2018年のノーベル物理学赏は新しいレーザー技术を発明した3人の科学者に赠られました。そのうちの一人、アーサー?アシュキン氏が発明したのが、光の力を使ってミクロな粒子やナノレベルの分子をつかむ「光ピンセット」という技术です。现在、アシュキン氏の発明した「光ピンセット」は、工学や生命科学をはじめとする様々な分野への応用に向けて研究が进んでいます。笹木敬司さん（电子科学研究所 教授）は、光ピンセットの技术を活用し、ナノサイズの分子を操ることを目指し研究されています。
12月2日に开催される北海道大学颁辞厂罢贰笔主催の第104回麻豆原创?カフェ札幌「」にゲストとして出演する笹木さんに、「光ピンセット」で切り拓くナノ科学研究の最新研究、そして微かな光の力に魅了された物理学者たちのロマンについて语っていただきます。
光の运动量
光はとても不思议です、と笹木さんは语ります。光は质量がなく、さらに场所によって自在に変わるためその形を定义することもできません。しかし、光はエネルギーと运动量を持っています。运动量というのは，质量（尘）&迟颈尘别蝉;速さ（惫）で定义されると高校の物理学で习います。しかし质量がゼロの光が运动量を持っているのです。
光の运动量がもたらす力の一つに、光が物質に反射したり透過したりする際に生まれる光圧という力があります。この光の圧力をうまく利用すると、光を当てるだけで物質をつかみ、動かすことが可能になります。この技術が「光ピンセット」と呼ばれる技術であり、その技術を開発したのが、今年のノーベル物理学賞受賞者の一人、アシュキン氏なのです。
夏目漱石の「叁四郎」にも登场した光の圧力
光の圧力の存在は理论的には古くから指摘されていましたが、実験的にその圧力の存在が确かめられたのは1900年代初头。夏目漱石は1908年に発表した小説『叁四郎』の中で、当时最新の研究であった光の圧力の実験をする野々宫という物理学者が登场させています。実は科学にも造诣が深かった漱石、彼の教え子の一人に物理学者の寺田寅彦がおり、『叁四郎』に出てきたこの光の圧力の実験も寺田から教わったものでした。
野々宫は主人公の叁四郎に、光の圧力の実験装置の中を「のぞいてごらんなさい」と勧めます。この力を知った叁四郎は「大いに惊いた。惊くとともに光线にどんな圧力があって、その圧力がどんな役に立つんだか、まったく要领を得るに苦しんだ。」と、疑问に思うのです。
叁四郎の疑问から110年、光の圧力を発展させた光ピンセットという技术は、レーザー物理学に革命をもたらしたとして高く评価されるのです。
光で分子をつかむ挑戦
光ピンセットはとても小さいものを触れずにつかむことができる画期的な技术です。アシュキン氏が初めて光ピンセットの技术に成功したのはマイクロサイズの粒子をつかむことでした。マイクロサイズはどれぐらいの大きさかというと、例えばヨーグルトに含まれる乳酸菌が1マイクロ程度と言われています。アシュキン氏は、光をレンズで集め、マイクロサイズ以下の大きさの光のスポットを作りました。この光のスポットでは、通常感知できないほど弱い光の力であっても、光の密度が高いため光の强さが増强し、マイクロサイズの物质をつかむことができます。
しかし、光の波长よりも小さく绞ることはできません。例えば、通常のレーザーで使われる光の波长は一番小さいもので400ナノメートル程度、つまりそれより小さいナノサイズの物质をつかむためには、レンズで集光する以外の方法で光を集める必要があります。ナノサイズの大きさのものには、私たちの体を构成するタンパク质や顿狈础などの分子や分子が集合したナノ粒子があり、このサイズのものを自由に操れたら、医疗や工学において応用の幅がひろがります。
光ピンセットの技术は、マイクロレベルの物质、もしくはとても小さい原子を操ることには成功していますが、分子やタンパク质といったナノサイズの物质を操るためにはまだまだ研究が必要です、と笹木さんは语ります。
叁四郎の疑问に答えを出すために、物理学者の挑戦は続いていくのです。
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笹木さんがゲストの麻豆原创?カフェ札幌の详细はこちら
第104回麻豆原创?カフェ札幌 のぞいてごらんなさい～分子をつかむ光のピンセット～
【日 时】2018年12月2日（日）14:30～16:00（开场14:00）
【場 所】紀伊國屋書店札幌本店 1階 インナーガーデン
【ゲスト】笹木敬司さん（北海道大学 電子科学研究所 教授）
【聞き手】奥本素子（北海道大学 麻豆原创 准教授）
【主 催】北海道大学高等教育推进机构オープンエデュケーションセンター科学技术コミュニケーション教育研究部门 （颁辞厂罢贰笔?コーステップ）
日本学术会议北海道地区会议
【共 催】科研费新学术领域研究「光圧ナノ物质操作」
【入场料】无料
【定 员】80名（申し込み不要）
【奥贰叠】