強く相互作用した電子の新たな法則を発見

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2025-08-20

natural_sciences

{'items': [{'key': '2a68p', 'term': '重い電子', 'description': {'blocks': [{'key': '7eie', 'text': '低温において、固体内の伝導する電子が近藤効果によって局在的な電子(希土類元素では4f電子)と混成することで、みかけの質量(有効質量)が増大する現象。従来のBCS理論に従わない特殊な超伝導などの興味深い現象の起源となる。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '9frs1', 'term': 'プランキアン時間', 'description': {'blocks': [{'key': '6env0', 'text': '量子力学の不確定性原理によって示される物理現象の最小時間単位のことであり、物質中では物質の温度に対応する時間のこと。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '6gl0d', 'term': '量子もつれ', 'description': {'blocks': [{'key': '6hi1l', 'text': '２つ以上の量子が、互いに空間的に離れていても結びつき、片方の状態が変化するともう一方の状態も瞬時に変化するという現象。ブラックホールの中の粒子や電子相関の強い電子の間で発生していると考えられている。量子コンピュータや量子テレポーテーションの原理にもなっている。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '96gih', 'term': '赤外・テラヘルツ分光', 'description': {'blocks': [{'key': '66i60', 'text': '可視光より長い波長の1μmから１mm程度までの光を使った分光のことで、室温以下で現れる物性の起源である電子状態や格子振動などが観測できる。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'f1k2e', 'term': '量子臨界現象', 'description': {'blocks': [{'key': '9hjoh', 'text': '絶対零度近傍で、圧力や磁場などの制御パラメータを変化させたときに、量子ゆらぎによって物質の秩序状態が壊れ、非従来型超伝導や巨大磁気応答などの物性変化が現れる現象。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '9dq2s', 'term': 'レアアース（希土類元素）', 'description': {'blocks': [{'key': '570el', 'text': '原子番号57のランタン（La）から71のルテチウム（Lu）までの元素の総称。58のセリウム（Ce）から70のイッテルビウム（Yb）までは、4f軌道が部分的に占有されており、その高い局在性によって高輝度な蛍光材料や磁性体の原料になっている。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'cr20n', 'term': '近藤効果', 'description': {'blocks': [{'key': '8fvdi', 'text': '純粋な金属は、温度を下げていくとその電気抵抗が単調に減少するが、金属中に磁性不純物（鉄やニッケルなど）がごく僅かに存在する場合、ある温度以下で電気抵抗が増加する現象である。この現象は古くから知られていたが、その物理的機構は近藤淳 博士（2020年 文化勲章）が1964年に初めて理論的に解明したことから、この名前が付けられている。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '7v0kf', 'term': '非フェルミ液体', 'description': {'blocks': [{'key': '1j9lg', 'text': '量子臨界点近傍に現れる異常な電子状態のこと。この状態で量子臨界現象が出現する。通常の金属は電子間相互作用が低温で飽和するため、ランダウ博士（ロシアの理論物理学者）のフェルミ液体論で説明できることが知られているが、量子臨界点近傍では電子間の相互作用が飽和することなく極低温まで発達するため、フェルミ液体とは異なる異常な電子状態が現れる。この領域では、相互作用の寿命がプランキアン時間に従うことが予想されている。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '3mph8', 'term': 'カゴメ格子', 'description': {'blocks': [{'key': '14qcc', 'text': '固体結晶中の原子が籠目状に配列したパターンのこと。隣り合う磁性を持った原子の電子スピンは反対方向に向いた場合にエネルギーが下がるため、カゴメ格子を組んだ際の三角形や六角形の配列ではエネルギー的に不安定な状態（磁気フラストレーション）になる。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}]}

['fbs', 'sci']

['木村真一']

今回の研究で、物質中で強く相互作用している電子（重い電子）が量子もつれ状態を作っており、その寿命幅がプランキアン時間という量子力学の基本である不確定性原理に従っていることが今回初めて明らかになりました。この研究は、私が長年の研究でなんとなく気づいていたものが形になったもので、地道な努力の成果だと言えます。今はこの性質を応用できないかを考えています。

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木村 真一

教授

生命機能研究科

https://rd.iai.osaka-u.ac.jp/ja/cf615f2facb011b0.html