. Gorski and Lena Murchikova at Northwestern University report the discovery of a long-sought active wind from Sagittarius A* (Sgr A*), the supermassive black hole at the center of the Milky Way. Using more than 100 hours of ALMA observations accumulated over about five years — yielding an unprecedentedly deep (T_b ∼ 30 mK) and sharp (≲0.25″) map of the cold molecular gas — they detected a large conical clearing at least 1 parsec long with a ~45-degree opening angle next to the black hole.

The cavity, devoid of cold carbon-monoxide gas in the ALMA data, is filled with hot X-ray-emitting gas seen by NASA's Chandra X-ray Observatory. Its morphology and energetics are consistent with active clearing by a hot wind from Sgr A*, while alternatives such as stellar winds or a recent supernova are disfavored. Because Sgr A* is currently in a quiet, weakly accreting state, the result gives the first close look at the gentle feedback that typical, non-flaring supermassive black holes exert on their surroundings. Published in The Astrophysical Journal Letters 1004, L7 (4 June 2026), DOI: 10.3847/2041-8213/ae63cf.

ノースウェスタン大学の天体物理学者Mark D. Gorski氏とLena Murchikova氏が、天の川銀河中心の超大質量ブラックホール「いて座A*（Sgr A*）」から吹き出す“風”の証拠を発見したと報告した。約5年間・100時間超に及ぶALMA（アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計）の観測データを重ね合わせ、これまでにない深さ（輝度温度 約30 mK）と解像度（約0.25秒角以下）で低温分子ガスを地図化した結果、ブラックホールに隣接して長さ1パーセク以上・開き角約45度の円錐状の空洞を検出した。

この空洞はALMAデータでは低温の一酸化炭素ガスが欠けた領域として現れ、NASAのチャンドラX線観測衛星のデータでは高温のX線放射ガスで満たされている。形状とエネルギー収支は、Sgr A*からの高温の風が周囲のガスを能動的に掃き出した場合と整合し、恒星風や最近の超新星といった他の説明は不利とされた。Sgr A*は現在ほとんどガスを吸い込まない「静穏期」にあるため、本成果は、活動の弱い典型的な超大質量ブラックホールが周囲の環境にどのような穏やかなフィードバックを及ぼすのかを間近で捉えた初めての例となる。降着するブラックホールは風やジェットを噴き出すはずだという理論的予想がありながら、半世紀にわたり確認されてこなかった「いて座A*の風」の謎に決着をつける成果。『The Astrophysical Journal Letters』第1004巻 L7（2026年6月4日付）掲載、DOI: 10.3847/2041-8213/ae63cf。

Researchers led by University College Dublin (UCD) with international collaborators (G. Mihailescu, U. Alushi, R. Di Candia, S. Felicetti and K. Gietka) have published a comprehensive tutorial in PRX Quantum on critical quantum sensing — an emerging metrology paradigm that exploits the dramatically enhanced susceptibility and non-classical correlations that quantum systems spontaneously develop near quantum phase transitions. Near a critical point, a vanishingly small change in the quantity being measured produces a large, detectable response in the probe system.

The tutorial distills sophisticated theoretical frameworks (quantum Fisher information, optimal scaling of precision with probe size and protocol time, finite-component phase transitions, driven-dissipative criticality) into practical blueprints for next-generation sensors, guiding the reader through protocols of increasing complexity. Such criticality-enhanced sensors are being explored on platforms from superconducting resonators to trapped ions and cavity QED, with prospective applications in gravitational-wave detection, magnetometry, medical imaging and precision navigation. Published in PRX Quantum (2026); preprint arXiv:2510.02035.

アイルランドのユニバーシティ・カレッジ・ダブリン（UCD）主導の国際研究チーム（G. Mihailescu、U. Alushi、R. Di Candia、S. Felicetti、K. Gietkaの各氏）が、クリティカル量子センシング（臨界量子センシング）の包括的チュートリアル論文を『PRX Quantum』に発表した。これは、量子系が量子相転移の臨界点近傍で自発的に示す感受率の劇的な増大と非古典的相関を計測資源として利用する新しい量子計測パラダイムで、臨界点付近では測定対象のごくわずかな変化がプローブ系の大きな応答として現れる。

本チュートリアルは、量子フィッシャー情報、プローブサイズ・測定時間に対する精度の最適スケーリング、有限成分相転移、駆動散逸系の臨界現象といった高度な理論的枠組みを、次世代量子センサーの実用的な設計指針として整理し、複雑さを増す一連のプロトコルを通して読者を導く構成となっている。臨界増強型センサーは超伝導共振器・トラップイオン・共振器QEDなど多様なプラットフォームで研究が進んでおり、重力波検出・磁場計測・医療イメージング・精密ナビゲーションなどへの応用が見込まれる。『PRX Quantum』（2026年）掲載、プレプリントはarXiv:2510.02035。

How are elements heavier than iron — such as gold and platinum — formed in the universe? Roughly half of them are produced by the rapid neutron-capture process (r-process), in environments like neutron-star mergers, where the synthesis flow repeatedly pauses at so-called waiting-point nuclei near closed neutron shells. The β-decay half-lives of these extremely neutron-rich nuclei set the tempo of the r-process and shape the final abundance pattern, but they are very hard to measure experimentally.

A team led by TU Darmstadt (Zhen Li et al.) has now computed β-decay half-lives of N=50 neutron-rich nuclei from first principles, using the ab initio valence-space in-medium similarity renormalization group (VS-IMSRG) with chiral interactions and two-body weak currents. The predicted total half-lives agree well with existing experimental data, validating the framework and providing reliable predictions where measurements do not yet exist — a key input for simulations of heavy-element nucleosynthesis. Published in Physical Review Letters (2026), DOI: 10.1103/xjv9-t6sn.

金や白金のような鉄より重い元素は、宇宙でどのように作られたのか。その約半分は中性子星合体などの極限環境で起こる高速中性子捕獲過程（rプロセス）で生成されたと考えられており、合成の流れは中性子魔法数近傍のいわゆる「待機点（waiting point）」核でたびたび足止めされる。これらの極端に中性子過剰な原子核のベータ崩壊半減期はrプロセスの進行速度を決め、最終的な元素存在度のパターンを左右するが、実験的な測定は極めて困難だった。

TUダルムシュタット（ダルムシュタット工科大学）主導のチーム（Zhen Liら）は今回、カイラル相互作用と2体弱カレントを取り入れた第一原理手法「原子価空間・媒質内相似繰り込み群（VS-IMSRG）」を用いて、N=50の中性子過剰核のベータ崩壊半減期を第一原理から計算。予測された全半減期は既存の実験データと良好に一致し、計算枠組みの妥当性を実証するとともに、測定が存在しない領域への信頼できる予測を提供した。重元素合成シミュレーションへの重要なインプットとなる成果。『Physical Review Letters』（2026年）掲載、DOI: 10.1103/xjv9-t6sn。

Researchers at Kanazawa University, in collaboration with Diamond and Carbon Applications (Germany), have developed a buried-growth process for nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond using microwave plasma chemical vapor deposition (MPCVD). The key innovation is nitrogen-radical selective etching, which simultaneously hardens the metal mask through nitridation — enabling a continuous etching-then-growth sequence within a single MPCVD chamber and minimizing crystal damage.

Optical measurements confirmed highly aligned NV centers selectively buried in predefined regions — i.e., simultaneous control of both the position and the crystallographic orientation of the qubits, arranged in two-dimensional arrays. The method also works on standard (100) diamond substrates, indicating broad applicability. Because the NV center is the leading room-temperature solid-state qubit and quantum-sensor platform, a stable, scalable fabrication route to oriented NV arrays is an important step toward multi-qubit diamond devices and high-sensitivity magnetometry. Published in Carbon (Elsevier; online 29 January 2026); covered by Phys.org on 9 June 2026.

金沢大学（德田規夫教授ら）と独Diamond and Carbon Applications社の共同研究チームが、マイクロ波プラズマCVD（MPCVD）を用いてダイヤモンド中のNVセンター（窒素-空孔中心）を埋め込み成長させる新プロセスを開発した。鍵となるのは窒素ラジカル選択エッチングで、エッチングと同時に金属マスクを窒化により強化できるため、単一のMPCVD装置内でエッチングから成長までを連続して行うことができ、結晶ダメージを最小限に抑えられる。

光学測定により、高度に配向の揃ったNVセンターが、あらかじめ定めた領域に選択的に埋め込まれていること——すなわち量子ビットの「位置」と「結晶学的配向」の同時制御と2次元配列化——が確認された。本手法は標準的な(100)ダイヤモンド基板にも適用可能で、汎用性が高い。NVセンターは室温で動作する固体量子ビット・量子センサーの代表格であり、配向制御されたNV配列を安定かつスケーラブルに作製できる本技術は、ダイヤモンド多量子ビット素子や高感度磁気計測への重要な一歩となる。Elsevier『Carbon』誌（2026年1月29日オンライン掲載）、金沢大学プレスリリースは2026年3月11日付、Phys.orgが2026年6月9日に報道。

Florida State University physicists Cyprian Lewandowski (Assistant Professor) and postdoctoral researcher Phong Võ Tiến, as part of an international collaboration, have uncovered new aspects of superconductivity and topology in rhombohedral graphene — a few layers of carbon atoms stacked like the treads of a staircase (chiral stacking). At low energy, electrons in this structure localize almost exclusively onto specific atoms on the top and bottom surfaces.

The system exhibits unusual superconducting states and a quantum anomalous Hall effect, with electron and hole carriers residing on opposite surfaces and minimal charge in the bulk. This dual-surface configuration enables emergent correlated and topological phases, making rhombohedral graphene a promising platform for exploring strongly correlated quantum matter. Because intrinsic superconductivity and quantum anomalous Hall states can coexist and be tuned in such flat-band systems, the material family is also discussed as a route toward topologically protected modes (such as Majorana zero modes) relevant to topological quantum computation. Published in Nature Physics (2026).

フロリダ州立大学のCyprian Lewandowski助教授と博士研究員のPhong Võ Tiến氏らを含む国際共同研究チームが、菱面体グラフェン（rhombohedral graphene）における超伝導とトポロジーの新しい側面を明らかにした。菱面体グラフェンは、数層の炭素原子シートが階段の踏み板のようにずれて積み重なった「カイラル積層」構造を持ち、低エネルギーでは電子が上下の表面の特定の原子上にほぼ局在するという特徴がある。

この系では、電子キャリアとホールキャリアが互いに反対側の表面に分かれて存在し、内部（バルク）にはほとんど電荷を持たないという特異な構成によって、珍しい超伝導状態や量子異常ホール効果が現れる。固有の超伝導と量子異常ホール状態が同じ平坦バンド系の中で共存・制御できることから、菱面体グラフェンは強相関量子物質を探る有望なプラットフォームであり、将来的にはトポロジカル量子計算に関わるマヨラナ零モードのようなトポロジカルに保護されたモードの研究にもつながる可能性が議論されている。『Nature Physics』（2026年）に掲載。

Researchers at the University of Oxford (including Dr Oana Băzăvan and Dr Sebastian Saner) have demonstrated a new family of Schrödinger-cat-like quantum states in the motion of a single trapped strontium-88 ion. Unlike conventional cat states built from displaced coherent wave packets, the new superpositions are assembled from components that are themselves highly non-classical — squeezed, trisqueezed and quadsqueezed motional states previously synthesised on the same platform.

The ion's internal electronic state acts as a qubit while its motion behaves as a quantum harmonic oscillator; engineered interactions entangle the two, and a mid-circuit measurement of the internal state projects the motion into the chosen superposition. The method is programmable — the size, orientation and separation of each component can be tuned — and reconstructed Wigner functions show interference fringes and Wigner negativity confirming genuine quantum superpositions. The work opens routes toward quantum computing with non-binary (oscillator-based) systems, quantum sensing, and probing the boundary between the classical and quantum worlds. Published in Physical Review X (2026).

オックスフォード大学の研究チーム（Oana Băzăvan博士・Sebastian Saner博士ら）が、トラップした単一のストロンチウム88イオンの運動状態を用いて、新しいファミリーの「シュレーディンガーの猫」型量子状態を実証した。従来の猫状態が、位置をずらしたコヒーレント波束の重ね合わせで作られるのに対し、今回の重ね合わせは、それ自体が高度に非古典的な構成要素——同じプラットフォームで以前に合成されたスクイーズド状態・トライスクイーズド状態・クアッドスクイーズド状態——から組み立てられている。

イオンの内部電子状態は量子ビットとして、運動は量子調和振動子として振る舞う。両者を結合させる相互作用を設計し、回路の途中で内部状態を測定（mid-circuit measurement）することで、運動を狙った重ね合わせに射影する。各構成要素の大きさ・向き・間隔を調整できるプログラム可能な手法であり、再構成したウィグナー関数には干渉縞とウィグナー負値が現れ、古典的な混合では説明できない真の量子重ね合わせであることが確認された。2値に限らない（振動子ベースの）量子コンピューティング、量子センシング、そして古典世界と量子世界の境界を探る基礎研究への応用が期待される。『Physical Review X』（2026年）に掲載。

Quantum mechanics and general relativity are the two pillars of modern physics, yet experiments that combine the two frameworks remain rare. A team including Haocun Yu (now at the University of Tennessee, Knoxville) has realized a 50-km table-top Mach-Zehnder fiber interferometer operating at the single-photon level — compressing what would otherwise be a kilometer-scale apparatus onto a laboratory bench using spooled optical fiber.

The interferometer achieved a phase sensitivity of 4.42×10⁻⁶ rad RMS in the 0.01–5 Hz band and resolved a modulated signal of (6.18 ± 0.44)×10⁻⁵ rad RMS at 0.1 Hz — a magnitude comparable to the gravitational phase shift expected in a table-top apparatus. Heralded single photons were generated by a Sagnac-geometry SPDC source and detected with superconducting nanowire detectors. The result surpasses all previous single-photon fiber interferometers in sensitivity and marks a concrete step toward measuring gravitational (general-relativistic) effects on single quanta of light in a controlled laboratory setting. Published in Physical Review Letters 136, 110803 (17 March 2026; arXiv:2511.17022); the work attracted renewed attention in June 2026.

量子力学と一般相対論は現代物理学の二本柱だが、両者を同時に検証する実験は依然として希少である。Haocun Yu氏（現・テネシー大学ノックスビル校）らの研究チームは、巻き取った光ファイバーを利用して、50km分の光路をもつマッハ・ツェンダー干渉計を卓上サイズに収め、単一光子レベルで動作させることに成功した。

この干渉計は0.01〜5 Hz帯域で4.42×10⁻⁶ rad（RMS）の位相感度を達成し、0.1 Hzにおいて(6.18 ± 0.44)×10⁻⁵ rad（RMS）の変調信号——卓上装置で予想される重力起因の位相シフトに相当する大きさ——を分解できることを実証した。単一光子はサニャック型のパラメトリック下方変換（SPDC）光源で生成され、超伝導ナノワイヤ単一光子検出器で検出された。感度は従来のあらゆる単一光子ファイバー干渉計を上回り、実験室という制御された環境で、光の量子1個に対する重力（一般相対論的効果・重力赤方偏移）の影響を測定するための具体的な一歩となる。『Physical Review Letters』第136巻 110803（2026年3月17日付）掲載（arXiv:2511.17022）。2026年6月に改めて注目を集めた。

A team at the University of Hong Kong (HKU) Department of Electrical and Computer Engineering and the Centre for Advanced Semiconductors and Integrated Circuits, led by Professor Yuhao Zhang and PhD student Xin Yang, has discovered gate-controlled negative differential resistance (NDR) in industry-standard silicon carbide (SiC) MOSFETs, arising from electron-donor impact ionization, with an on/off current ratio above 10⁷.

For the first time, a single transistor was shown to mimic the energy-efficient "spiking" behavior of biological neurons at temperatures as low as 10 millikelvin. The team demonstrated programmable cryogenic spiking neuromorphic circuits — sensory, logic, and integrate-and-fire neurons — that can be cascaded into larger networks. Because qubit-control electronics must dissipate almost no heat at millikelvin temperatures, this technology could relieve the wiring and cooling bottlenecks of scaling quantum computers (e.g., local processing for quantum error correction and real-time control), and SiC's established 300-mm foundry manufacturability eases adoption; the rugged circuits also suit deep-space exploration. Published in Nature Communications (2026), DOI: 10.1038/s41467-026-70963-6.

香港大学（HKU）電気・コンピュータ工学科および先端半導体・集積回路センター（CASIC）のYuhao Zhang教授と博士課程のXin Yang氏らの研究チームが、産業標準のシリコンカーバイド（SiC）MOSFETにおいて、電子ドナーの衝突イオン化に起因するゲート制御可能な負性微分抵抗（NDR）を発見した。オン/オフ電流比は10⁷超に達する。

単一のトランジスタが、絶対零度に近い10ミリケルビン（10mK）という極低温でも、生体ニューロンのエネルギー効率の良い「スパイク」動作を再現できることを初めて実証。このゲート制御NDRを利用して、感覚ニューロン・論理ニューロン・積分発火ニューロンなどから成るプログラム可能な極低温スパイキング・ニューロモルフィック回路を構成し、これらを連結（カスケード）してより大きなネットワークを作れることも示した。量子コンピューターでは、量子ビットの近くで制御回路を動かすと発熱が深刻な問題になるため、本技術は量子誤り訂正やリアルタイム制御のローカル処理を可能にし、配線・冷却のボトルネック解消につながる可能性がある。SiCは電気自動車や電力網向けに300mmウェハでの量産体制が確立しており、既存の半導体製造インフラを活用できる点も強み。極寒環境に強いため深宇宙探査用エレクトロニクスへの応用も期待される。『Nature Communications』（2026年）掲載、DOI: 10.1038/s41467-026-70963-6。

The Amaterasu particle — an ultrahigh-energy cosmic ray of ~244 EeV (over 240 exa-electronvolts) detected by the Telescope Array in Utah in 2021, second in energy only to the 1991 "Oh-My-God particle" — has puzzled physicists because its arrival direction traces back to the Local Void, a nearly empty region of space with no obvious powerful source. New research led by Kohta Murase (Penn State), with collaborators at the Yukawa Institute for Theoretical Physics (Kyoto University), Virginia Tech and other institutions, proposes a resolution: the particle may be an ultraheavy atomic nucleus, heavier than iron, rather than a proton.

Detailed simulations of how particles of different masses propagate through intergalactic radiation fields show that, at Amaterasu-like energies, ultraheavy nuclei lose energy more slowly than protons or intermediate-mass nuclei, letting them survive cosmic distances while retaining extreme energies — and changing the inferred magnetic deflection, hence the reconstructed source direction. If some of the highest-energy events are ultraheavy nuclei, candidate accelerators shift toward environments rich in heavy elements, such as magnetars (strongly magnetized neutron stars) and compact-object mergers. The authors stress they are not claiming all UHECRs are ultraheavy — but the possibility reshapes the source search. Published in Physical Review Letters (2026).

アマテラス粒子は、2021年に米ユタ州のテレスコープアレイ実験で検出された約244 EeV（240エクサ電子ボルト超）の超高エネルギー宇宙線で、1991年の「オーマイゴッド粒子」に次ぐ史上2番目のエネルギーを持つ。しかし到来方向を遡ると、有力な天体源が見当たらないほぼ空っぽの領域「ローカルボイド」を指し示すため、その起源は大きな謎だった。ペンシルベニア州立大学のKohta Murase（村瀬孔大）教授らと京都大学基礎物理学研究所・バージニア工科大学などの国際チームによる新研究は、この謎への解答として、アマテラス粒子は陽子ではなく「鉄より重い」超重原子核である可能性を提示した。

さまざまな質量の粒子が銀河間放射場の中をどう伝播するかを詳細にシミュレーションした結果、アマテラス粒子級のエネルギーでは超重原子核は陽子や中間質量の原子核よりもエネルギーを失いにくく、極限エネルギーを保ったまま宇宙論的距離を渡って地球に到達できることが分かった。粒子が重い（電荷が大きい）と銀河磁場による曲がり方も変わるため、推定される到来方向＝源の位置も変わる。最高エネルギー事象の一部が超重核なら、候補天体は重元素に富む環境——マグネター（強磁場中性子星）やコンパクト天体合体など——へとシフトする。著者らは「すべての超高エネルギー宇宙線が超重核だと主張するわけではない」と強調しつつ、この可能性が宇宙線源探索の戦略を塗り替えるとしている。『Physical Review Letters』（2026年）掲載。

Astronomers at MIT, Columbia University and other institutions have detected the earliest known flickering quasar, tracing its light back to the "cosmic dawn" — just 850 million years after the Big Bang. The object, J0439+1634 at redshift z = 6.51, shines with the brightness of roughly 12 trillion suns. Using archival infrared data from NASA's NEOWISE mission (2010–2024), reprocessed in a project launched by Kishalay De (now at Columbia), the team tracked the quasar varying randomly by about 20% over 14 years — "much like a candle's flame flickers without a fixed pattern."

Because the flicker pattern at different wavelengths encodes the structure of the accretion flow, the team could infer the disk geometry: surprisingly, this very young quasar already has a thin, flat, pancake-like accretion disk, resembling those of mature, modern-day quasars rather than the chaotic, puffed-up disks expected during rapid early growth. The result suggests that the messy, super-fast growth phases of supermassive black holes happened very early — before we see them as luminous quasars — deepening the mystery of how billion-solar-mass black holes matured so quickly. Published in Nature Astronomy (2026), DOI: 10.1038/s41550-026-02897-4; led by Anna-Christina Eilers and Gene Leung (MIT Kavli Institute).

MITとコロンビア大学などの天文学者チームが、宇宙の夜明け（コズミック・ドーン）——ビッグバンからわずか約8億5000万年後——にまで遡る、史上最古の「ちらつく」クエーサーを検出した。対象は赤方偏移z = 6.51のクエーサーJ0439+1634で、その明るさは太陽の約12兆倍。コロンビア大学のKishalay De氏が立ち上げたプロジェクトでNASAの赤外線衛星NEOWISEのアーカイブデータ（2010〜2024年）を再処理した結果、このクエーサーが14年間にわたり約20%の振れ幅で「ろうそくの炎のように不規則に」明滅していたことを突き止めた。

波長ごとの明滅パターンには降着流の構造が刻まれているため、チームは円盤の形状を推定できた。その結果は驚くべきもので、この極めて若いクエーサーの降着円盤は、初期の急成長期に予想される乱雑で膨らんだ円盤ではなく、現在の成熟したクエーサーと同様の薄く平らな“パンケーキ型”だった。これは、超大質量ブラックホールの乱雑な超高速成長フェーズが、明るいクエーサーとして観測されるよりずっと前の極めて早い時期に完了していたことを示唆し、太陽の数十億倍ものブラックホールがどうやってこれほど短期間で成熟したのかという謎をいっそう深める結果となった。『Nature Astronomy』（2026年）掲載、DOI: 10.1038/s41550-026-02897-4。MITカブリ研究所のAnna-Christina Eilers准教授・Gene Leung博士研究員ら。

By extending general relativity into higher dimensions, a trio of theoretical physicists — including Christian Ecker of Goethe University Frankfurt — has mathematically shown that a repeating, crystal-like pattern of ripples in space-time geometry could give rise to naked singularities (singularities not hidden behind an event horizon) and microscopic black holes.

The study, published in Physical Review Letters and reported by Live Science, revisits a problem contemplated by Stephen Hawking and Kip Thorne about whether naked singularities can emerge from rare patterns in space-time geometry. Earlier numerical simulations were limited by finite computer precision; the new analytical treatment provides the deeper understanding that exact equation-based methods offer. Importantly, this is a theoretical advance — it does not show that such space-time crystals exist in the real universe — but it sharpens the long-standing debate around the cosmic censorship conjecture.

一般相対論を高次元へ拡張した解析により、ゲーテ大学フランクフルトのChristian Ecker氏を含む3人の理論物理学者チームが、時空幾何のさざ波が結晶のように繰り返すパターンから、裸の特異点（事象の地平面に隠されていない特異点）や微小ブラックホールが生じうることを数学的に示した。

『Physical Review Letters』に掲載されLive Scienceが報じた本研究は、スティーヴン・ホーキングやキップ・ソーンが論じてきた「まれな時空幾何のパターンから裸の特異点は生まれうるのか」という問題——宇宙検閲仮説（cosmic censorship conjecture）をめぐる数十年来の議論——を再訪するもの。従来の数値シミュレーションは計算機の有限精度に制約されていたが、今回は方程式を直接扱う解析的手法により、数値計算では得られない深い理解が得られた。重要な注意点として、これはあくまで理論上の前進であり、こうした時空の“結晶”が現実の宇宙に存在することを示したわけではない。

Researchers at Carnegie Mellon University, with collaborators at Stanford University and Purdue University, have experimentally demonstrated metamaterial-mediated enhancement of near-field radiative heat transfer. When two objects are only a few hundred nanometers apart, thermal energy can tunnel across the gap via evanescent electromagnetic waves, exceeding the far-field blackbody limit — and engineered structures can push this much further.

The team, led by mechanical engineering professor Sheng Shen, patterned microscopic gold split-ring resonators onto silicon nitride (SiN) membranes and positioned them face-to-face across a nanoscale gap, increasing heat transfer by as much as four times compared with unstructured gold plates or bare membranes. The result is one of the clearest experimental confirmations that radiative heat flow can be actively designed, with prospects for chip cooling, thermophotovoltaics (converting heat into electricity), thermal energy harvesting, and infrared sensing. Published in Nature (2026), DOI: 10.1038/s41586-026-10595-4.

カーネギーメロン大学の研究チームが、スタンフォード大学・パデュー大学と共同で、メタマテリアルによる近接場放射熱伝達（near-field radiative heat transfer）の増強を実験的に実証した。2つの物体を数百ナノメートルまで近づけると、熱エネルギーはエバネッセント電磁波としてすき間を「トンネル」し、遠方場の黒体限界を超えて伝わる——人工構造を使えば、この効果をさらに大きく高められる。

機械工学のSheng Shen教授率いるチームは、窒化ケイ素（SiN）メンブレン上に微細な金のスプリットリング共振器をパターニングし、ナノスケールのすき間を挟んで向かい合わせに配置。構造のない金プレートや裸のメンブレンと比べて、熱伝達を最大4倍に増強できることを示した。放射による熱の流れを能動的に設計・強化できることを示す最も明確な実験的確認のひとつであり、チップ冷却、熱光起電力（熱を電気に変える技術）、熱エネルギーハーベスティング、赤外線センシングへの応用が期待される。『Nature』（2026年）掲載、DOI: 10.1038/s41586-026-10595-4。

A team at the University of Chicago Pritzker School of Molecular Engineering, led by Professor Aashish Clerk, has proposed a surprisingly simple way to create powerful entangled quantum states in cavity quantum electrodynamics (cavity QED). In standard cavity QED, all atoms couple to the confined light identically; this symmetry limits which entangled states the system can produce.

The new method breaks that symmetry without new hardware: while all atoms are driven by a common laser, an additional magnetic field or lasers tune the excited-state energies of different groups of atoms, with each atom paired to another carrying an equal-and-opposite energy offset. This generates a wide variety of highly entangled states — including noise-resistant configurations for measuring gradients of magnetic or gravitational fields, and complex many-body states such as AKLT states of interest for quantum computing and condensed matter physics. The theoretical proposal, supported by the DOE's Q-NEXT center, is published in Physical Review X (2026).

シカゴ大学プリツカー分子工学スクールのAashish Clerk教授らの研究チームが、共振器量子電磁力学（キャビティQED）において、強力な量子もつれ状態を驚くほどシンプルに作り出す手法を理論的に提案した。標準的なキャビティQEDでは、すべての原子が閉じ込められた光と同一の仕方で相互作用するため、この対称性が生成できるもつれ状態の種類を制限していた。

新手法は、新しいハードウェアを追加せずにこの対称性を破る。全原子を共通のレーザーで駆動しつつ、追加の磁場やレーザーで原子のグループごとに励起状態のエネルギーをわずかにずらし、各原子に正負が反対のエネルギーオフセットを持つ「相方」を割り当てる——これだけで、多様な高もつれ状態を生成・制御できる。磁場や重力場の勾配を測るノイズ耐性の高い量子センシング構成や、量子計算・凝縮系物理で注目されるAKLT状態のような複雑な多体もつれ状態も作れることが示された。米エネルギー省のQ-NEXTセンターの支援を受けた理論提案で、『Physical Review X』（2026年）に掲載。

The ATLAS Collaboration at CERN's Large Hadron Collider has reported the first measurements of quantum entanglement between spins in pairs of Z bosons, using the rare but pristine decay H → ZZ* → 4 leptons (electron or muon pairs) in proton-proton collision data at 13 TeV and 13.6 TeV (Run 2 + Run 3). Measurements of angular observables sensitive to the ZZ* spin-density matrix yield coefficients C₂,₁,₂,₋₁ = −0.71 ± 0.45 and C₂,₂,₂,₋₂ = 0.08 ± 0.44, consistent with Standard Model predictions.

A complementary likelihood-ratio test using the full angular distribution — relying on several Standard Model assumptions in the decays — rejected the non-entangled (separable-state) hypothesis with an observed significance of 4.7 standard deviations (4.9σ expected). This constitutes strong evidence of quantum entanglement between massive vector bosons — spin-1 "qutrits" (three-level quantum systems) — at the electroweak energy scale, extending tests of quantum mechanics to by far the highest energies ever probed and opening a new program of quantum-information measurements at colliders. Reported in an ATLAS physics briefing (June 2026); paper submitted as arXiv:2603.26463.

CERNの大型ハドロン衝突型加速器（LHC）のATLAS国際共同実験が、稀少だが極めてクリーンな崩壊過程H → ZZ* → 4レプトン（電子対・ミューオン対）を用いて、Zボソン対のスピン間の量子もつれを初めて測定したと報告した。使用したのは重心系エネルギー13 TeVおよび13.6 TeVの陽子-陽子衝突データ（Run 2＋Run 3）。ZZ*のスピン密度行列に感度を持つ角度観測量の測定から、係数C₂,₁,₂,₋₁ = −0.71 ± 0.45、C₂,₂,₂,₋₂ = 0.08 ± 0.44が得られ、標準模型の予言と一致した。

さらに、崩壊過程に標準模型のいくつかの仮定を置いた上で全角度分布を用いる尤度比検定を行ったところ、「もつれていない（分離可能状態）」という仮説は観測有意度4.7σ（期待値4.9σ）で棄却された。これは、巨大な質量を持つベクトルボソン——スピン1の“クートリット”（3準位量子系）——同士の量子もつれの強い証拠を電弱スケールで初めて示したもので、量子力学の検証をこれまでで圧倒的に高いエネルギー領域へと拡張し、加速器における量子情報測定という新しい研究プログラムを開く成果である。ATLAS実験の物理ブリーフィング（2026年6月）で発表、論文はarXiv:2603.26463として投稿済み。

Cobalt is one of the best-studied magnetic metals — a textbook elemental ferromagnet found in hard drives, motors and battery materials — so few surprises were expected from its electronic structure. An international team led by Jaime Sánchez-Barriga at Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) used spin-resolved photoemission (spin-ARPES) at the BESSY II synchrotron and found otherwise: cobalt is threaded with spin-polarized magnetic nodal lines — extended paths where two spin-sorted electron bands cross without opening a gap — that remain robust even at room temperature.

Because cobalt's magnetism breaks time-reversal symmetry, the electrons forming these nodal lines carry a net spin polarization that can be fully reversed by flipping the magnetization, and near the crossings they behave like fast, nearly massless Weyl-like carriers. Switching the magnetization direction can open a gap at selected crossings or continuously tune the spin texture — precisely the kind of magnetic on/off control wanted for spintronic devices, which encode information in electron spin rather than charge. Cobalt's elemental simplicity and high Curie temperature keep these states stable at and above room temperature, reframing a familiar metal as a tunable topological platform. The work is a measurement of material properties, not yet a working device.

コバルトは最もよく調べられた磁性金属の一つで、ハードディスクやモーター、電池材料に使われる“教科書的”な元素強磁性体だ。そのため、電子構造に大きな驚きはないと考えられてきた。しかし、ヘルムホルツ・センター・ベルリン（HZB）のJaime Sánchez-Barriga氏が率いる国際チームが、BESSY II放射光施設でスピン分解光電子分光（スピンARPES）を用いて調べたところ、事情は異なっていた。コバルトの内部には、スピン偏極した磁気ノーダルライン——スピンで分類された2つの電子バンドが、ギャップを開かずに交差する“延びた経路”——が網の目のように張り巡らされ、しかも室温でも安定に保たれていたのである。

コバルトの磁性は時間反転対称性を破るため、これらのノーダルラインをなす電子は正味のスピン偏極をもち、磁化の向きを反転させれば完全に反転させられる。さらに交差点の近傍では、電子は質量がほぼゼロのワイル型の高速なキャリアのように振る舞う。磁化方向を切り替えることで、特定の交差点にギャップを開いたり、スピン構造を連続的に調整したりできる——これはまさに、電荷ではなく電子スピンで情報を担うスピントロニクス素子に求められる磁気的な“オン／オフ”制御だ。元素としての単純さと高いキュリー温度のおかげで、これらの状態は室温以上でも安定で、ありふれた金属を“調整可能なトポロジカル基盤”として捉え直させる。ただし本研究は材料物性の測定であり、動作するデバイスはこれからの課題である。

Actively feeding black holes betray themselves as brilliant quasars, but a dormant black hole emits almost nothing — its presence can only be inferred from the motion of stars caught in its gravity. That “stellar dynamics” technique had so far been limited to relatively nearby galaxies. An international team led by Andrew B. Newman (Carnegie Science), with co-authors including Meng Gu, Sirio Belli and Richard S. Ellis (UCL), has now pushed it to a record distance.

The target is MRG-M0138, a massive quiescent galaxy at redshift 1.95 — seen as it was when the Universe was only about 3 billion years old, roughly 10 billion light-years away. A foreground galaxy cluster acts as a natural gravitational lens, magnifying the galaxy about 30-fold. Combining this magnification with JWST NIRSpec integral-field spectroscopy, the team spatially resolved the stellar kinematics inside the black hole’s sphere of influence and weighed it at 6.0 (+2.1/−1.7) × 10⁹ solar masses — the most distant dormant black hole ever measured, about 15 times farther than the previous record. Both the black hole and its galaxy are inert: MRG-M0138 likely once hosted a luminous quasar whose feedback shut down star formation. Intriguingly, the measured mass is consistent with one local black-hole–galaxy scaling relation but inconsistent with another, providing a rare test of how these correlations evolved. Published in Science.

活発に物質を飲み込むブラックホールは明るいクエーサーとして自らの存在を示すが、休眠中のブラックホールはほとんど何も放射しない——その存在は、重力に捕らえられた恒星の運動からしか推定できない。この「恒星力学」による質量測定は、これまで比較的近傍の銀河に限られていた。Andrew B. Newman（カーネギー研究所）率いる国際チーム（共著者にMeng Gu、Sirio Belli、Richard S. Ellis〈UCL〉ら）は今回、この手法を記録的な距離へと押し広げた。

標的は赤方偏移1.95にある大質量の静穏銀河MRG-M0138。宇宙誕生からわずか約30億年後の姿で、距離は約100億光年に相当する。手前にある銀河団が天然の重力レンズとして働き、この銀河を約30倍に拡大。この拡大効果とJWSTのNIRSpec面分光（IFU）を組み合わせ、チームはブラックホールの重力圏内部の恒星運動を空間分解し、その質量を6.0（+2.1/−1.7）×10⁹太陽質量と測定した。休眠ブラックホールの質量測定としては史上最遠で、従来記録の約15倍の距離となる。ブラックホールも母銀河も不活発で、MRG-M0138はかつて明るいクエーサーを宿し、そのフィードバックが星形成を止めたとみられる。興味深いことに、測定された質量は局所宇宙のブラックホール－銀河スケーリング関係の一方とは整合する一方、もう一方とは矛盾しており、これらの相関が宇宙史の中でどう進化したかを試す貴重な手がかりとなる。成果はScienceに掲載された。

Quarks — up, down, charm, strange, top and bottom — bind into baryons (three quarks, like the proton and neutron) and mesons. Particles carrying two charm quarks are especially rare and heavy, and the quark model has long predicted a trio of such “doubly charmed” baryons. LHCb discovered the first (Ξcc⁺⁺) in 2017 and the second (Ξcc⁺) earlier in 2026, leaving one member missing.

At the Beauty 2026 conference in Maastricht, the LHCb collaboration at CERN's Large Hadron Collider announced the first observation of the Ωcc⁺ baryon — containing two charm quarks and one strange quark — completing the family. Reconstructed from 2024 Run-3 proton–proton collision data, it appears as a peak around a mass of 3727 MeV/c² (roughly four times the proton mass) in the Ωc⁰π⁺ spectrum, with the short-lived particle travelling a fraction of a millimetre before decaying. The result, about 50 years after such states were first predicted, sharpens tests of how the strong force binds heavy quarks.

クォーク——アップ、ダウン、チャーム、ストレンジ、トップ、ボトム——は結びついて、3個から成るバリオン（陽子や中性子の仲間）や中間子をつくる。チャームクォークを2個もつ粒子はとりわけ稀で重く、クォーク模型はこうした「二重チャーム」バリオンが3種類存在すると長く予言してきた。LHCbは2017年に1番目（Ξcc⁺⁺）を、2026年初めに2番目（Ξcc⁺）を発見し、残るは最後の1種だった。

オランダ・マーストリヒトで開かれた国際会議Beauty 2026で、CERNの大型ハドロン衝突型加速器（LHC）のLHCb実験は、チャーム2個とストレンジ1個から成るΩcc⁺バリオンの初観測を発表し、この一族を完成させた。2024年のRun-3陽子–陽子衝突データから再構成され、Ωc⁰π⁺のスペクトル中に質量およそ3727 MeV/c²（陽子の約4倍）のピークとして現れた。寿命の短いこの粒子は、崩壊するまでに1ミリメートルに満たないわずかな距離だけ進む。約50年前に予言された状態の確認であり、強い力が重いクォークをどう束ねるかの検証を精密化する。

A Schrödinger-cat state places a system in a quantum superposition of two distinct configurations at once. Traditionally these “cats” are built from coherent states — the most classical-like wave packets — placed in opposition. Such states are central to quantum sensing and to bosonic error-correction codes for quantum computers.

Researchers at the University of Oxford, including Sebastian Saner and Raghavendra Srinivas, instead built cat-like superpositions from components that are themselves already deeply nonclassical: squeezed, trisqueezed and quadsqueezed motional states of a single trapped ion, in which quantum uncertainty is reshaped in unusual ways. By engineering interactions between the ion's internal qubit and its motion, they sculpted programmable superpositions and confirmed genuine quantum features such as interference and Wigner negativity. The approach deepens the quantum character of cat states from the inside and supplies a platform that squeezed-cat error-correction schemes require. The work appears in Physical Review X.

シュレディンガーの猫状態とは、系を2つの異なる配置の量子的な重ね合わせに同時に置いたものだ。従来この「猫」は、最も古典に近い波束であるコヒーレント状態どうしを対立させて作られてきた。こうした状態は量子センシングや、量子コンピュータ向けのボソニック誤り訂正符号の中心にある。

オックスフォード大学のSebastian Saner、Raghavendra Srinivasらは、これに代えて、部品そのものがすでに強く非古典的な状態——量子的な不確かさを変わった形に再配分した、単一イオンの運動のスクイーズド／トリスクイーズド／クアッドスクイーズド状態——から猫的な重ね合わせを構築した。イオンの内部量子ビットとその運動の間の相互作用を設計することで、プログラム可能な重ね合わせを“彫り出し”、干渉やウィグナー負性といった真の量子的特徴を確認した。猫状態の量子性を内側から深めるこの手法は、スクイーズド猫型の誤り訂正方式が必要とする土台を提供する。成果はPhysical Review Xに掲載された。

U.S. startup Atom Computing announced what it describes as the industry’s first full demonstration of quantum error correction using a toric code — the torus-shaped stabilizer code proposed by Alexei Kitaev that underlies much of modern fault-tolerance theory — on a neutral-atom quantum computer. According to the company, the results show that logical error rates decrease as more qubits are used, the key scaling requirement for fault tolerance, and that error correction was sustained over many consecutive rounds — a feat previously reported by only one other company, and now achieved with neutral atoms for the first time.

Atom Computing credits several architectural features: the ability to dynamically rearrange atoms, giving effective all-to-all connectivity unconstrained by a fixed chip layout; a zoned architecture that parallelizes operations; and nuclear-spin qubits with very long coherence times, needed to survive deep circuits. “This is the clearest demonstration yet that neutral atoms are highly competitive with superconducting systems and other approaches for building scalable logical qubits,” said CEO and founder Ben Bloom. The claims are from the company’s June 3 press release; a detailed technical publication is the natural next step for independent scrutiny.

米スタートアップのAtom Computing社は、中性原子方式の量子コンピュータ上で、トーリック符号——アレクセイ・キタエフが提案したトーラス（ドーナツ）型の安定化符号で、現代のフォールトトレランス理論の土台——を用いた量子誤り訂正（QEC）の「業界初のフル実証」に成功したと発表した。同社によれば、量子ビット数を増やすほど論理エラー率が下がるという、フォールトトレランスに不可欠なスケーリング条件を確認し、さらに多数の連続ラウンドにわたって誤り訂正を持続させた。これを実証済みの企業は世界でもう1社しかなく、中性原子方式では初となる。

同社はこの成果を支えたアーキテクチャ上の特徴として、固定的なチップ配線に縛られない実効的な全結合接続を可能にする原子の動的再配置、演算を並列化するゾーン型アーキテクチャ、そして深い回路にも耐える非常に長いコヒーレンス時間を持つ核スピン量子ビットを挙げている。創業者兼CEOのBen Bloom氏は「中性原子が、スケーラブルな論理量子ビットの構築において超伝導方式などと十分に渡り合えることを示す、これまでで最も明確な実証だ」と述べた。なお本件は6月3日付の同社プレスリリースに基づく発表であり、詳細な技術論文による独立した検証が次のステップとなる。

By definition, a photon is an elementary particle of light that cannot be split into smaller pieces. Yet a photon is also an extended wave spread across space. So what would happen if you intercepted only part of that wave — for example, with an ultrafast optical shutter (a very fast mirror switched on and off) that blocks the middle of a light pulse?

In a theoretical study in Physical Review Letters, Johannes Skaar and colleagues show the answer is strange: you cannot make “half a photon.” Instead, the act of abruptly chopping the wave injects energy and conjures an infinite swarm of additional photons out of the vacuum. The result is a clean, intuitive demonstration of how quantum field theory protects the photon as an indivisible quantum, and of how sharp time-domain manipulations of light create particles. A preprint is available on arXiv (2510.21636).

定義上、光子は光の素粒子であり、それ以上小さく分割することはできない。しかし光子は同時に、空間に広がった波でもある。では、その波の一部だけを——たとえば、光パルスの途中を遮る超高速の光シャッター（高速にオン・オフする鏡）で——切り取ろうとしたら、何が起きるのか。

Physical Review Lettersに掲載された理論研究で、Johannes Skaarらは、その答えが奇妙であることを示した。「半分の光子」を作ることはできない。代わりに、波を急激に断ち切るという行為がエネルギーを注ぎ込み、真空から追加の光子の無限の群れを生み出してしまう。これは、場の量子論が光子を分割不可能な量子として守っていること、そして光を時間領域で鋭く操作すると粒子が生まれることを、明快で直観的に示す結果である。プレプリントはarXiv（2510.21636）で公開されている。

Magnons — the quanta of spin waves in a magnet — are promising carriers for sensing and quantum information, but like any physical system they are subject to thermal fluctuations (noise) that blur precise measurements. A technique called squeezing redistributes those fluctuations in phase space, pushing the noise in one quadrature below its usual level at the expense of the conjugate one; squeezing is well established for light and for mechanical oscillators, but realizing and characterizing it in magnetic media had remained largely unexplored.

A team led by Tomosato Hioki and Kaito Tojo (equal contribution) with Professor Eiji Saitoh at the University of Tokyo — together with the Advanced Institute for Materials Research (WPI-AIMR) at Tohoku University (Mehrdad Elyasi, Gerrit E. W. Bauer), RIKEN CEMS and JST — demonstrated single-mode thermal squeezing of the magnetization dynamics in an yttrium iron garnet (YIG) film using microwave parametric excitation, driving the noise below the thermal level in one phase. They further observed two-mode thermal squeezing: correlated fluctuations between two magnon modes concentrated on the top and bottom surfaces of the film, persisting even near room temperature. The result opens paths to ultra-low-noise magnetic sensing, future quantum information technology, and heat engines that use non-equilibrium squeezing to beat equilibrium thermodynamic limits. Published (open access) in Nature Physics (1 June 2026).

マグノン——磁性体中のスピン波の量子——は、センシングや量子情報の担い手として有望だが、あらゆる物理系と同じく熱ゆらぎ（ノイズ）の影響を受け、精密な計測がぼやけてしまう。スクイージング（圧縮）と呼ばれる手法は、位相空間でゆらぎを片方の直交成分だけ通常より下に押し縮める（その分もう一方は増える）。光や機械振動子ではよく確立されているが、磁性媒体での実現と評価はほとんど手つかずだった。

東京大学の日置友智助教と東條海斗氏（共同筆頭）、齊藤英治教授（兼・理研CEMSチームディレクター、東北大WPI-AIMR主任研究者）を中心に、東北大材料科学高等研究所（WPI-AIMR）のMehrdad Elyasi准教授・Gerrit E. W. Bauer主任研究者、理研、JSTが参加した研究グループは、イットリウム鉄ガーネット（YIG）薄膜の磁化ダイナミクスにおいて、マイクロ波パラメトリック励起を用いた単一モードの熱スクイージングを実証し、ノイズを特定の位相で熱励起レベル以下に抑制した。さらに、薄膜の上面と下面に偏って存在する2つのマグノンモード間に相関が生じる二モードの熱スクイージングも観測し、室温付近でも持続することを示した。磁気デバイスの究極的な低ノイズ化、将来の量子情報技術、そして非平衡特有のスクイーズ強度を使って平衡熱力学の限界を超える熱機関の創出に道を開く。Nature Physicsにオープンアクセスで掲載（2026年6月1日）。

The formal public debate on CERN's Future Circular Collider (FCC) project has opened in France, organized under the auspices of the Commission Nationale du Débat Public (CNDP) and running from 2 June to 1 October 2026, with a kick-off meeting on 4 June at Archamps. It runs in parallel with the Swiss public consultation (18 May – 2 October 2026). Public debates under the CNDP are the most important form of public participation in France for major infrastructure projects.

If approved — with the CERN Council decision expected no earlier than 2028 as part of the update to the European Strategy for Particle Physics — the FCC would be built in a ring-shaped tunnel of about 91 km circumference (90.7 km in the feasibility study) at an average depth of ~200 m beneath the Haute-Savoie and Ain departments in France and the canton of Geneva. Its first phase (FCC-ee) would collide electrons and positrons as a "Higgs factory", measuring the Higgs boson and other Standard Model particles with unprecedented precision to probe dark matter, the matter-antimatter asymmetry and physics beyond the Standard Model. The debates address not only the scientific case but also environmental impact, land use and electricity consumption of the giant machine.

CERNの次世代加速器構想「将来円形衝突型加速器（FCC）」に関する正式な公開討論がフランスで始まった。フランス国家公開討論委員会（CNDP）の主催で2026年6月2日から10月1日まで実施され、キックオフ集会は6月4日にアルシャン（Archamps）で開催。スイス側の市民協議プロセス（5月18日〜10月2日）とも並行して進む。CNDPによる公開討論は、フランスにおける大型インフラ事業への市民参加の最も重要な制度である。

FCCの建設可否は、欧州素粒子物理戦略の更新の一環として早くて2028年にCERN理事会が決定する。承認されれば、フランスのオート＝サヴォワ県・アン県とスイスのジュネーブ州の地下平均約200mに、全周約91km（フィージビリティ報告書では90.7km）のリング状トンネルが建設される。第1段階（FCC-ee）は電子と陽電子を衝突させる「ヒッグス工場」として、ヒッグス粒子をはじめとする標準模型の粒子をかつてない精度で測定し、ダークマターの正体や物質・反物質の非対称性、標準模型を超える物理の探索を目指す。討論では科学的意義に加え、巨大装置の環境負荷・土地利用・電力消費も主要な論点となっている。

In certain atomically thin semiconductors, electrons can occupy one of two energy “valleys” — a quantum label, the valley degree of freedom, that could encode information much like spin does in spintronics. The field of valleytronics has long been stuck on a practical problem: researchers could generate valley-encoded signals or detect them, but never do everything in one integrated device.

A team at Monash University led by Dr. Chi Li (with co-first author Dr. Kaijian Xing and senior author Dr. Haoran Ren, alongside Professors Michael S. Fuhrer and Stefan A. Maier) has now built a fully integrated on-chip programmable valley optoelectronic nanocircuit that creates, routes and reads valley-encoded light signals within a single compact system — at room temperature. The key was a straightforward stacking approach that combines few-atom-thick materials with engineered metasurfaces, sidestepping the difficulty of growing such materials directly on photonic structures. As a demonstration, the chip encoded and processed two separate images simultaneously. The international collaboration spanned Australia, China, Singapore, Germany and Japan (including Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi), and the authors see applications in low-energy photonic computing, quantum technologies and optical communications. Published in Nature Photonics.

ある種の原子レベルに薄い半導体では、電子は2つのエネルギーの「谷（バレー）」のどちらかを占めることができる。この量子的なラベル——バレー自由度——は、スピントロニクスにおけるスピンのように情報を符号化できる可能性を秘める。しかしバレートロニクスの分野は長らく実用上の壁に阻まれてきた。バレー符号化された信号を「生成する」ことも「検出する」こともできたが、すべてを1つの集積デバイスで行うことはできなかったのだ。

モナシュ大学のChi Li博士率いるチーム（共同筆頭著者Kaijian Xing博士、責任著者Haoran Ren博士、ほかMichael S. Fuhrer教授、Stefan A. Maier教授ら）は今回、バレー符号化された光信号の生成・経路制御・電気信号としての読み出しを単一のコンパクトなシステム内で行う、完全集積型のオンチップ・プログラマブル・バレー光電子ナノ回路を構築した。しかも室温動作である。鍵となったのは、原子数個分の厚さの材料と設計されたメタサーフェスを組み合わせるシンプルな積層アプローチで、フォトニック構造上に直接材料を成長させる難題を回避した。実証として、チップは2枚の別々の画像を同時に符号化・処理してみせた。豪・中・シンガポール・独・日（Kenji Watanabe、Takashi Taniguchiらが参加）にまたがる国際共同研究であり、著者らは低消費エネルギーの光コンピューティング、量子技術、光通信への応用を見込む。成果はNature Photonicsに掲載された。

Early fault-tolerant quantum computers — machines capable of on the order of a million reliable logical operations (the “megaquop” regime) — are expected within a few years, but two overheads threaten to eat their budget: preparing low-noise “magic” resource states via distillation, and synthesizing arbitrary rotations from a discrete gate set. QuEra Computing and Los Alamos National Laboratory have published a hardware/software co-designed answer: the transversal STAR (Space-Time Efficient Analog Rotation) architecture, tailored to reconfigurable neutral-atom arrays.

For structured tasks such as simulating quantum materials and non-equilibrium many-body dynamics, the scheme performs the needed small-angle rotations directly and transversally, bypassing magic-state distillation and discrete gate synthesis, and yielding execution speed-ups of up to ~250× over conventional fault-tolerant approaches. Integrating high-rate qLDPC codes (such as a [[32, 2, 4]] toric variant) whose internal symmetries align with the simulated lattice pushes the required physical footprint down to roughly 1,500–3,000 qubits — versus about 10,000–15,000 for the surface-code version — while keeping the speed advantage. The paper is led by co-first authors Refaat Ismail (QuEra) and I-Chi Chen (Los Alamos National Laboratory), with co-authors including Fangli Liu, Hengyun Zhou, Sheng-Tao Wang and Milan Kornjača (QuEra) and Andrew Sornborger (LANL). Published in PRX Quantum; preprint on arXiv.

100万回規模の信頼できる論理演算（「メガクオップ」領域）をこなす初期の誤り耐性量子コンピュータは数年内の登場が見込まれるが、その計算予算を食い潰しかねない2つのオーバーヘッドがある。蒸留による低ノイズな「魔法状態」の準備と、離散的なゲート集合から任意回転を合成するゲート合成だ。QuEra Computingとロスアラモス国立研究所（LANL）は、再構成可能な中性原子アレイに合わせてハードとソフトを共同設計した解答——transversal STAR（Space-Time Efficient Analog Rotation）アーキテクチャ——を発表した。

量子物質のシミュレーションや非平衡多体ダイナミクスのような構造を持つタスクでは、必要な微小角回転を直接トランスバーサルに実行することで、魔法状態蒸留と離散ゲート合成を回避し、従来の誤り耐性手法に対して最大約250倍の実行高速化を実現する。さらに、シミュレーション対象の格子の対称性と符号内部の対称性を揃えた高レートのqLDPC符号（[[32, 2, 4]]トーリック型など）を統合すると、必要な物理量子ビット数は表面符号版の約10,000～15,000個から約1,500～3,000個まで削減でき、速度面の優位も維持される。共同筆頭著者はRefaat Ismail（QuEra）とI-Chi Chen（ロスアラモス国立研究所）。共著者にFangli Liu、Hengyun Zhou、Sheng-Tao Wang、Milan Kornjača（QuEra）、Andrew Sornborger（LANL）らが名を連ねる。成果はPRX Quantumに掲載され、プレプリントはarXivで公開されている。

The nonlinear Hall effect (NLHE) is a quantum transport phenomenon in which a voltage appears perpendicular to an applied alternating current even with no magnetic field — and, crucially, it can rectify, converting an AC drive directly into DC output without the diodes and junctions a conventional rectifier needs. That makes it attractive for harvesting ambient electromagnetic energy (Wi-Fi and other radio-frequency fields arrive as oscillations) to power devices without batteries.

An international team led by Prof. Dongchen Qi (Queensland University of Technology) and Prof. Xiao Renshaw Wang (Nanyang Technological University) studied the NLHE in the well-known topological insulator bismuth telluride (Bi₂Te₃) and disentangled which microscopic mechanisms control it: impurity scattering dominates at low temperature, while lattice vibrations (phonon scattering) take over as the material warms, with the rectified output able to strengthen and even reverse direction near ~230 K. This temperature tunability is a step toward designing compact, room-temperature AC-to-DC energy harvesters and self-powered sensors. Published in Newton (Cell Press, 2026), DOI: 10.1016/j.newton.2026.100410. (Primary coverage of this study appeared in February 2026, with continued attention into mid-2026.)

非線形ホール効果（NLHE）は、磁場がなくても、加えた交流電流に対して垂直方向に電圧が現れる量子輸送現象だ。決定的に重要なのは、これが整流（AC→DC変換）を起こせる点で、従来の整流回路に必要なダイオードや接合なしに、交流入力をそのまま直流出力に変えられる。だからこそ、環境中の電磁波エネルギー（Wi-Fiなどの電波は振動として届く）を回収し、電池なしでデバイスを動かす用途に魅力がある。

QUT（クイーンズランド工科大学）のDongchen Qi教授とNTU（南洋理工大学）のXiao Renshaw Wang教授が率いる国際チームは、よく知られたトポロジカル絶縁体テルル化ビスマス（Bi₂Te₃）でこのNLHEを調べ、それを支配する微視的メカニズムを切り分けた。不純物散乱が低温で支配的になり、温度が上がると格子振動（フォノン散乱）が主役になる。整流出力は強まったり、約230 K付近で向きが反転したりする。この温度による制御性は、室温で動く小型のAC→DCエネルギーハーベスタや自己給電センサーの設計に向けた一歩となる。Cell Press『Newton』誌（2026年）掲載、DOI: 10.1016/j.newton.2026.100410。（本研究の主な報道は2026年2月で、その後2026年半ばにかけても注目が続いた。）