ウィスコンシン大学のデイビッド・サウレス氏が超伝導体の奇妙な科学でノーベル物理学賞を共同受賞
アラン・ボイル著
英国生まれのワシントン大学名誉教授デビッド・サウレス氏は、超伝導体、超流体、その他の不思議な物質の位相幾何学的謎を解明した功績により、今年のノーベル物理学賞の半分を授与された。
「過去10年間、この分野は凝縮物質物理学の最前線の研究を加速させてきた。特に、トポロジカル材料が新世代の電子機器や超伝導体、あるいは将来の量子コンピューターに利用できるという期待があるからだ」とスウェーデン王立科学アカデミーは本日の受賞発表で述べた。
ノーベル賞受賞者として名を連ねた他の物理学者は、プリンストン大学のダンカン・ホールデン氏とブラウン大学のマイケル・コスターリッツ氏です。ノーベル賞委員会は、賞金93万ドル（800万スウェーデンクローナ）のうち半分をサウレス氏に、残りの半分をホールデン氏とコスターリッツ氏が分け合うことになりました。
1970年代初頭にさかのぼる研究で、サウレス氏とコスターリッツ氏は、超伝導（低温で物質の電気抵抗を段階的に大幅に低減する現象）が物質の薄い層でも起こり得ることを示しました。
サウレスは最終的に、トポロジーと呼ばれる数学の分野に目を向け、量子相転移として超伝導がどのように発生するかを説明する理論を構築した。
位相幾何学は、表面を広い意味で捉え、表面の穴の数によって分類します。本日の発表では、受賞者選考委員会のトールズ・ハンス・ハンソン氏が、シナモンロール（穴なし）、ベーグル（穴1つ）、そして太めのプレッツェル（穴2つ）を掲げ、その違いを実演しました。
サウレスの理論は、超伝導性の段階的な増加と、伝導体物質を冷却するとそれらの正孔に相当する原子スケールの物質が出現する仕組みを結び付けた。この理論は、超伝導体だけでなく極低温超流体にも適用される量子ホール効果を説明する。
一方、ハルデーンは、位相原理によって、いくつかの物質に見られる小さな磁石の鎖の挙動を説明できることを示した。
科学者たちの研究は、極低温物質の奇妙な性質に焦点を当てた凝縮物質物理学の分野開拓に貢献しました。アメリカ物理学会のInside Science News Serviceに寄稿した物理学者Yuen Yiu氏は、トポロジカル絶縁体、超伝導体、そして金属が今日の凝縮物質物理学における「最もホットな研究分野」であると述べています。
「ノーベル賞受賞者たちが開発した理論が、電子工学や超伝導体、さらには未来の量子コンピューター、そしておそらくはまだ構想もされていない何かの改良につながると大いに期待されている」とユー氏は書いている。
しかし、コスターリッツ氏はAP通信に対し、この研究はまだ大部分が理論上の領域にあると語った。
「デスクトップ量子コンピュータを何年も待ち望んできましたが、いまだに登場の兆しがありません」と彼は言った。「大きな間違いを犯すリスクを冒して言うなら、この量子コンピューティングは実用化には程遠いと言えるでしょう。」
82歳のサウレス氏はスコットランドのベアーズデン生まれで、コーネル大学で博士号を取得し、1980年にワシントン大学教授に就任した。1990年には権威あるウルフ物理学賞を受賞している。サウレス氏は2003年に退職したが、名誉教授の地位は維持された。大学側によると、サウレス氏は最近妻と共に英国に帰国しており、健康上の理由でインタビューには応じられないという。
ウィスコンシン大学のアナ・マリ・コース学長は声明の中で、サウレス氏の研究は「好奇心に基づく基礎科学がなぜそれほど重要なのかを示す完璧な例だ」と述べた。
「彼の発見は全く新しい研究分野を開拓しただけでなく、今日の世界を動かす電子機器、そして将来動かすかもしれない電子機器にも影響を与えた」と彼女は語った。
本日ストックホルムで発表された物理学賞は、細胞の分解と再生の過程を研究した日本の生物学者、大隅良典氏が月曜日にノーベル医学・生理学・医学賞を受賞したことに続くものです。化学賞は水曜日に発表され、その後ノーベル平和賞、経済学賞、文学賞が発表される予定です。
ノーベル賞はスウェーデンの実業家アルフレッド・ノーベルによって設立され、1901年に第1回目の授与が行われました。受賞者は賞金に加え、毎年12月に行われる授賞式で金メダルと証明書を受け取ります。
