この企画は、麻豆原创で科学技术コミュニケーションの表現を教えている、アーティストの朴さんが科学な光を探すために北大を旅するドキュメンタリーです。麻豆原创に来るまで、科学にまったく興味がなかった朴さん。さてさて、アートは科学と仲良くなれるかな？
第一话 光を消して、星を见よう
光を探る旅の始まりは、光を消す研究をしている、村上尚史さん（工学研究院 応用物理学部门 光波动量子物理工学分野）から始まります。いきなりの変化球です。
村上さんの研究は光を消すことです。光を消すと何が分かるのでしょう。村上さんは、太阳系以外の惑星の弱い光を観测するために、まず恒星の强い光を消す研究をしています。そもそも、なぜ惑星の光を観测する必要があるのでしょう。太阳のような明るい恒星は非常に高温なガスの块、とてもじゃないけど生命は生きていけません。しかし、そのような强い光を放つ恒星の周りには、地球のように岩石で出来ていて、生命がいる可能性がある「岩石惑星」がたくさんあると考えられています。よその恒星を周る地球に似た惑星を探すために、朴さん曰く「地味な子にスポットライトを当てる」研究が进められているのです。
强い光と弱い光を同时に観测し、强い光だけを取り除くために、村上さんはいくつかの方法で强い光を消す観测方法を研究しています。
一つ目は、偏光という光の特徴を用いた観測方法です。光はいろいろな方向に振動する波ですが、偏光板という板を通すことで、一つの方向にのみに振動する光を取り出すことができます。偏光板と特殊なプリズムを組み合わせることで、明るい恒星の光を二つに分け、さらにその光の波が互いに逆方向に波打つように操作します。これにより、打ち消し合う干渉という現象が起き、光が消えます。恒星の光をこの現象によって取り除くことで、惑星の光だけを见ようとするのが一つ目の手法です。
二つ目は、光涡を使った手法です。波の面がらせん状である特殊な光（光涡といいます）を用いると、涡の中心が暗く、その周りが明るいドーナツ状の光を作り出すことができます。天体からの光に対して涡を発生させるフィルターを望远镜に取り付けることで、中心にある恒星の光を除去して、周りの惑星の光だけを取り出すことができます。
最后の方法は、直接打ち消し合う干渉を生み出すため、恒星の像を8つの领域に分けて偏光を操作するフィルターを用い、隣り合う光同士を干渉によって打ち消すという手法です。一つ目の手法と同じように、隣同士の光の波が互いに逆方向に波打つように操作することで、打ち消し合う干渉が起こり、恒星の光が相杀されます。
さて、今のところどの方法が有力なのでしょうか？その质问は難しいですねー。どの方法にも愛着があって…と、親心ならぬ開発者心を覗かせる村上さん。少し酷な质问だったようです。
ところで、このような工夫をして惑星の光を直接観测することで、何が明らかになるのでしょうか。惑星の光は恒星の光を反射したものです。光は反射する物质などによって偏光を変えるといわれています。届いた光の偏光を调べることによって、惑星の大気や表面の様子を予测できる可能性があるそうです。また光の色（波长）を调べるというのも惑星の状态を调べる重要な手掛かりです。例えば、生命の存在を示す有力な指标の一つとして、酸素が注目されています。もし大気に酸素が含まれているとすると、ある色の成分だけ暗くなるということが分かっています。そのため観测した光の色の成分を调べることで、生命の痕跡が见つかるかもしれないそうです。
光は波であるということは、高校の物理で习う现象です。そのような物理现象を応用し、宇宙に生命を见つける研究が进んでいるなんて！命の情报をもった光の波が、地球に届くその日まで、天文学者は光を消し続けるのです。
<まだまだ見えないスケッチ> 01
PRISM STONEとも呼ばれるカルサイト(calcite)。石を通して見ると絵や文字などが二重に見える複屈折という性質を持っています。石本来がもつ美しさだけでなく、石を通して見ると髪の毛にも一つの「リズム」が生まれる瞬間を捉えました。