冷凍光線

　まったく。Pythonへのコンバートとか公開方法とか。どうしたもんだか。

　まぁ、それはいいです。これが、それらとは別の話への前振りになるかもしれないし。

　さて、−1000度(これくらなら単位が何でもいいや)の冷凍光線みたいな話がフィクションに出てきたのを聞いたことがあるかと思います。まぁ、だいたいの反応は「バッカでー」みたいなものでしょう。

　そこでちょい考えてみましょう。

　ある物Aがある温度を持っていたとしましょう。それに、異なる温度を持ったある物Bを接触させたとします。ある物AとBの温度はいずれ均衡します。さて、ここで問題。ある者AとBの元の温度から均衡した温度に至る際の条件はどうでしょうか。体積とかもありますし、比熱、それと時間あたり。

　そんなこんなで想像がついた方もいるかと思いますが。ある物Aに何かを照射したとして、ある物Aの温度がどれくらいの時間にどれくらい下がったか。そこから想定として照射したものの仮想の、あるいは実質的な温度というものを想定できます。このやり方だと、−1000度とかも、想定としては設定できます。

　んでもって、今はそういう照射するようなのは、ちょい例外を除いて、存在しません。なぜでしょうか。

　話は簡単で、分子とかにエネルギーを与えるのは簡単です。ともかくエネルギーを与えればいいので。

　それに対してエネルギーを奪うのは面倒臭いです。とくにこういう方法の場合。というのも分子の振動やら運動やらに対してカウンターになる方向にエネルギーを与えないといけないからです。あー、分子とかが右に振動しようとしてるとか動こうとしていたら、分子にでも左に動くようにエネルギーを与えないといけないわけです。ただ、まぁ、原理としてはそういう話です。

　ところで、レーザーで、原子とかの温度を下げたというような話を聞いたことがあるかとも思います。レーザーが照射されると、エネルギーを与えますよね。なのに、なぜ温度が下がるのでしょうか。

　まず、原理としては、先のカウンターになる方向にというのがあります。ですが、これは振動やら運動やらを検知してやらないといけません。それはちょい面倒臭い。ではどうするか。何でもいいので、左右に振動している物を想像してみてください。その振動している物の左右から、指の先ででもその物を押さえ込むのも想像してみてください。最終的に、その物は左右からの指に押さえ込まれて、振動しなくなります。

　押さえ込む方向はもっと増えますが、色々な方向から押さえ込んでやると、動けなくなります。それが、温度が下がることになるわけです。エネルギーを与えているのに温度が下がるというのは不思議かもしれませんけど、まぁそういう話です。

　さて、ではレーザー核融合の場合はどうでしょう。同じくレーザーでエネルギーを与えて、原子を押し付けてやります。でもその結果として、核融合が起きて、熱が出ます。

　この二つで何が違うでしょうか。まぁ、単純には原子の数です。それに加えて、使う原子の軽さ的なものもありますが。

　結局、冷却光線はできないのでしょうか。まぁ無理っぽいですね。電磁場を使って、イオンなりプラズマ化させたものが対象なら、多少違う方法もあるかもしれませんが。電磁場の中をイオンなりプラズマ化させたものが動くとしたら、これは電磁場の中を電流が流れているのと同じことになります。この場合、フレミングの法則で力がかかることになります。それをうまいことやってやれば、似たことはできるでしょう。あ、核融合でヘリカルでもトカマクでも力を加え続ける方向ですけど。

　さて、では、エネルギーを持っている原子でも分子でもを、持っているエネルギーの大小によって分離できたらどうでしょうか。その場合、対象の全部ではありませんが、まぁたぶん半分の領域においては元々の混在していた状態よりも温度が下がります。もう片方の領域は温度が上がります。どっかで聞いた話になりましたね。はい。マックスウェルの悪魔です。

　これ、分子が持っているエネルギーをどうやって知るのかという問題があります。で、これはその点で少しばかり、先のカウンターになるようにエネルギーを当てるとの似てます。カウンターで当てるのが不可能とかどうとかという話ではなく、持っているエネルギーを知る方法がマクスウェルの悪魔では問題になりますが。というのも、カウンターを当てるのは、結局外から強制的にエネルギーを与えればいいのですが、マクスウェルの悪魔の場合、系の中でどうにかなって欲しいからです。

　このあたり、エネルギーと情報がおかしな具合に絡みあった話になります。その内、その話も書こうと思います。