100年前のアインシュタイン理論の観察に成功

　
　東京大物性研究所と中国科学アカデミーの共同研究グループが２日発表した。これまで見えなかった特殊な電子状態をくっきりととらえることができ、新しい高温超伝導物質探しの手がかりになるという。

　光電効果は、エネルギーの高い紫外線などの光を物質に当てると電子が飛び出す現象。東大物性研の教授らは、超伝導物質に当てる高品質のレーザー光源と、飛び出した電子をとらえる高精度の測定器を新たに開発。

　反発し合うはずの２個の電子がペアになってふるまうなど、物質が超伝導になる場合に特有な状態が、飛び出した電子から詳しく読み取れた。なぞの多い超伝導のしくみの解明につながるという。

光電効果のメカニズム

光が物質に当って、電子が飛び出す現象を光電効果（こうでんこうか　photoelectric effect）という。物質を構成する原子核のまわりを回る束縛電子や、金属の中で自由に動きまわる電子が、入射した光のエネルギーの大部分を吸収し、その系から飛び出せるだけのエネルギーを持ったときに生じる現象である。光電効果を持つ物質を陰極にし、対向した電極を陽極として電界をかけておき、陰極に光を当てると、飛び出した電子が陽極に捕らえられ、電流が流れる。これを光電導現象といい、上記の現象と合わせて光電効果と呼ぶ。

　金属に波長の短い光を当てると表面から電子が飛び出してくる現象が19世紀後期に発見された。この現象は光電効果と言われ、光を金属に当てると直ちに電子が放出され、そして放出される電子のエネルギーは光の波長が短いほど大きくなり光の強さには依存しない。そして光の波長が金属の種類によって決まるある波長よりも長くなるといくら光を強く当てても電子は放出されない。

　アインシュタインは光がとびとびのエネルギーをもつ粒子の性質をもつと考え、光量子説を提唱した。当時の学界は光を波と考えると光電効果を説明できなかったが、アインシュタインの光量子説を用いるとうまく説明できるため、この光量子説を受け入れてしまった。このため20世紀の物理学は横道にそれてしまい、微小な世界では粒子が波動の性質をもつというおかしな考えが正しいと考えられるようになってしまったのである。
　
　
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