【科学】史上初、水素の金属化に成功? 今度こそ本当っぽい 物理界のはぐれメタル捕獲か
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https://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20190629-00010005-giz-sci
物理界のはぐれメタル捕獲で、人類の経験値が爆上がりするかも。
80年以上前、物理学者のユージン・ウィグナーが、水素に特定の温度と圧力をかけると金属になりうる、と予測しました。
水素って目に見えない気体のイメージですが、それが金属になるっていうコンセプトがメタルスライムっぽくていいですね。
その後数々の研究者が金属水素の生成に挑戦してきたのに誰も見つけられてないっていう意味では、はぐれメタルといったほうがいいかもしれません。
が、ついに今、ある研究チームがそれに成功した…のかもしれません。
フランス原子力庁のPaul Loubeyre氏を中心とする研究チームが、液体水素に地球の核内部以上の圧力をかけた実験結果についての論文を
arXivにポストしました。Loubeyre氏らは、液体水素に今までにない高い圧力を与えることで、金属のような性質を呈したと言っています。
ただこれまでにも、たとえば2017年にハーバード大学の研究チームが、その前には2012年にドイツのマックス・プランク研究所のチームが、
金属水素の生成成功を主張していましたが、どちらもわりと懐疑的な反応をされていて、その主張の正しさも確認できていません。
でも専門家の中には、今回こそは本物だと考えている人たちもいます。
■金属水素ってすごいの?
金属水素とはその名の通り、水素が金属の特性を有する状態です。
Loubeyre氏らの論文によれば、金属水素は「議論の余地なく」存在するはずで、その根拠となるのは「量子閉じ込め効果」という現象です。
量子閉じ込め効果とは、電子の動きを十分に制限すると、物質の電気的・光学的特性が量子力学の法則によって変化するという現象です。
なので論文では、十分高い圧力を加えれば、どんな絶縁体でも電気を通す金属になるはずだとしています。
たとえば酸素は、地球の海抜での気圧の約100万倍となる100GPa(ギガパスカル)の圧力で金属になることが20年ほど前に証明されています。
もし本当に金属水素が発見されたとしたら、いくつかの理由ですごく楽しみなことになります。
まず、そんなはぐれメタルみたいな物質の存在が実証されることだけでも胸熱なんですが、金属水素は熱を発生させずに電気を通せる
超伝導体である可能性もあります。
そしてそれは、こちらも物理界でツチノコのように長年探索されてきて、電子工学に革命を起こすとされる室温超伝導体かもしれません。
さらに金属水素は木星のような巨大惑星の中心に存在するといわれているので、金属水素を地球上で作り出すことで、惑星の成り立ちへの
理解を深めることにもなるかもしれません。
■この実験のミソ
論文を書いたLoubeyre氏らはまずこれまでの研究を生かし、ダイヤモンドアンビルセル(ごく小さなダイヤモンドふたつの間にサンプルをはさんで
超高圧をかける機械)で気体状の水素を310GPaで圧縮し、固体の水素を生成しました。
そして彼らは圧力をさらに上げていき、粒子加速器のSOLEILシンクロトロンが出す赤外線に水素サンプルがどう反応するかを計測しました。
すると圧力425GPa前後、温度80ケルビン(摂氏マイナス193.15度)の状態で、サンプルが突然すべての赤外線を吸収し始めました。
この状態は論文では「バンドギャップが埋まった」と書かれてるんですが、言い換えると、エネルギーを加えなくても水素サンプル上を
電子が通れるようになったということです。
まとめると、彼らは水素ガスを超コンパクトに圧縮して量子閉じ込め効果を利用することで、水素に金属のような電気を流す性質を与えることができた、
と言ってるわけです。
論文によれば、この実験を成立させた要素がふたつあります。
ひとつは、ダイヤモンドアンビルセルの中心の圧力がかかる部分、ダイヤモンドのパーツを、従来のような平らな形じゃなく、ドーナツ型みたいな
「トロイダル」という形にしたことです。これによって、従来のダイヤモンドアンビルセルの400GPaという圧力の上限を超えることができました。
ふたつめに、彼らが開発した新しいタイプの赤外線顕微鏡を使うことで、よりノイズの少ない計測が可能になったそうです。
※続きはソースで
画像
https://assets.media-platform.com/gizmodo/dist/images/2019/06/27/190627_metallichydrogen-w1280.jpg なんでメタルスライムになるんだ?
液状の金属なんて水銀があるだろ ジャップモンキーの群れをを倒した
勇者大韓民国はレベルが上がった 425GPaの圧力が想像できん
指挟んだら爆発するんだろうな 先を越されてしまったか(-_-;)y-~ 自宅研究所では限界が有ってな。先ずはおめでとうと言わせて頂こう。
Λ_Λ
( ・∀・)ん?高密度水素吸蔵合金的な話?
( ) いや頃合いを見て出してきただけだろ
米欧日で水素やると宣言したんだしかくし球だろ はぐれメタルはぐれメタル言うてるけど、そもそもはぐれメタルとは何かの説明がないとワケわからん
業界用語なら説明すらせずに多用する記者バカだろ 水素・水銀・銀は、同じ物質の、気体・液体・固体だと思っていた 小学生の頃 >>38
おめえ、頭いい小学生だったんだな
俺が小学生の頃はカレーのことしか頭になかった 論文なんて簡単に発表できるよ、後で取り下げられたりする論文の多いこと♪
取り敢えず、唾をつけときたい研究者は掃いて捨てるほどいる♪ >気体状の水素を310GPaで圧縮し、固体の水素を生成しました。
その圧縮をし続けないと固体を維持できないんでそ? 超伝導体だとしても室温で圧力425Gの環境を作るの難しそう >>15
地球の中心が370GPaとかそんな感じ。 はぐれメタルってとろけた形してるけど柔らかいの?触感どんな感じ? 水素って金属じゃないから水素って概念なんだろ
それが金属になるんだったらもう水素じゃないじゃん 山田正紀の「最後の敵」のラスボスが金属水素生命体だった >>44
維持しなくても金属状態を維持しうる
って前にやってたけど続報がなかった >>44
固体水素そのものは常圧でも冷やせばできる。
金属の性質を維持するのに圧力がいる >>38
水銀の瓶持ったときは
本当に金属なんだと思った >>31
何でも沸騰すれば気体になるし
個体からでも飛び出している
水銀はガスで中毒になる >>50
硬かったよ
冬に触ったからとても冷たかった
樫の剣で殴ったら折れた あー30年後にこれを東大がパクって自画自賛するわけか ほとんど(全て?)の元素は、圧力かければどこかで金属になるし、超伝導体になるのも多い。 ダイヤモンドアンビルセル
タングステンの筐体にダイアモンド2つ挟んで
スクリューでセルを締めていけば10の9乗になるのか 記者がアホなのか、
アホな読者相手だからアホっぽく書いてるのか
おそらく、後者じゃね? >>14
激レアの表現として知ってる単語がはぐれメタルだった模様 水素の金属化はたしかに高圧物理学における長年の目標であることは間違いない 水素じゃないとダメなんですか?鉄じゃダメなんでしょうか? これが本当なら
電気を使う全ての物が劇的に変わる可能性がある
マイスナー効果で動くもの全てが劇的に変わる可能性もある >>88
固体水素と金属水素の違いから
勉強しなおした方がいい はぐれメタルは、どくがのナイフで動けなくした時が楽しい 業界によって何をもって金属と呼ぶか多少違う気がする 予測したって?
地球上にある金属は全て水素からやろ そんな特殊な環境下じゃないと存在出来ない物なんて実用化できるの? 金属になっても大気より軽いなんてないよな?
カーボングラファイトなんかに封入して動力無しで宙に浮くとか・・・ 常温常圧で維持できなければ使い道なんて相当限られてくるだろ 高圧って温度も高くなるんとちゃうんけ
大体そんな高圧ずっと維持できるんか?
減圧した途端水になるんちゃう >>96
思い付くのは将来水素エネルギー使う場合
金属にして密閉保存して狭い場所で大量に保存
金属である必要性はないが 金属ヘリウム(電子励起爆薬)なら常温で安定し、爆薬としても
通常弾頭で核兵器と同程度の破壊力を出せるので、
作り出せた時は実用性が高い。 この場合の金属って何を指すの
個体の伝導体って事なのか >>106
核融合しちゃったらもう水素でない
水素の原子のまま金属にしないと金属水素にならんだろ >>105
その解釈でよいんではないの?
俺そう思ってんだけども・・・( ・ω・) >>106
宇宙発生直後にすら8%程度ヘリウムが生成された可能性が高いとされているのに、
全部水素とはどういう理屈? この水素金属を使えば半導体とかが変わるんか?
バカで済まぬ 水素原子ならシュレーディンガー方程式で厳密解が得られてるから
実験の解析に余計な仮定が入らなくて良いね >>109
文章読むとそうだよな
単体ではないが有機物の伝導体もあったような
気もするが 五十年前のこんなものが役にたつかって言われてた研究が現在活用されて生活の必需品になってたりするからね 水素→ヘリウム→リチウム…と核融合がどんどん進んでいくと最終的には鉄になるって聞いてひどく萎えた記憶がある
なんで鉄やねん
そこはもっとレアなやつでないとあかんやろオリハルコンとか >>115
有機伝導体はなんかやわらかいから金属じゃない!
って俺のポンコツ脳が言うとる >>22
アルミガラス、スタトレ史ではそろそろじゃね? >>96
これ基礎科学の分野だぞ?
なぜ実用化とかに関連付ける?
病気というか見識不足を恥じろ
情けない 俺の股間も昔は金属のように硬くなったのですが、最近は柔らかなままです。 >>121
それだと水銀や個体のナトリウムは金属でなくなるしややこしいね >>120
鉄が最後はないわ
最後は分からんけどもっと原子番号大きいのになる つかそんな特殊環境下で成立する物質が
我々が普段生活する環境で何の役に立つの? >>126
ヤダもう絶対言われる思うたわよ・・・
こまけぇこたぁいいんだよ!
なんだろねきんぞくって・・・ >>105
>水素に金属のような電気を流す性質を与えることができた
金属が出来たとは言っていない >>129
ごめんお約束でつっこんじゃったわ
一般の人と化学の人物理の人いろんな業界の人によって金属の意味が意味が違うよね >>133
なるほどそこで一段落つくんだな
あるがとう >>139
そのへんの丹生川で普通に採れるからなぁ
貴重な感じがしない >>19
バンドといっても一般の人には知らないので
原子の一番外側の電子から説明よろしく >>110
水素の核融合でヘリウムができてる
水素がつきたら星の死のカウントダウン
ヘリウムが核融合始め→物質が変化
それが核融合を始めるを繰り返し
最終的に鉄(は核融合しない)になった数秒後に超新星爆発
超新星爆発を3回繰り返した後にできたカスで太陽系ってNHKで見た >>140
流体金属の海に包まれたイゼルローン要塞は難攻不落だぞ >>17
原子の最外郭を回っている電子が特定の原子核に拘束されず、
自由電子として多数の原子核間を流動し、それにより原子の
結合力を得る物質の総称。
上記の自由電子を介した原子の結合を金属結合という。
金属結合する原子が金属なんだ。 >>132
いえいえ改めて定義するって事の難しさをシンプルに感じる機会を得られたわ・・・
とりあえず金属は・伝導体・塑性変形しよる・常温で個体・何かキラッとしてる
に(水銀を例外とする)と付け加える事で納得しようと思います(;・ω・) 超新星爆発級の高温高圧さえあれば実験室で金は作れますかい? 310GPaこんな超低圧力で水素が金属になるんか?
桁が数兆桁間違えてないか 「金属」とは何か?
ってのが理解できてない人間が多いんだな。
小学校を思い出せよ。
電気が通って、キラキラ光る物質が「金属」な。
構造的には格子状の陽子の間を自由電子が動き回る状態。
少なくとも、キラキラ光ってなきゃ金属じゃないってこと。 木星の中身が金属水素だっけ?
大した圧じゃないわな 30年以上前から研究されてきたものがやっと成功か?ってすごい話なのに
はぐれメタルとかアホな文章書くなよ >>149
太陽130億年分以上のエネルギーを一瞬でwww >>147
電気を通さない物質は最外郭の電子は原子核に束縛されていて
何らかのエネルギーを与えてやらないと飛び出さないですね。 ぎゅーと押し固めたら金属水素になって
ずっーとそのままでいてくれたら
保管や運搬に便利なんだけどね〜^^ 子供の頃学校休みたくて体温計をヤカンにくっつけたら
温度上昇で割れて水銀が・・・突っついて遊んでた
良かった無知で >>120
安定した元素だからこそ ありふれてるんやで >>149
あぁもう金どころかプラチナやらダイモヤンドやらレアメタルやらも作り放題で
市場がタイヘンな事になっちまうぜ旦那
その前にその実験室で地球がヤバい メタル系はやっぱりはぐれメタルが好きだなぁ
何なんだろう つーか増えすぎてはぐれメタルくらいまでしか覚える気せんわ
メタルカイザー?はぁ?って感じ 金属元素ってどうやってお互いを引きつけ合ってるのん?
ちょっとググってみたけどさっぱり訳わかめ^^
陽イオン?同士だと反発しないのけ? 核融合でも安定して出来るのかと思ったが固体化に成功って表題にしろよ。 >メタルスライムっぽくていいですね
ってのが意味分からん
何がメタルスライムっぽいの?
いいですねって何が? いかにも理系が書いたって感じの文章だな
熱を発生させずに電気を流すって書かれても文系には理解できないだろw 水素原子って電子をたった一個ずつしか匿われないのに金属になれるのか LaH12 ? の室温超伝導の方が重要だろう。
高圧と同じ効果をどうやって実現するのかを考えるんだ。 液体じゃねーじゃん
全然、はぐれメタルじゃないよ。
馬鹿じゃねーの? 圧かけたら電子の動きは制限されない?
電子がよく動かないと金属になれないのでは >>170
イメージ的に言うと電子が糊のような役割になってる >>170
金属元素内を自由に動きまわる電子ガスと共有する形で
+イオンの原子とクーロン結合しているよ 本人は分かりやすく説明しているつもりなんだろうけど、そもそもはぐれメタル自体を知らなかったら、?の文章。
視野が狭そうなライターだな。 >>192
俺も年寄りなので全く分からん
よくしらんがゲームで出て来るキャラなのか つうか、惑星の成り立ちを理解する助けになるのはいいとして現実の社会でここ金属水素とやらはなんの役に立つのだ?
スペースを取らずに運べるから水素自動車の燃料として優れた携帯性を持つとか、容器の小型化で家庭用燃料電池が画期的に小さくなるとか?
でも呼んでるとなんだかごく微量のものしか作れないみたいだから実用には全くならなそうなんだけど。
将来的には何かに使えるのか? 木星の核が昔から金属水素じゃないかとか言われてきたから
仮に木星に地球みたく鉄がなくても金属コアがあればそれをグルグル回せば発電できるわけで
それで鉄など重い金属コアがほとんどないのになぜか発生させた強力な電磁波でもって木星には大赤班ていうあのキモいグルグルな模様が出来るんや
みたいな仮説が裏付けられれば研究者ってのは嬉しいんだろ
知らんけど 文系の俺にはよくわからんが、加圧したら温度が高くなりそうな気がする。
超伝導は極低温の状態で電気抵抗がゼロになるみたいな現象だっけ?
矛盾しそうだけど、金属水素とやらは常温でその状態を維持できるんだろうか。 そーいや以前の成功報告は金属色になったとか言いながらそれ消えたとかのオチだったのね
今回もマユツバくらいに思っといた方がいい >>195
表面の雲は単にコリオリで渦巻くだけだろ
そんな説明せんでも >>197
加圧したら温度が高くなるから液体窒素で冷やすんよ
そしてそもそも常温だとどんなに圧力かけても水素は金属にはならない よく読んだら80Kでかなり高いんだな
それでも-193℃なわけだが >>197
加圧しながら冷やす
超伝導の説明は量子力学知らないとムリ
クーパー対とかボーズ凝縮などの用語の理解。 鳥山明氏がデザインしたんだろうけど
色違いキャラの色まで含めてデザインしたんだろうか?
案外別のカラーパターンは堀井雄二が勝手に設定してたりして
鎧系の最強はピンクとか統一してるし >>199
えー、あれ台風と同じなのか?
行って調べてないから何とも言えんわ 金属ができるのって、星が寿命を迎えた時のような高温高圧じゃないと無理じゃん >>197
もともと物質が持ってたエネルギーが熱の形で出てくるだけなのでは
だからその熱を奪ってやれば良い
つまり冷やせば良い
それを続ければ低温で高圧が達成出来るかと >>22
サファイアガラスはアルミ化合物じゃないかw 水素は自由電子を持ってるから金属でもおかしくないよな 最近CPUの冷却グリスで液体金属のやつがあるが、高いしヤスリでヒートスプレッダの表面を荒らしておく必要があるみたいで二の足を踏んでる。 >もし本当に金属水素が発見されたとしたら、
安心しろ
発見されてないし発見出来ないから >>218
よく考えたら、そうだな
最外殻電子が唯一の自由電子
なんか他に無い特別な性質があるかもね >>1
金属じゃねえよ
この記事書いたライターは馬鹿か? 金属水素って、自由電子と自由陽子が粘着しているイメージ? こういうのは高圧力、極低温でなくては成立せず
実際の活用については、余り意味ないのではないの?
常温安定化出来たら錬金術どころじゃねぇな。
実際は、部分観測で結合が見られたって程度だが。 水素原子は陽子と電子が強く惹かれ合って生きていました。
水素原子が近づくと、互いの電子を共有したら、とても安定な関係ができる事に気付きました。
電子スワップ婚姻関係を結び、水素分子になりました。
水素分子は安定なカップリングなので、別の水素分子が近づいてきても、電子を交換することはしません。
なので、温度を冷やしても液体や固体になるだけで、電子をみんなで共有する事はないのです。
これに周りから圧力をかけて、無理やりカップルを近づけさせる人間がいました。
安定なカップル同士を無理やり押し付けた結果、全てのカップルの電子を全ての陽子が共有した方が安定な状況に。
これが乱交状態。金属の誕生です。 >>224
木星の磁場を作り出して何かの役割を果たしてる
一見俺らには全く関係ないみたいだけど
その強力な重力と共に磁場でも流星を引きつけてくれてるおかけで、地球が隕石災害に見舞われる確率を少しでも減らしてるのかもしれん
知らんけど はぐれメタルとメタルスライムの区別ができてない記事まで読んだ >>51
元素表に載ってるのは広義の金属だからな。安定性や存在時間は
関係ないのだ。 それほど圧力かけてても電子は自由に動けるの?
電磁波当ててみて反射した?キラキラ光ってた? バンドギャップとか昔学校で習ったような気がするな
全然憶えてねえっていうか当時から理解できなかったと思うわ >>235
w懐かしいな
ここは俺みたく理工学部でB〜C評価だった人しか来てないのか
ガチ物理屋だったらもっとなんか語れるやろ 425Gpaの圧力をかけられる機械を作った奴のほうがすげぇ ttps://blog-imgs-42-origin.fc2.com/a/r/u/arukugamu/1_20110623125132.jpg >>236
俺は大学じゃなく高専だったけどこの辺の話全然分かってないまま何となく卒業したんだと思う つか、小学生以下の文章だよな…
なんでこんなバカが記事を書いているのか理解出来んわww >>240
定義は色々あるけど化学結合の定義では
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%87%91%E5%B1%9E#%E5%8C%96%E5%AD%A6%E7%B5%90%E5%90%88%E3%81%8B%E3%82%89%E3%81%AE%E5%AE%9A%E7%BE%A9
金属を原子の化学結合で定義する場合、特有の金属結合で説明される。これは、カチオン化した金属元素が規則正しく並び、その間を自由電子が動き回りながら、これらがクーロン力で結びついている結合を指し、常温下でこのような結合状態にある物質を金属と定義している[6]。 よくわからんけどどんな元素も圧縮すれば金属になるんかいな?
金属になった後は地表の気圧内では直ぐに元に戻ちゃうんだよな?
弾丸の中身に使えそう 料理←文系だからできません
科学←文系だから分かりません
戦争←文系だから無理です
スポーツ←文系だから体力ありません
生活全般←文系だからやったことありません
仕事←文系だから安定した社会保障と生活が保障されない限りはできません
中抜き責任丸投げ保身のみで汗をかかない流さない
典型的な悪質な日本人の見本みたいや奴ばかりだな >>240 柔らかい水銀でも金属だよ
金属の定義は、元素の外側に自由電子があり、これを通じて通電する事 >>242
>>248
ほあー。それが金属なのか・・。 >>247
一度見てみたいなあ
木星なんてコアどころか人間が近付いただけで即死なんだろうけど はぐれメタルもメタルスライムもミスリル銀製なんだが ゲーム中心で語るのは30代から団塊ジュニアまでの年代とかなのか? 水素は周期表1族の1周期で一応アルカリ金属だもんな
だから他のアルカリ金属同様に、1個の価電子をひとつ上の空いてる電子殻に移動させて金属結合できる可能性もあるよね 他の常温で固体になる金属と水素で合金作って
何か画期的な性質を持つもの作れたりしないのかな? >>256
なるほど〜
一個の陽子の原子核が剥き出しになって隣の水素と反発するところを
これみたいに圧かけて無理くり押し込んで結晶化させて
余らせた貴重な一個の電子を自由にさせると
納得。。 >>257
実際にそれに近い考えで、より低い圧力で金属水素に近い化合物を作ろうとしてる研究はやられてるよ 合金はたいてい純金属よりも融点が下がるでしょ。
これ以上下がられたらたまらんですよ。 金属化?
水素は水素だろ。
個体化じゃん。
要は水素を凍らせるってことでしょ。 >>261
やばい、調べたら水素は個体化するほどの低温下では
金属の性質を持つってことだったんだね。 理系で水素社会を推進するような研究成果を出すのは馬鹿
無駄飯食いの商社儲けさせるだけ
理系がやるべき研究は自宅の屋根のソーラー発電で電気を
全て自給できるようにする研究や自宅で光合成してエネル
ギーを全て自給できるようにする研究
要するにエネルギーを無駄飯食いの商社を介さずに得られ
るようにする研究
トヨタのミライを出すのは自宅で水から水素を自給できる
ようになってからでないとダメ
そこを理解してない理系が意外に多いことに驚く
このスレを見ている理系に人としてのモラルがあるなら、
資源や穀物を右から左に動かして中抜きしてるだけの姑息
で卑しい連中をこれ以上のさばらせるな
もしあなたが水素社会を推進するような開発を任されたら、
重要なデータを見なかったことにしてスルーしたり文系男
の真似して毎日会社でぼけーとして給料貰っとけばいい
どうせ特許は会社の物だ
無能文系に何かを開発する頭は無い、理系が水素社会を推
進するような研究成果を出さなければ無駄飯食いの商社潰
せる >>266-267
脊髄反射で否定から入る前に相手の主張をちゃんと理解しような
燃料としての利用なんて一言も書いてないぞ そもそもはぐれメタルは生命体なわけだが、
真 理 の 扉
でも開けたのか? gizmodoか 幼稚な文章すぎてねとらぼかと思ったわ
gigazineとは格の違いを感じるわ >>35
はぐれメタルとは、倒すと分配制では40200、固定制では10050の経験値がもらえるモンスターのこと。 >>270
そもそも命の成り立ちからして無機物がなんらかの形で生物になったという説がまかり通ってんだから無機物も有機物も生命も非生命もたいした違いはないのかもしれんぞ? 1mの超電導ケーブル作るのにどんだけ水素必要やねん >>144
え?でも地球には鉄より重い元素他にも沢山あるじゃん 一方その頃日本は水に入れると水素を発生する個体を通信販売で売っていた >>257
水素の保存方法に、吸着金属を使って燃料セルに使うのは、これから実用化される見込み。 (´・ω・`)おならを冷やすとうんちになるのと同じだね >>286
そんなこともない。
応用して、合金に水素を閉じ込めて燃料タンク代わりに使えるような研究への発展性はある。 金属結合は+イオン原子が自由電子を共有しているようだけど
超伝導は二つの電子が+イオン原子を共有しているように見える 全ての元素は水素とヘリウムの核融合により出来たから、もしかしたら金属水素が完成したならどんな元素も作れる可能性があるのかな?
圧力と温度があればどんな元素も作れそうだけど、温度が問題かな?
数兆℃なんてレベルじゃ金が作れないからね。桁が分からない温度らしい。
金が作れるまでまだ数百年は掛かるかな? >>293
金属元素が生成される温度や圧力は、既にわかっていると思うよ
超新星爆発の観測は、天文学のすばらしい成果だね >>293
LHCではできるのでは
ただし目に見えるくらいの量はムリだけど 水素より水銀を常温で固めた方が
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