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物理学第一教室物理学第一分野 紹介動画

物理学第一分野 紹介動画

物理とは物(モノ)の理(コトワリ)と、名の通り世界や現象、物質に潜むメカニズムや法則を発見、理解する事を主眼に置いた学問分野です。
ここ京都大学理学部では3つの方向で研究・教育を行っています。一つは原子核や素粒子といった極小単位の世界を相手にしたもの、もう一つは宇宙などの極大の世界を相手にしたもの、そして、我々第一教室では、光や電子や原子などの非常に小さな粒子が、たくさん集まった集団を対象として実験と理論の両面から研究しています。
まず、コンピューター、スマートフォン、インターネットの回線など我々の生活を支えている科学技術を考えてみましょう。これらは、我々が意識するにせよしないにせよ、電子や光の集団を人工的に性御することで機能している、21世紀の最先端科学の産物といえます。そして電子や光は量子と呼ばれ、量子力学と呼ばれる物理法則により支配されています。また、液晶ディスプレーなどは、複雑な物質を制御することにより動作します。我々はこれら量子や物質が膨大な数だけ集まった集団を支配する物理法則を実験と理論の両面から研究しています。そのために、あるときには物質を絶対零度近くの極低温まで冷やしたり、ものすごく強い磁石の中においたり、高周波の電磁波を照射したりして、物質の極限状態の応答を調べることもやっています。このように、我々の行っている研究は、基礎物理学としてだけではなく、最先端科学技術とも密接に関わっております。
今日はこれらの研究からごく一部ですが紹介していきます。皆さん、この動画を見るとき是非「More Is Different」という言葉を思い浮かべて下さい。これは、人間の世界で言うと、性質や性格が似たような人たちがたくさん集まって社会をつくっても、時としてその社会は個人の持つ性質とは全く異なる性質や意思を持ってしまうことを意味します。つまり、一人の個性がわかっても社会全体の個性はわからないのです。物質の世界も同じで物質を構成する1個1個の粒子の性質が理解できていても、それがたくさん集まった集団は元の性質からは想像もできないような面白い現象を示します。例えば、ある物質は、突然強い磁石になったり、またある種の物質では電気がいつまでも流れ続ける超伝導という現象が観測されたりします。さらに一見複雑にみえる物質の振る舞いも驚くべきほどの単純な物理法則で記述できることもしばしばあります。つまりMore is Differentとは、多数が集まれば新しい性質と物理現象が現れることを言い表した有名な言葉です。
(Ref. P. W. Anderson, Science 177, 4047, 393-396 (1972). DOI: 10.1126/science.177.4047.393

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