[論文レビュー] Weight fluctuations of information storage media

László B. Kish|ArXiv.org|May 27, 2008

Computational Physics and Python Applications被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、記憶媒体内の情報量の変化が測定可能な質量変動を引き起こすかどうかを調査し、新しい基本的力ではなく、湿度や毛細管力といった古典的メカニズムによる説明を提案している。フラッシュドライブと油粉混合物を用いた実験で、情報変更に伴い最大0.3 mgの質量一時変動が観測され、これは閉じ込められた空気の圧縮や毛細管効果によるアヒルメデスの力の変化に起因するとされた。

ABSTRACT

In this essentially Unsolved Problems of Noise (UPoN) paper we further study the question recently posed in Fluctuation and Noise Letters (December 2007), if there is and interaction between bodies with correlated information content, and weather the observed weight transients during/after changing the information content in memory devices is due to a new type of interaction, a new type of "fifth force", or it is only a classical mechanism. We briefly discuss the issue of the great experimental uncertainty of the Newtonian gravitation constant. We also mention the peculiar experiments about sudden weight changes of humans and animals at the moment of death. The extended monitoring of four 4GB flash drives with no casing and various information content indicate a significant correlation between their weight variations and the fluctuations of ambient humidity. This is an evidence for the role of humidity and hygroscopic components, at least, for long-term weight fluctuations. A sequence of information changing experiments with such a flash drives at stable humidity conditions shows a significant variability of the transients of the absolute mass with some dependence on the information content. Finally, a related new experiment was carried out with olive oil and chilli pepper powder that was dissolved in it while the mass variations were recorded and a positive mass transient of 0.3 milligram was observed for about 10 minutes. The process represents the writing of new random information into a medium. The only classical interpretation of this mechanism would be the compression of trapped air between the grains by the surface tension of the oil, or that of in pores by capillary forces, and the resulting decrease of the Archimedes force due volume reduction.

研究の動機と目的

• 記憶媒体内の情報量の変化が測定可能な質量変動を引き起こすかどうかを特定すること。
• そのような変動が新しい物理的相互作用に起因するのか、それとも湿度や毛細管力といった古典的メカニズムに起因するのかを評価すること。
• 情報相関に関連する「第五力」の存在を除外または確認すること。
• 環境要因（たとえば大気中の湿度）が記憶装置の長期的質量変動に与える影響を調査すること。

提案手法

• 安定した湿度条件下で、カセットなしの4GBフラッシュドライブを長期間モニタリングし、質量変動と情報量の変化の相関を調査した。
• 湿度を安定化させた環境下で、フラッシュドライブに対して制御された情報変更実験を実施し、一時的な質量効果を隔離した。
• オリーブオイルとチリペッパー粉の混合物を用い、情報書き込みを模擬し、溶解過程中の質量変動を記録した。
• アヒルメデスの原理を用いて質量一時変動を分析し、毛細管力による閉じ込められた空気や空孔体積の減少に起因する変化を特定した。
• 情報書き込みプロセス中の絶対的質量一時変動を測定し、持続時間と大きさに注目した。
• 環境モニタリングを通じて、水分吸収性材料が長期的質量変動に与える影響を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 記憶媒体内の情報量の変化が測定可能な質量変動を引き起こすか？
• RQ2 そのような変動は、新しい物理的相互作用に起因するのか、それとも湿度や毛細管効果といった古典的メカニズムに起因するのか？
• RQ3 観察された質量一時変動は、閉じ込められた空気の圧縮に起因するアヒルメデスの力の変化によって説明できるか？
• RQ4 大気中の湿度が情報記憶媒体の長期的質量変動にどの程度影響を及ぼすか？
• RQ5 情報の新規書き込みプロセス中に測定可能な質量一時変動が生じるか？

主な発見

• 長期間のモニタリングにおいて、カセットなしのフラッシュドライブの質量変動と大気中の湿度変化との間に顕著な相関が観測された。
• 湿度が安定した条件下で、情報変更実験により、情報内容に依存する測定可能な変動する質量一時変動が確認された。
• チリペッパー粉がオリーブオイルに溶解する過程で、約10分間、+0.3ミリグラムの正の質量一時変動が観測された。これは情報書き込みを模擬したものであった。
• 観察された質量一時変動は、毛細管力による閉じ込められた空気の圧縮または空孔体積の減少に起因する古典的メカニズムによって最も適切に説明できる。
• 排せんされた空気体積の減少により、アヒルメデスの力が低下し、これが顕著な質量増加（見かけの質量増加）を引き起こす。
• 情報相関に関連する新しい「第五力」の存在を裏付ける証拠は得られず、古典的説明で十分であることが示された。