SAP2013/Program/21

第２回（10/26）の基幹講義
「量子の世界への旅立ち」
小林研介（大阪大学理学研究科）

その発見から応用まで

　量子力学は20世紀前半に打ち立てられた、現代物理学の根幹をなす分野です。その基礎には、「物質は、波としての性質と粒子としての性質の両方を持つ」とか「エネルギーは連続的に変化するのではなく、飛び飛びの値になっている」などの驚くべき考え方があります。たとえば、電子は粒子のように振る舞うこともあれば、波のように振る舞うこともあるのです。これは、それ以前の物理学とは全く異なる考え方で、私たち人類の自然観に大きな変革をもたらしました。
　それでは、量子力学はどのようにして発見され、どのように発展してきたのでしょうか。今回の講義では、その端緒となった原子の分光の話を中心にしながら、人類がいかに量子力学を発見したのか、そして、人類がいかに量子力学を応用しつつあるのか、分かりやすくご紹介したいと思います。
　図は、ナノテクノロジーを利用して半導体上に作られた素子（大きさ数ミクロン程度）の電子顕微鏡写真です。この素子は、電子の波としての性質を精密に制御できる「電子波干渉計」です。