実験的検証

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実験的検証

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/09/23 09:32 UTC 版)

「ホログラフィック原理」の記事における「実験的検証」の解説

フェルミラボの物理学者en:Craig Hoganは、ホログラフィック原理は空間的位置の量子揺らぎを示唆すると主張している 。このため、その見かけの背景ノイズ、"ホログラフィック・ノイズ"は重力波検出器、特にen:GEO 600によって測定可能であると考えられている。しかしながら、これらの主張は量子重力研究者の間で広くは受け入れられたり引用されておらず、弦理論の計算結果と合わないように見える 欧州宇宙機関により2002年に打ち上げられた宇宙望遠鏡INTEGRALが2004年に観測したガンマ線バーストen:GRB 041219Aの2011年の解析の結果、Craig Hoganのノイズは下は10−48mのスケールまで不在であり、Hoganによる10−35mスケールに見つかるという予想と反しており、GEO 600計器の測定では10−16mスケールに見つかっている。Hogan効果の探索は2012年も継続されている。 ヤコブ・ベッケンシュタインもまたホログラフィック原理を卓上光子実験で検出できると主張している。

実験的検証

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/03/20 10:26 UTC 版)

「天然変性タンパク質」の記事における「実験的検証」の解説

天然変性領域予測の細胞内での大規模な検証は、ビオチン「ペインティング」によって可能である。 天然変性タンパク質は、精製することができれば、さまざまな実験手法によって同定することが可能である。タンパク質のディスオーダー領域に関する情報を得る主要な方法はNMR分光法である。また、Ｘ線結晶構造解析における電子密度の欠落もディスオーダーの徴候となる。 フォールディングしたタンパク質は密度が高く（部分比容は0.72-0.74 mL/g）、それに比例して小さな回転半径を有する。したがって、フォールディングしていないタンパク質は、サイズ排除クロマトグラフィー、分析超遠心、X線小角散乱（SAXS）など、分子量、密度、または流体力学的抗力に感度の高い手法によって検出することができる。また、フォールディングしていないタンパク質は二次構造を持たないことで特徴づけられるため、遠紫外光（170-250 nm）円偏光二色性分光法（特に200 nm付近の顕著な極小）や赤外分光法によっても分析することができる。フォールディングしていないタンパク質は主鎖のペプチド基が溶媒に露出しているため、プロテアーゼによって容易に切断される。完全に構造をとらないタンパク質領域は、低いプロテアーゼ濃度や短い分解時間でのタンパク質分解に対する高度の感受性によって実験的に検証することができる。また、迅速な水素-重水素交換（英語版）が行われ、NMRによる測定では1Hアミドの化学シフトは小さなdispersion（<1 ppm）を示す（フォールディングしたタンパク質では、アミドプロトンは5 ppm程度が一般的である）。近年、Fast parallel proteolysis（FASTpp）などの新たな手法が導入され、精製を必要とせずにフォールディングしているかどうかを決定できるようになった。ミスセンス変異や、タンパク質パートナーの結合、（自己）重合によるフォールディング（コイルドコイルなど）といったわずかな安定性の差異もFASTppによって検出できることが、トロポミオシン-トロポニン相互作用の研究によって示された。 IDPの構造やダイナミクスをバルクで研究する方法としては、アンサンブルの形状情報にはSAXSが、原子レベルでのアンサンブルのリファインメントにはNMRが、分子相互作用やコンフォメーションの変化を可視化するためには蛍光が、タンパク質結晶中でより可動性の高い領域を明らかにするためにはX線結晶構造解析が、タンパク質のあまり固定されていない部分を明らかにするにはクライオ電子顕微鏡が、IDPのサイズ分布や凝集速度をモニターするためには光散乱が、IDPの二次構造をモニターするためにはNMRの化学シフトや円偏光二色性が利用される。 IDPを1分子で研究する方法としては、IDPのコンフォメーションの柔軟性や構造変化の速度を研究するためにはspFRETが、IDPやそのオリゴマー、凝集体のアンサンブルの高分解能情報を得るためには光ピンセットが、IDPの全体的な形状分布を明らかにするためにはnanoporeが、弱い力で長時間の構造変化を研究するためには磁気ピンセットが、IDPの時空間的柔軟性を直接的に可視化するためには高速原子間力顕微鏡が利用される。

実験的検証

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/06/10 22:23 UTC 版)

「長さの収縮」の記事における「実験的検証」の解説

「特殊相対性理論の試験（英語版）」も参照 観測される物体と共に運動している観測者は、観測者が自身と物体を相対性理論の原理に従い同じ慣性系で静止していると判断する（Trouton–Rankine実験で実証されたように）ため、物体の収縮を測定することはできない。よって長さの収縮は物体の静止系では測定することはできず、観測される物体が運動している系でしか測定できない。さらに、このような共に運動しない系においても長さの収縮を直接実験的に確認することは難しい。なぜなら現在の技術では大部分の物体を相対論的速度に加速することはできないからである。さらに要求される速度で運動する物体は原子粒子だけであるが、その空間的広がりが小さすぎるため収縮を直接測定することができない。 しかし、共に運動しない系で間接的に確認されている。 有名な実験の否定的な結果であり、長さの収縮を導入する必要が出たマイケルソン・モーリーの実験（後にKennedy–Thorndike実験）。特殊相対性理論においては次のような説明になる。その静止系において干渉計は相対性原理にしたがい静止しているとみなすことができるため、光の伝播時間は全方向で同じである。干渉計が動いている系では横方向のビームは動かない系に対してより長い対角線の経路を通らなくてはならず、移動時間は長くなるが、縦方向のビームは順方向と逆方向でそれぞれ時間L/(c-v)とL/(c+v)をとるため、遅延する要因はさらに長くなる。それにより縦方向では否定的な実験結果に従い、両方の移動時間を等しくするために干渉計を収縮させることになる。こうすることで2つの経路での光速は一定となり、干渉計の垂直なアームに沿った往復伝播時間はその運動と向きに依存しない。 地球の基準系で測定した大気の厚さを考えると、ミュー粒子の寿命は非常に短いため光速であっても地表に到達することはできないはずであるが、到達している。地球の基準系からはミュー粒子の時間が時間の遅れにより遅くなることによってのみこれが可能になるが、ミュー粒子の系では大気が収縮して移動時間が短くなることでこの効果が説明される。 静止時には球形をしている重イオンは光速に近い速度で運動すると「パンケーキ」や平らな円板の形をしていると推測される。また、実際には粒子衝突から得られる結果は長さの収縮による核子密度の増加を考慮しなければ説明できない。 大きな相対速度を持つ荷電粒子のイオン化の能力は予想より高い。相対論以前の物理学では、運動中のイオン化粒子が他の原子や分子の電子と相互作用できる時間が短くなるため、速い速度ではこの能力は下がるはずである。しかし、相対論においては予想より大きいイオン化の能力は、イオン化粒子が運動している系のクーロン場の長さが収縮し、運動線に対して垂直な方向の電場強度が増加することにより説明される。 シンクロトロンや自由電子レーザーでは、アンジュレータに相対論的電子を注入することでシンクロトロン放射を発生させている。電子の固有の系では、アンジュレータが収縮し、放射周波数が増加する。さらに、実験室系で測定される周波数を知るには、相対論的ドップラー効果を適用する必要がある。そのため、長さの収縮と相対論的ドップラー効果の助けを借りてのみ、アンジュレータ放射の極めて短い波長を説明することができる。