物理と化学

制御担当の木野です。

　ちょっと前の話題ですが、今年のノーベル物理学賞に実用的な青色LEDの発明で赤崎氏、天野氏、中村氏の3名が選ばれました。

青色LEDやこれを応用した白色LEDは今この文章を書いているパソコン画面のバックライトをはじめ、部屋の照明や信号機など広く生活の中で使われています。

この青色LEDの開発競争は半導体材料に何を使うかが鍵で、セレン化亜鉛や炭化珪素を使った青色LEDが(輝度が低いため普及しませんでしたが)上記3氏の発明以前から研究されていたそうです。

材料となる物質の性質を解き明かしていくのは物性物理学の分野なのですが、同じことを実験を通して現象論的にアプローチしていけば化学の分野でもあります。

なので今回の青色LEDの発明は、解釈の仕方によってはノーベル化学賞の可能性もあったのではないか思います。

一方、日本人受賞者がいなかったため話題とならなかった今年のノーベル化学賞。選ばれたのは超高解像度な顕微鏡の開発です。

彼らが作ったのは蛍光顕微鏡と呼ばれる方式で、観察したい試料に紫外線を当てることで試料が出す蛍光を観察します。

紫外線をあてるスポットサイズを小さくするほど解像度が上がりますが、その紫外線の波長程度より小さくすることはできません(回折限界と言います)。

そこで彼らはスポットの周囲に蛍光を出させなくする(専門的な言葉で誘導放射を起こさせる)別の光をドーナッツ状に照射して「穴」の部分だけ蛍光を出せるようにすることで、より高い解像度を実現しました。

非常に乱暴に要約すると「像がボケるなら、ボケた部分の余分な光を消してしまえば良い」という逆転の発想です。

この顕微鏡、化学の分野で大きな貢献があったことは確かですが、原子が光を出す仕組みを上手く応用して高解像度を実現する仕組みは物理そのものです。

青色LEDとは逆に、こちらがノーベル物理学賞に選ばれたとしても全く違和感はありません。

最近は天文業界でもAstrochemistry(宇宙化学)やAstrobiology(宇宙生物学)といった分野が注目を集めています。

もしかしたら将来、地球外生命を発見してノーベル医学生理学賞なんてこともあり得るのかもしれません。

【画像】

最近購入した白色LEDの自転車用ライト、とても明るいです。

電球の柔らかい光も気に入っていたのですが、省電力で長寿命という新技術の魅力に負けました。