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スピントロニクス研究が前進、獣医の弾道領域や極低温下ではなく、常温でスピン電解効果トランジスタを実現

スピントロニクス研究の重要な目標は、電流を用いて室温で電子スピンをコヒーレントに操作することです。これが実現すれば、スピン電界効果トランジスタをはじめとするさまざまなデバイスの開発が可能になります。

従来の材料を用いた実験では、これまで、技術者や物理学者は、弾道領域や極低温でのコヒーレントなスピンの歳差運動しか観測できませんでした。しかし、2次元（2D）材料にはユニークな特性があり、スピンの歳差運動を操作するための新たなコントロールノブとなりえます。

CIC nanoGUNE BRTA（スペイン）およびレーゲンスブルグ大学（ドイツ）の研究者らはこのほど、二層グラフェンにおいて、磁場のない状態で室温でのスピン歳差運動を実証した。フィジカル・レビュー・レター誌に掲載されたこの論文では、2次元材料を用いてスピン電界効果トランジスタを実現しています。

「私たちのグループでは、例えば単純な金属など、複数の物質におけるスピン輸送を研究する長い伝統があります。」この研究を行ったジョセフ・イングラ・エインズ、フランツ・ハーリング、ジャロスラフ・ファビアン、ルイス・E・ヒューソ、フェリックス・カサノバの各氏は、取材に対してメールで語っています。「私たちの主な目標は、電子のスピンがどのように情報を運ぶことができるかを理解し、この自由度がどのように新しい機能性を持つデバイスを作るのに役立つかを理解することです。」

グラフェンは、スピンの緩和時間が最も長い物質の1つです。しかし、グラフェン上を移動するスピンを操作することは非常に困難であり、これまでは外部磁場を用いてのみ実現されてきましたが、これでは実用化にはほど遠いです。

最近、イングラ・アイネスらは、ファンデルワールス・ヘテロ構造と呼ばれる異なる2D材料を用いたヘテロ構造が、スピントロニクスにおいてどのような性能を発揮するかを調べています。ファンデルワールス・ヘテロ構造は、化学的に結合していない層を持つグラフェンベースの2D材料の一種です。

層間の強い相互作用の実現で、磁場をかけずにスピンを反転が可能な効率的なスピン軌道結合をグラフェンに刻み込む

「特に、スピン軌道結合の弱い物質（グラフェンなど）と、スピン軌道結合の強い物質（WSe2など）を積層した構造を探索し、近接することで実際にスピン軌道結合がグラフェンに転移する様子を実験的に観察しています。」と、研究者たちは説明しています。「より技術的には、層間の強い相互作用を実現することで、磁場をかけなくてもスピンを反転させることができるような効率的なスピン軌道結合をグラフェンに（有効な磁場として）刻み込むことが可能であり、これが私たちのやりたかったことです」。

イングラアイネスたちは、単一の材料を使うのではなく、重要な特性が異なる2つの材料を組み合わせて使いました。1つ目の材料はグラフェンで、スピン軌道結合が弱く、スピン緩和時間が長いです。もう1つは、スピン軌道相互作用が強く、異方的な性質をもつWSe2です。

「乾式ポリマーを用いた積層技術により、二層グラフェン/WSe2ファンデルワールスヘテロ構造を作製しました。」研究者達はいいます。「そして、層間の近接性を高めるために、サンプルを400℃以上でアニールしました。スピンの輸送を測定するために、強磁性電極を使用し、磁場と組み合わせることで、グラフェン/Se2チャネルを通過する面内・面外のスピンを測定することができました。」

イングラ・アイネスらは、使用した材料に面内電界とバックゲート電圧を印加することで、スピンの輸送時間を制御することができました。これにより、最終的には、外部から磁場をかけることなく、室温でスピンの歳差運動を電気的に制御することが可能になりました。

何十年も前から模索していた技術がようやく成功、実用化への道も

「これは何十年も前からコミュニティが求めていたもので、様々な素材を模索していましたが、今まで誰も成功しませんでした。」研究者達はそう語ります。「この発見は、スピントロニクスの応用性を示唆するものです。私たちのデバイスは、1990年に初めて提案されて以来、スピントロニクスの目標の一つであったダッタ・ダス・スピン・トランジスタのように動作します。」

今回の論文では、研究者らが開発したスピン歳差運動戦略を用いて、室温で初めてスピン電界効果トランジスタを発表した。将来的には、エネルギー効率の高いスピンベースロジックの実用化への道が開かれるかもしれません。

「今回の研究は、グラフェンを用いたファンデルワールスヘテロ構造において、スピン輸送がスピン軌道相互作用によってどのように影響されるかについての貴重な情報を提供するという、基本的な帰結でもあります」と研究者らは述べています。「次の研究では、スピンの自由度に関連した新たな物理的効果をもたらすような、他の複数の2次元材料の組み合わせを研究する予定です。」と研究者達は続けています。

インドネシアのスラウェシ島で7,000年以上前に亡くなった10代の狩猟採集民の骨は、これまで知られていなかった人類の姿を物語っています。

今回の研究では、このようなユニークな人類の系譜は、世界のどこにも見られないものであることがわかりました。

この研究は、2021年8月25日に発行されたネイチャー誌に掲載されました。

グリフィス大学オーストラリア人類進化研究センターの考古学教授で、研究の共同執筆者であるアダム・ブルム氏は、電子メールで次のように述べています。「私たちは、『ワラセア』として知られるアジアとオーストラリアの間の島嶼地域で、初めて古代人のDNAを発見しました。」

最初の現生人類は、5万年以上前にユーラシア大陸からオーストラリア大陸へ渡る際に、主にインドネシアのスラウェシ島、ロンボク島、フローレス島などのワラセア諸島を利用したと考えられています。しかし、その正確なルートや方法は不明です。

「地球の海面が現在よりも140メートルも低かった氷河期のピーク時にも、島々の間には陸橋がなかったので、彼らは比較的高性能な何らかの水車を使っていたに違いない」ブルム氏は言います。

道具や洞窟画などから、4万7千年前にはこの島に人類が住んでいたことが示唆されていますが、化石の記録は少なく、熱帯気候では古代のDNAの劣化が激しいとの事です。

しかし、2015年に研究者がスラウェシ島の洞窟で17歳から18歳の女性の骨格を発見しました。彼女の遺骨は7,200年前に洞窟に埋葬されていました。彼女は、スラウェシ島の南西半島の一部にしか存在しないトアレアン文化に属していました。この洞窟は、レアン・パンニンゲと呼ばれる遺跡の一部です。

「トアレス人』とは、約8,000年前から紀元後5世紀頃まで、南スラウェシの森林に覆われた平原や山岳地帯に住んでいた、かなり謎めいた先史時代の狩猟採集民の文化に考古学者がつけた名前です」と、ブルム氏は電子メールで語っています。彼らは、この島やインドネシア全土のどこにも見られない、非常に特徴的な石器（「マロス・ポイント」と呼ばれる小さくて精巧な矢じりを含む）を作っていました。」

この若い狩猟採集民の骨格は、トアレス文化に関連するものとしては、ほぼ完全な形で保存された初めてのものであると、ブルム氏は述べています。

主任研究者のセリーナ・カールホフ氏は、頭蓋骨の基部にあるくさび形の花崗岩の骨からDNAを取り出すことができました。

また、ドイツ・イエナにあるマックス・プランク人類史研究所の博士号候補者でもあるカールホフ氏は声明の中で、「遺体は熱帯の気候によって強く劣化していたので、大きな課題でした」と語っています。

DNAに隠された秘密

遺伝情報を取り出す作業には十分な価値がありました。

この若い女性のDNAは、5万年前にワラセアに入った現代人の第一陣の子孫であることを示していました。これは、「大オーストラリア」、つまりオーストラリアとニューギニアを合わせた氷河期の国土に最初に入植したものの一部です。これらは、現在のオーストラリア先住民やパプア人の祖先であると、ブルムは言います。

そして、ワラセア諸島で追跡された最古のゲノムから、これまで知られていなかった古代人という別のものが見えてきたのです。

彼女はまた、大オーストラリアの植民地化の後に到着したと思われるアジアの別個のグループと祖先を共有していますが、現代のオーストラリア先住民やパプアニューギニア人はこのグループと祖先を共有していないからです。

「これまでは、アジアの遺伝子を持つ人々が初めてワラセアに入ったのは、新石器時代の台湾からオーストロネシア語族を話す農民がフィリピンを経てインドネシアに押し寄せた約3,500年前だと考えられていました。」と彼は言います。

「ワラセアでは考古学的な遺跡が非常に少なく、古代の骨格も珍しいため、この地域にはこれまで全く知られていなかった異なるグループの現代人が存在していた可能性を示唆しています。」

この系譜の子孫は残っていません。

彼女のゲノムには、謎に包まれた絶滅した人類グループの痕跡がもう一つ含まれていました。デニソワ人です。この初期の人類が存在したことを示すわずかな化石は、主にシベリアとチベットから出土しています。

研究の共同執筆者でドイツ・ライプチヒにあるマックス・プランク進化人類学研究所の考古遺伝学教授であるヨハネス・クラウス氏は、「彼らの遺伝子がレアン・パンニンゲの狩猟採集民から発見されたという事実は、デニソワ人がこれまで理解されていたよりもはるかに広い地域を占めていたという我々の初期の仮説を裏付けるものである」と声明で述べています。

しかし、彼女のDNAを、同時期にワラセア以西に住んでいた他の狩猟採集民のDNAと比較したところ、彼らのDNAにはデニソバンのDNAの痕跡はありませんでした。

「デニソワ人と現生人類の地理的分布は、ワラセア地方で重なっていた可能性があります。デニソワ人とオーストラリア先住民やパプア人の祖先が交配した重要な場所かもしれません」と、研究の共著者であるドイツ・チュービンゲン大学ゼンケンベルグ人類進化・古環境センター（フランクフルト）のコジモ・ポスト教授は声明の中で述べています。

研究者たちは、トアリーン文化に何が起こったのかを知りません。今回の発見は、東南アジアの人類の古代遺伝史を理解しようとするパズルの1つのピースです。ブルムは、トアリーン人の古代のDNAがさらに多く回収され、その多様性と「より広い祖先の物語 」が明らかになることを期待しています。

アップル社の労働者グループが、社内の労働条件を改善するためのキャンペーンを発表しました。

2021年8月23日、同社の従業員は「Apple Workers」というTwitterアカウントを立ち上げ、「人種差別、性差別、不公平、差別、脅迫、抑圧、強制、虐待、不当な処罰、抑制されない特権」などの職場の問題について、同僚から話を聞きました。

このアカウントは、キャンペーンの告知と参加のためのリンクを含むウェブサイトにリンクしています。

「社内のあらゆる手段を駆使しています。幹部とも話し合いました。私たちは人事チームに相談しました。私たちは事業活動を通じてエスカレーションを行いました。何も変わっていなません。」と発表がありました。「It’s time to Think Different.（今こそ、Think Differentの時です）」

「ご自身の経験を共有したり、情報を得たり、他の現役または元Apple社員と連帯したりするために、私たちとつながってください。ユナイテッドでは、より健康的な職場を実現するために協力し合うことができます。」続けて「私たちは、私たちのストーリーを反映させ、Appleに期待する変化の概要を示す、私たちを代表する声明を作成するために協力しています。」とアナウンスされました。

また、このサイトでは、アップル社の社員であるシェール・スカーレット氏が中心となって、社内に賃金格差があるかどうかを調べるための社内調査を最近組織した「賃金の透明性に関する調査」へのリンクが貼られています。

「あらゆるタイプのAppleの同僚たちへ：私たちは、アップルに社内改革を促すために連帯して集まっています。」スカーレットはツイッターでこう書いています。

スカーレットはコメントを求められてもすぐには答えられませんでした。

ファッジと名乗るこのチャンネルの運営者によると、Appleの従業員たちはDiscordチャンネルで一部組織化されているといいます。この人物は自らをApple正規サービスプロバイダの元従業員と称し、匿名を希望しています。

「私は、そのアカウントのために、私のプラットフォームを助け舟として貸しているだけです。」ファッジはマザーボードのオンラインチャットで語りました。「このサイトの目的は、メインページに書かれている通り、アップル社内での虐待や不正行為などの問題行動に関する匿名のストーリーを集約し、他の人々にとって全体的にポジティブな変化をもたらすことを目的としています。」

ファッジ氏によると、Discordチャンネルには約200人の現役・元社員がいるそうです。

なお、アップル社はコメントを求められましたが、すぐには回答しませんでした。

このキャンペーンは、社内での労働組織化への関心の高まりを示す最新の動きです。今月初めには、アップルの現役社員であるアシュリー・ギョービックが、ツイッターで社内の性差別を訴えた結果、休職に追い込まれたと述べました。5月、アップル社は、同僚が請願書で調査を求めた後、シリコンバレーについて書いた本の中で女性蔑視的な意見を述べたと非難された従業員のアントニオ・ガルシア・マルティネス氏を解雇しました。

世界の90以上の政策・権利団体が19日、アップル(AAPL.O)に対して、子どものメッセージをスキャンしてヌードを探したり、大人の携帯電話をスキャンして児童の性的虐待の画像を探したりする計画を放棄するよう求める公開書簡を発表した。

「これらの機能は、子どもたちを保護し、子どもの性的虐待に関する資料の拡散を抑えることを目的としていますが、保護された言論の検閲に利用され、世界中の人々のプライバシーとセキュリティを脅かし、多くの子どもたちに悲惨な結果をもたらすことを懸念しています」と、ロイター通信が最初に報じた書簡には書かれています。

1社の暗号化問題をめぐるキャンペーンとしては、米国の非営利団体Center for Democracy & Technology（CDT）が主催したものがこれまでで最大規模でした。

特に海外の署名者の中には、すでに暗号化やプライバシーをめぐって激しい争いが起きている国を含め、法制度の異なる国での変更の影響を懸念する声もあります。

CDTの「Security & Surveillance Project」の共同ディレクターであるシャロン・ブラッドフォード・フランクリン氏は、「Appleがこのようなことをするのは、とても残念で動揺しています。

Apple社の広報担当者によると、同社は金曜日に発表した文書の中で、プライバシーとセキュリティに関する懸念に対応し、スキャンソフトウェアの複雑な構造がそれを破壊しようとする試みに対抗できる理由を説明したという。

ブラジルでは、裁判所がフェイスブック(FB.O)のWhatsAppが犯罪捜査でメッセージの解読を怠ったことを理由に何度もブロックしており、上院では、メッセージの内容を何らかの形でマーキングするトレーサビリティーを義務付ける法案が可決されています。同様の法律は今年、インドでも可決されています。

署名したInternet Societyのブラジル支部の会長であるFlavio Wagner氏は、「私たちが最も懸念しているのは、このメカニズムの結果であり、これが他の状況や他の企業にどのように拡大されるかということです」と述べています。「これは、暗号化の深刻な弱体化を意味する」と述べています。

その他、インド、メキシコ、ドイツ、アルゼンチン、ガーナ、タンザニアでも署名が行われました。

2週間前の発表後、先の反響に驚いたアップル社は、一連の説明や文書を提示して、誤検出のリスクは低いと主張しています。

アップル社は、裁判所の命令に従わずに市場から撤退するとは言っていませんが、複数の管轄区域のクリアリングハウスによってフラグが立てられた子供の写真以外に画像検出システムを拡大する要求を拒否すると述べています。

これまでの反対意見のほとんどはデバイススキャンに関するものでしたが、連合の書簡では、家族アカウントのiMessageの変更にも異議を唱えています。この変更は、子どもたちのメッセージに含まれるヌードを識別してぼかし、親に通知された場合にのみ子どもたちに閲覧させるというものです。

署名者たちは、この措置が不寛容な家庭の子どもたちや教材を求める子どもたちを危険にさらす可能性があると述べています。さらに広く言えば、この変更はiMessageのエンド・ツー・エンドの暗号化を破壊するものであり、Appleは他の文脈ではこの暗号化を強固に守ってきました。

「このバックドア機能が組み込まれると、政府はアップル社に対して、他のアカウントへの通知や、性的に露骨であること以外の理由で不快な画像を検出するように強制することができます」と、書簡には書かれています。

署名した他の団体は、American Civil Liberties Union、Electronic Frontier Foundation、Access Now、Privacy International、the Tor Projectなどです。

米空軍は、月曜日にカブール空港で発生した事件を特別調査室が調査していると発表した。この事件では、出国しようとする数百人のアフガン市民が、離陸しようとしていたC-17貨物機に群がり、複数の人が死亡した。

空軍は死亡者数を明らかにしていない。また、カタール湾岸のアル・ウデイド空軍基地に着陸した後、機体のホイールウェルから人骨が発見されたとしている。

離陸した飛行機から人が落ちてくる様子などの動画が、ソーシャルメディアで広く公開された。これらの映像は、タリバンによる占領後に米国が主導した避難の最初の混乱を捉えていた。

空軍の発表によると、C-17 Globemaster IIIは、避難活動のための機材を届けるためにカブール空港に着陸した。乗組員が貨物を降ろす前に、警備の境界線を突破した数百人のアフガン民間人に囲まれた。隊員たちは、治安状況が悪化していることから、離陸を決意した。

科学者たちは、天の川銀河にこれまで認識されていなかった特徴を発見しました。それは、天の川銀河の渦巻状の腕の一つから、若い星や星形成ガス雲の群れが、まるで木から突き出た破片のように突き出ているというものだ。約3,000光年の長さがあり、腕の向きとは大きく異なる主要な構造が確認されたのはこれが初めてです。

天文学者たちは、天の川銀河の腕の大きさや形を大まかに把握していますが、地球が銀河の中にあるために、銀河の構造の全体像を見ることができません。それは、タイムズスクエアの真ん中に立って、マンハッタン島の地図を描こうとするようなものだ。2つのビルが同じブロックにあるのか、それとも数通り離れているのかを知るために、距離を正確に測ることができるだろうか？邪魔なものがたくさんある中で、島の先端まで見通せるでしょうか？

今回の研究では、銀河系の腕の中でも「いて座の腕」と呼ばれる部分の近くに注目しました。2020年1月に引退するNASAのスピッツァー宇宙望遠鏡を用いて、生まれたばかりの星が、星雲と呼ばれるガスや塵の雲の中に埋もれている様子を探し出しました。スピッツァーは、星雲を透過する赤外線を検出しますが、人間の目に見える可視光線は遮断されます。

若い星や星雲は、それらが存在する腕の形と密接に並んでいると考えられています。今回の研究では、腕の部分を立体的に見るために、ESA（欧州宇宙機関）の「ガイア」ミッションが公開している最新のデータを用いて、星々までの正確な距離を測定しました。その結果、射手座の腕に関連する細長い構造は、若い星がほぼ同じ速度で同じ方向に宇宙を移動していることがわかりました。

「カリフォルニア工科大学の天体物理学者であり、今回の論文の筆頭著者であるMichael Kuhnは、「渦巻き腕の重要な特性は、銀河の周りをどれだけしっかりと巻いているかということです。この特性は、腕のピッチ角によって測定されます。円のピッチ角は0度ですが、渦巻きが開くにつれてピッチ角は大きくなります。「天の川銀河のモデルでは、射手座腕はピッチ角が12度程度の渦巻きを形成しているとされていますが、今回調べた構造は60度近い角度で際立っています」。

同様の構造は、他の渦巻き銀河の腕の部分にもよく見られ、「スパー」や「フェザー」と呼ばれている。何十年も前から、天の川銀河の渦巻状の腕にもこのような構造が点在しているのではないか、あるいは比較的滑らかな構造なのではないかと考えられてきました。

今回発見されたのは、「創造の柱」を含む「わし星雲」、「オメガ星雲」、「三葉星雲」、「ラグーン星雲」という、息を呑むような美しさで知られる4つの星雲です。1950年代、これらの星雲に含まれる星の大まかな距離を測定し、「いて座の腕」の存在を推測した天文学者のチームがあった。この研究は、銀河系の渦巻き構造を示す最初の証拠となった。

「天文学において、距離を測定することは最も難しいことの一つです」と、共著者であるカリフォルニア大学アーバイン校の宇宙物理学者兼情報学講師で、Gaia Data Processing and Analysis Consortium（DPAC）のメンバーであるAlberto Krone-Martins氏は述べています。「この新しい構造の形状がこれほど明らかになったのは、Gaiaによる最近の直接的な距離測定によるものです」と述べています。

今回の研究では、スピッツァーが「Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire (GLIMPSE)」と呼ばれる銀河系の調査で発見した10万個以上の生まれたての星のカタログも参考にしています。

「ガイアとスピッツァーのデータを合わせて、最終的にこの詳細な3次元地図を見ると、この領域にはこれまで明らかになっていなかったかなりの複雑さがあることがわかります」とクーン氏は言います。

銀河に渦巻き状の腕が形成される原因は、まだ完全には解明されていません。天の川銀河の構造全体を見ることはできませんが、個々の星の動きを測定できることは、この現象を理解するのに役立ちます。今回発見された構造体に含まれる星は、同じ時期に同じ場所で形成された可能性が高く、重力や銀河の自転によるせん断など、銀河内で働く力の影響を独自に受けていると考えられます。

ウィスコンシン大学ホワイトウォーター校の天体物理学者で、GLIMPSE調査の主任研究者であるロバート・ベンジャミン氏は、「結局のところ、天の川の大規模な構造には多くの不確定要素があり、その全体像を理解するためには細部を見る必要があるということを思い知らされた」と述べています。「この構造は天の川の小さな一部ですが、銀河全体について何か重要なことを教えてくれるかもしれません」。

本研究は、Astronomy & Astrophysics誌に掲載されました。