2020年 | プレスリリース?研究成果
ナノマシンにできないことを表現する不等式 ― 応答の基本的限界をゆらぎであらわす ―
【概要】
空気や海にある膨大なエネルギーを热として取り出して仕事をしつづける机械はつくれません。これは人类の努力が足りないのでなく、科学技术がどんなに进歩しても絶対にできない宇宙の规则です。热力学により、この规则はエントロピー注１とよばれる物理量を使った不等式として表現されます。近年、生体内で働く大きさ10ナノメートル（ナノは10億分の１）くらいの小さな機械に関する物理法則が議論されてきました。特に、小さな機械では周りの分子の影響を受けて相対的に大きくゆらぎながら作動するので、ゆらぐ機械の本質的限界を明らかにすることが問題になっていました。東北大学材料科学高等研究所（AIMR）Andreas Dechant 助教（2020年4月1日より京都大学大学院理学研究科特定研究員）と京都大学大学院理学研究科 佐々真一 教授は、本研究において、ゆらぐ機械が本質的にできないことを表現する新しい不等式を見出しました。機械が作動する条件を変えたときの応答の限界がゆらぎとエントロピーによってあらわされます。今後、新しい不等式を使って、個々のゆらぐ機械の性能を特徴づけることにより、生体内分子機械の設計原理が不等式によって解き明かされることが期待されます。
本研究成果は、2020年3月9日に米国の国际学术誌「笔狈础厂」のオンライン版に掲载されました。
【用语解説】
注１ エントロピー：
乱雑さの程度を特徴づける量。19世纪に、运动の激しさという乱雑さと分子の散らばり具合という乱雑さを相互に変换して比べられるように定式化された。その后、ミクロな世界の确率分布を使った表现を経て、情报理论においても重要な役割を果たしている。
问い合わせ先
材料科学高等研究所（AIMR) 広報戦略室
罢别濒：022-217-6146
贰-尘补颈濒：补颈尘谤-辞耻迟谤别补肠丑*驳谤辫.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）