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図1
前野：どうもご紹介ありがとうございます。皆さん、こんばんは。たくさんの方に来ていただきましてありがとうございます。
先の震災では本当に驚かれたと思います。大変な思いをして復旧にあたっておられると思います。心からお見舞い申し上げます。
先週、近県で研究会がありまして久しぶりに仙台に来させていただきまして、研究室のOB だった人たちともお会いできて、
ほっとしました。それから仁科記念財団の皆さんには、
この機会を与えていただきましてどうもありがとうございます。実は超伝導について─私はやっぱり研究者がどういうことをしてこられたかというのはいろいろ興味がありまして─自分なりにちょっとネタ話がありまして、それをご披露できる機会を与えていただきまして非常にうれしく思います。
前半は 100 年前の話をさせていただきます。６割ぐらいなのですが、あと３分の１ぐらい
高温超伝導の発見の話もさせていただきたいと思います。それでは始めます。
まず、仁科博士は 1890 年のお生まれですから、100 年前、1911 年の超伝導の発見のときには 21 歳でいらっしゃった。そのころの話を前半にさせていただきます。
そして 1986 年が高温超伝導の発見です。これが私どものしている研究の最初です。まず、いろんな方がおられると思いますので、今日はあまりテクニカルな話はせずに発見にまつ

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わる研究者の話というか、どういう形で発見されてきたかというようなお話です。

図2
超伝導には２つの特徴が、一番大きな特徴として２つあります。まず「電気抵抗がゼロ」である。そして電気抵抗ゼロになる温度を転移温度、臨界温度、TC と呼んでおります。それからもう１つは「完全反磁性」。マイスナー効果といって、弱い磁場ですと、磁場をはねのける。磁束をはねのける作用があります。それによって、これは超伝導体の上に磁石が浮いている。こういうことが起こります。
今日はこの話（左図）ですね。このデータがいろんな教科書に出てきますけれども、こ
れは水銀、𝓗𝑔と書いていますが、このデータが取られたのがちょうど 100 年前。10 月 26
日です。

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図3
そして前半部分の主人公は、このカメリン・オネスさんです。
“Door Meten tot Weten”という言葉を自分のモットーとして残しておられます。“Knowledge through Measurement”「計測から知識へ」という、そういう言葉です。これについてちょっと後でまたお話しします。
そしてこれが超伝導発見のときの実験室のあった建物でして、カメリン・オネス研究所、
現在はカメリン・オネス・ビルディングといいまして、文化系の学部が、ライデン大学の文系の学部が使っております。これは今年の４月に撮影、写真を撮ったものです。ここの建物の前に、ここに像があるのは分かりますかね。これの拡大写真がこれです。これがカ
メリン・オネスさんで、ここで“DOOR METE TOT WETEN”と彼のモットーが刻んである像がここに立っております。
カメリン・オネスさんは 1853 年生まれ、1926 年に亡くなっておりますので、1911 年のときには 58 歳。100 年前、わりにご高齢でこういう大発見をされたという人です。

4

図4
当時、100 年前なんですが、物理学の重要な問題の１つとして物性分野での重要な問題では、「金属の電気抵抗は低温でどうなるのか」。これは白金の、典型的な金属の電気抵抗なんですが、格子振動のために電子が散乱されて、あるいは電子・電子同士の散乱が格子振動によって起こって、温度を下げていくとだんだん格子振動は弱くなって電子が流れやすくなって、電気抵抗は下がる。そしたら、絶対零度ではどうなる、究極の状態だとどうなのか。こういう話があります。
当時の理論での温度は、この何ケルビンというので使っている、このケルビン卿は、温度を下げていくと確かに電子はこのように散乱されなくなって電気抵抗は下がる、しかし、究極のことを考えると電子そのものも止まってしまうのではないか。だから、究極にはやっぱり無限大の─電子も止まった状態になるんだ。それから、電子はするする動いて散乱が減った分、ゼロにゆっくり近づいていく。これはデュワ（デュワビンで有名な）の言葉が残ってますが。そういうのでどうなるか分からなかった。
そして 1908 年に、２年前にカメリン・オネスのグループはヘリウムを液化することに成功しまして、それによって低温までそのままその液化ヘリウムに物を浸すことによって低温まで冷やすことができるようになって、こういうデータ（右図）が低温まで得られていった。これは白金です。この低温部分ですね。ここにデータ点があります。ここが５ケル
ビン、ここは０ケルビンですからだいぶ低い温度まで当時でも測られていた。純度を増す
5

とちょっと下がる。これは白金ですが、金になりますとこうなって、ここにデータがありまして、これは予想なんでしょうか。もっと純度が高い金だとだんだん、次第にこうゼロになっていくんだろうというのがこのあたりまでで分かったこと。従ってケルビン卿は正しくなかった。だんだんゼロ。この辺まできても発散はしない。

図5
そして、次に来るのが「超伝導の発見」なんですが、いつ、どのように発見されたのかというのが、実は２年前まで分かってなかったんですね、詳しくは。ヘリウムを液化した
1908 年のことは詳しく実験ノートが残っていまして、いろんな本でもその瞬間とか当時の様子が書いてあります。ところが、超伝導の発見の日に一体何があったかというのは、いろんな逸話が流布していまして、例えばそれはよく通俗本とかにも書いてありますし、『Physics Today』での記事でも書いてあったことがあるんですけれども─それは手伝いをしていた、徒弟みたいな感じの人たちがちょっと居眠りをして、ブルーボールと言われているんですが、居眠りをしてヘリウムの温度が上がっているのに気が付かなかった。ちょっとその操作のミスという形、途中で居眠りをしちゃったんで温度が上がって、それで水銀の抵抗がぐっと回復するのが分かった。それによって、実は温度が上がらないときは急
速にゼロ抵抗になったんだというのが分かったという話が流布していたんです。
実際そのカメリン・オネスの助手をしていたドースマンという人の息子さんが、この次6

に出てきますピーター・ケスさんという教授（カメリン・オネス研究所の所長）のところに、もう 20 年近く前になりますが電話をしてこられて、話をした際にもお父さんからその話を聞いているという話がありました。ですから、カメリン・オネスの助手の息子さんからもそういう話があったので、そういう話だなということになっていました。
ここに書きましたようにカメリン・オネスの当時の実験ノートは第 56 巻、57 巻と、これはライデン市の博物館に保存されているんですけれども、56 巻には 1910 年までの日付が書いてあります。57 巻は 1911 年の 10 月から始まっています。超伝導の発見は 1911 年の４月ごろのことなので、その肝心のノートが何か紛失しているんじゃないかという話もありました。
ケス教授はライデン大学のカメリン・オネス研究所の所長を務められた元所長なんですが、2009 年に定年されまして、すぐにこのオネスの実験ノートの解読に着手されました。
その結果、第 56 巻にマダムキュリーが、キュリー夫人ですね、マリー・キュリーがライデンに到着したとの記述がありました。これは 1911 年の７月と分かっています。ですから、
この 56 巻の記述は、実は年号が間違っていたということが明らかになりました。それで随分つじつまが合いました。

図67ゼロ抵抗の初めての観測は 1911 年４月８日の４時と分かりました。
そのノートには“Kwiknagenoeg nul”
（水銀、ほとんどゼロ）という具合に書かれております。それが２年前にようやく分かりました。これについては『Physics Today』で 2010 年ですかね、に出ております。
ケス教授によるこの経緯紹介を【ビデオ】をちょっと見ていただこうかなと思います。
この後、話をしますが、この４月８日を記念して、ライデンでは 2011 年の４月８日に記念式典が行われました。先ほどお見せした図 4 の写真、デジカメ写真を写したような図はその記念式典でピーター・ケス教授が講演されたときの写真を撮ったものです。
ケス教授とはだいぶ前から、もう 20 年近く前からこの話で結構盛り上がっている仲でございまして、そんなんでいろいろ情報も提供していただいています。今回の日本物理学会誌に、これは日本物理学会誌の７月号です。今年の７月号に私と岩佐さん、鹿野田さん、３名でこの式典に出た３名で記事を書きました。このときにもいろいろ写真等、博物館から許可をもらったり、ケス教授から直接写真を頂いたり、事実関係を確認したり、そうい
うことをさせていただきました。
この式典でケス教授はフォーマルな講演をされたんですけど、そのときにはこの発見した、実は自分の話はされなかったんです。カメリン・オネスの 100 年前の話ばかりされたので、午後にほかの人の講演の司会をされたんですけど、その前に皆さんがやっぱりちょっとこの発見、ノートを解読したところの経緯をちょっと皆に紹介してくれと言われたんですね。それで２分間、その話をされました。
マリー・キュリーとかは─ちょっと音が聞こえにくいかもしれませんが、概略を言いますと、そのノートを一生懸命解読した。読みにくいノートを解読した。そしたら、マリー・キュリーがライデンに到着ということが書いてある。超伝導発見のすぐ近くに。それを調べてもらったら、1910 年じゃなくて 11 年だということがこれでもう分かった。そんなお話です。じゃあ、ちょっと聞いていただきます。２分ぐらいで終わります。話はピーター・ケスさんでカメリン・オネス研究所の元所長さんです。
【ビデオ紹介】そういうことでした。ですから、研究所の所長さんを定年されて、そしてすぐにこれに、解読に取り掛かって、そしてですね、月はこれで４月、５月で符号する。年だけは合わな
いということで、そうするとそのノートの最後のほうにキュリー夫人がライデンに来たという話があって、これが 1911 年ということは分かっている。その博物館の館長さんのデル
フトさんという人と、それからライデンのカメリン・オネス研究所の前の所長さんである、
デュブルイン・オーボータン、仙台で、デュブルイン・オーボータンというのはよくご存
じの方おられると思うんですが、その３人でそれを突き止めたという、そういうお話でした。
8そしてこのちっちゃいノートというのはこれなんですね。４月８日、ここにオランダ語
で４時、発音はよく分かりませんが“Kwik nagenoeg nul”ですか、“Mercury practically zero”
near zero という意味らしいですけども、要するに水銀の電気抵抗が実質上ゼロになったという初めての記述があります。これについては博物館の館長さんのデルフトさんとピータ
ー・ケスさん、先ほどの教授が『Physics Today』の９月号、失礼、2010 年ですね、１年前に出ています。このアーティクルは自由にダウンロードできるので、どなたでもダウンロ
ードして読んでいただけます。
そこに書いてあることでもう１つ驚くべきことがありまして、ゼロ抵抗を発見したのは
この４月８日の日ですが、同じ日に「液体ヘリウム４の沸騰の様子が 1.8K まで冷える前に変化した」という同じ日の実験です。記述があります。これは、実は液体の話ですね。オネスの実験ノートに現れる初めての「超流動転移」の記述なんです。ヘリウム４の超流動というのは 2.2 度ぐらいで起こります。水銀の抵抗を調べるために温度を下げたり上げたりしていたわけですが、そのときにヘリウムの沸騰という変なことが起こるということが、
初めてノートに、ここに、ケスさんによると初めて、同じ日の同じ実験で「超伝導」と「超流動」と「同時に発見」しちゃったというわけです。
ただし、このヘリウムの異常（超流動性を持つ）というのは 1937 年まで待たないといけないんですが、それによってカピッツァさんはノーベル賞をもらっております。

図79

これがその超伝導発見を報告した一連の英語論文です。これが４月、これが５月、これが 10 月。そしてこの 10 月の論文にはいろんな教科書で引用されている水銀の電気抵抗ゼロの図が載っております。これは英語で書かれているから英語の翻訳になるんでしょうかね。
コミュニケーション・フィジカル・ラボラトリー・オブ・ライデンユニバーシティという、
ユニバーシティ・オブ・ライデン、大学の季報みたいなものですね。そしてこれはカメリ
ン・オネスの単著です。そういう論文に書かれております。これも英語で平易に書かれていまして、100 年前の英語といっても非常に読みやすい。ちょっと図のスタイルが花文字み
たいなのがいっぱい出てきますけれども、文章自身は平易な英語で書かれております。

図8
そしてこのゼロ抵抗の中身についてちょっとお話ししますと、これが４月８日です。ゼ
ロ抵抗の発見（左図）。データ点が２点しかないということなんですね。４K 以下では。水
銀の超伝導転移はこのあたりなんです。ただ、こことここしかないのでカメリン・オネス
はゼロ抵抗になったと書きながら、同時に“My model works indeed”─私のモデルのとお
りうまくいっていると言っています。このモデルは何かと言いますと、プランク振動子のモデルと言っています。これは要するにアインシュタイン・フォノンですね。単一の周波数、振動周波数を持つフォノンによる散乱。そのフォノンの振動を考えて電気抵抗は下がっていくという。ですから、連続的に下がっていくというモデルに合うと。ですから超伝
導転移とは考えてなかったんですね、この時点では。ゼロ抵抗だけれども、急速にゼロ抵
10抗になっていくという、そういう考えをカメリン・オネスはこの時点ではしていたことがこのノートブックから分かります。
その後、この実験をするたびに新しい装置を作るんですね。この後、これ本当にゼロかというのを試すために、この５月とかの装置は水銀は液体ですけれども冷やすと固体になります。そこからリード線、電気抵抗を測るためのリード線を持ち出してくるんですけれども、そこの熱起電力みたいなものを心配しまして、室温まで全部水銀で持ってこようと。
水銀を測るんだけどリード線も全部水銀。そんなのを作ったんですね。これは、実は失敗だったらしいんですね。というのは、水銀は途中で固体から液体に変わるじゃないですか。
そこの電圧が意外に大きくて、これは結局は目的を果たさなかったんです。ただし３ケル
ビンからゆっくりと温度上昇したところ、4.05 と 4.12、当時の温度スケールでその間で電気抵抗が現れ始めるということも分かりました。電線のショートではない。そういうことを確認しました。
そしてここですね。５月、このあたりに何があったかというと、７月にマリー・キュリ
ーがライデンに到着です。その目的は、ラジウムの放射能が液体水素温度で変化するかどうかを測定するために来ました。私もこの震災といいますか、原発で反応が終わった後、まだどうしても自然崩壊する熱が著しい。そこを何か抑えられる、何か物理学者としてア
イデアがあればいいかなと思ったんですが、例えばその反応が終わったものは液体窒素につければもう放射能は出ないとかそんなことになればいいんですけど、そんなことにはな
らない、それは。しかし、彼らはそれを実験したわけです。キュリーとオネスの２人の共著論文が 1913 年に出ております。この話題に関して。

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図9
超伝導転移の発見なんですが、今のは７月で、そして次 10 月に新しい装置がまた作られます。この装置で発見したのはこれ（左図）です。これはだんだんとプランク振動子デー
タ、アインシュタイン・フォノンによってだんだんと電気抵抗は変わるんではなくて、こ
こで突然電気抵抗は変わるという、「超伝導の転移を発見」したのがこの日です。10 月 26日。100 年前。今日は 11 月 30 日ですから 100 年と１カ月前ということになります。
このクライオスタットなんですが、改良した点があります。ここです。ここにバルブがあります。E 𝑎k2 と。何で E 𝑎k2 というのか知りませんが、このバルブを閉じるとここに液体ヘリウムが沸騰しているのに閉じるもんですから圧力が上がります。そしてここの温度が上がります。それによってこの辺のデータ点が取れたんです。実は、ここのデータ点を取るのは難しい。液体ヘリウム 4.2K、ちょうど水銀の超伝導温度と、転移温度と液体ヘリ
ウムの沸騰温度がほとんど等しいので、実はこれは非常に難しい物質を選んじゃったんですね。ここのデータ点を取るには１気圧以上にしないといけない。これ、ヘリウムというのは当時非常に貴重な物質で、しかもガラスの中に入れますから、ここ１気圧以上の圧力に上げるというのはちょっと勇気がいるところですね。ぴきっと割れてヘリウムが逃げたら大変なことになるので。それを工夫してそういうことができるような装置を作ったということです。
それが最初に言いました流布していた逸話みたいな話ですね。バルブを開け忘れて、そ12れで温度が上がっちゃって１気圧以上になっちゃって、そのおかげでこの転移が見られたんだというようなお話が出てたんですが、実験ノートを見るとそんなことはなくてきっち
りと実験をしております。居眠りしたんではなく、こういうのを設計してちゃんとしてお
ります。

図 10

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それでこれは 10 月 26 日で、この１週間後ですか、11 月２日。第１回ソルベー会議があります。ここで、この第１回ソルベー会議の話題は“The theory of radiation and quanta”、「輻射の理論と量子」というのがメインテーマだったんですが、ここにその１週間前のデータを持ち込んだのがカメリン・オネスです。どこにいるか分かりますか。これはキュリー夫人ですね。カメリン・オネスさん。分かりますか。58 歳。ここです。この人。アインシュタインの隣りにいるのがカメリン・オネス。
ここで発表したんですが、理論家に受けはめっちゃ悪かったらしいです。4.2K で多分何か水銀に構造転移があって、それで何かちょっと電気抵抗がぐっと飛ぶんじゃないのというような質問が実は出たらしい。そういうことでなかなか理論家には認めてもらえなかった。信じてもらえなかった。
それでもノーベル賞を２年後にカメリン・オネスさん受賞します。しかしそのクオーテーションは物質の低温での性質を研究したこと。そしてヘリウムを 1908 年に液化したことというのが受賞理由です。超伝導の発見に対してのノーベル賞ではありませんでした。このときはまだ信じる人も信じない人もいるという感じでした。
ただし、発見してすぐに何人かから非常に好意的なコメントをもらった。そして実はそこに長岡半太郎さんが出てきておりまして、その懐疑的な雰囲気の中、東京帝国大学の長
岡半太郎はいち早く 1911 年の９月に、９月ということはその４月の電気抵抗ゼロになったというのを聞いてすぐに、10 月の実験より前に手紙を送って、水銀の電気抵抗に関するめ
ざましい発見に称賛を送っております。そういう記録も残っています。そういうやり取りもあったということです。

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図 11
そして理論家が認めてくれたのは 1914 年です。これは、その実験、これ上から見ているんですけど、ここに超伝導のコイルで永久電流が流れています。ここは外側から銅のコイ
ルでちょうどここの真ん中に置いた方位磁石が、針がちょうど横を向くようにここに電流を流すんです。そうすると、ここにどんだけ電流が流れているか分かるじゃないですか。
それが減衰しないということを実験する。これに理論家のエーレンフェストが実際、実験に立ち会って非常に感激してくれて、ローレンツに手紙によって報告した。こういう当時の理論の大御所が認めたということで、広く認知されるようになった。ノーベル賞の後ということです。

15図 12
これが 2011 年４月８日に行われた記念講演で、これがデルフト教授。それからケス教授。
そしてこの参加者にメダルが贈られまして、これがこんなメダルです。これはニオブからできている直径 39 ミリ、厚み３ミリです。こういうメダルが配られて、ちょっと物理をやられている人はすぐけちをつけたくなるかもしれませんが、この電気抵抗は、これには４月８日超伝導の発見と書いてあるんですけども、この電気抵抗の図は 10 月なので４月ではありませんね。

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図 13
この記念式典で、私でピーター・ケスさんですが、この方たちは、この方はカメリン・
オネスのお孫さんの奥さんらしいです。この娘さん。助手のドースマン、ホルスト、それからカメリン・オネス夫人、このゆかりの方たちもこの記念式典に招かれて、非常に和やかとエキサイティングの両方の会議でした。４月８日でした。

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図 14
そして物性関係の方は『固体物理』という雑誌をご存じだと思いますけれども、それの９月号にちょっと岩佐さんと一緒にこういう随筆みたいなのを、エッセイを書かせていただきました。これはカメリン・オネスの邸宅で、1911 年の写真が左下です。ちょっと行ってみましょうみたいなことになりまして、それでカメリン・オネス研究所を引退した研究者の方の助けを借りて探索に行きました。そしてみつけました。非常に、ここに住んでおられる方も愛想のいいというか、われわれを迎えていただきまして、このように非常によ
くメンテナンスされています。ここは窓が１つなのに３つ、こういう改造はよくするらしいんですね。
カメリン・オネスは実験の後、よくこちら側のテラスで、このすぐ裏に川が流れているんです。ここでよくのんびりするのが好きだったということです。当時は、ここちょっと
人目に触れないようにですかね、ちょっとカーテンみたいなものがありますね。反対側が川で、川風が非常に心地がいいらしいです。

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図 15
そしてそれで日本物理学会誌に書かせていただいたんですが、ちょっといろいろご指摘もありまして、これ 2011 年の７月号に前野、岩佐、鹿野田でこのような話を書かせていただきました。この最後のほうの文章なんですが、表題に使いました“Door meten tot weten”というのは、“Knowledge through measurement”「知識は実験から」は、現代物理学を切り開く偉大な発見を成し遂げた大実験家カメリン・オネスの有名なモットーである。これはカメリン・オネスが 29 歳でライデン大学の教授になったときに、その就任講演で定量的な実験がいかに重要か、私はこの“Door meten tot weten”というのを物理学の実験のすべての実験室にこれを掲げてほしいというような話をしているんです。それをずっと、これをモットーに生きられたという、そしてオネスが超伝導を発見したのはちょうどこの 29 年後の 58 歳のときだったんです、という話です。

【編集子註】
前野悦輝：2010 年（第 56 回）仁科記念賞「スピン三重項超伝導体ルテニウム酸化物の発見」
岩佐義宏：2019 年（第 65 回）仁科記念賞「電界誘起 2 次元超伝導の発見」
鹿野田一司：2020 年（第 66 回）仁科記念賞「有機伝導体における強相関量子液体の研究」
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図 16
この記事には、カメリン・オネスに非常に興味、関心のある人から、いろいろコメントを頂きました。なかなかこれも正確に書くのは難しいんで、まず最初に、頂いたコメント
は、ファーストネームなんですね。ラストネームは、ファミリーネームはカメリン・オネ
スなんです。オランダではそのカメリン・オネスというのはそういう大きな２つのカメリ
ン・オネス、こういう名字は非常に少ないです。それを日本人はすぐオネス、オネスと呼んでいるけども、いつもカメリン・オネスといわないかんのじゃないかというご指摘を受けました。オランダの人はそう言っている。
ところが、調べてみますと、デュブルイン・オーボータン、ケスさんより前に所長さんだったこの方が『Physics Today』に書かれた記事を読みますと、彼はオネス、オネスと書いているんです。ですからオランダの方もオネスでもよいと。それをお話ししたらそのオランダ人物理学者も納得されたということです。ですから、日本人はオネスとだけ呼んでけしからんというのは、それはないだろうと。
ピーター・ケスさんは、ヘイケ・カメリン・オネスということで HKO という具合に呼んでいるようです。
もう１つ、これは 10 月号で会員の声という物理学会誌がありまして、これはちょうど仙台の低温研究の大御所の方からコメントを頂きました。
“Door meten tot weten”の英訳と和訳についてちょっと、こういうタイトルです。
“Knowledge through measurement”というの20

はちょっと、もう少し素直に翻訳したほうがいいんじゃないか。つまり、“Throughmeasurement through knowledge”、こう素直に訳したほうがいいんじゃないか。
“Knowledge
through measurement”というのは何かを参考にしたんだろうと推測しますと、正しいご推察です。これは、このデルフトさん、ライデンの博物館の館長さん、この方は 650 ページに及ぶカメリン・オネス研究の本を 2007 年に出されています。この方の第 11 章、この本の11 章に“Door meten tot weten”というチャプターがあるんですが、その副題が“Knowledge
through measurement”になっています。われわれはこれをそのまま使わせてもらったということです。これがなければ私も“Through measurement through knowledge”とあるいは書いていたと思うんですけども、そういう事情があります。
もう１つ。
「知識は実験から」。これはちょっとないんじゃないか。これは Meten というのは measurement なので計測なんです。これはもっと大事な意味があって、実験と計測が、ここは非常に大事なんです。ここはちょっと間違ってもらっちゃ困る。つまりカメリン・
オネスは非常に定量的な計測を行うことによって、それが新しい物理学の改革につながる。
それがモットーだった。29 歳のカメリン・オネスのモットーはそれです。ちょっとへりく
つになるんですけれども、58 歳あるいは超伝導発見に関してどういうモットーなのかというのをちょっと考えてみます。
結論から言いますと、この記事では私は「計測から知識へ」という訳のほうが、あるいは「知識は計測から」というほうが正しい訳です。
「実験から」というのは、われわれはこ
れいいなと３人が納得してこれにさせていただいたんですけど、それは超伝導がなかなか理論に認めてもらえなかったという動きもあるのと、もう１つ、超伝導というのは、実は超伝導がみつかった後、不純物をちょっと入れてみたりするんですね。だけどゼロはゼロのままです。そういう具合に定量的な計測を越えた、もう全然へりくつですみません、58
歳のオネスにとっては超伝導という定性的大発見を成し遂げた。これは、実はカメリン・
オネスご自身のモットーともちょっと反することで、つまりカメリン・オネスを越えちゃったんですね、これは。それで実際、こうなるとこの若者、ホルスト。この人がどんどん
いろんなアイデアを、次こういう実験しましょう、こういう実験しましょうというアイデ
アを出すんですね。こういう事情があるんです。
ホルストとの確執に対しては、先ほどのデルフトさんの 650 ページの本にも結構いろいろ
書いてあります。共著論文がなかったとか推薦状の文章とかも残っておりまして、やはり非常に優秀な助手、ある意味自分を越えているところがある助手との関係というのは、私もこの年になりますといろいろ。ということで、これが正しいです。しかし、そこが崩れたのも超伝導の発見ではなかったかと思います。
それでは、これが前半、前半というかもうだいぶ時間、メインの話がここまでですが、超伝導の話を。どのぐらいの時間？ 10 分ぐらいですか？ はい。

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図 17
それでは次、高温超伝導の発見がありまして、その歴史を見ますと今年は 25 年になるんですね。高温超電導が発見されたのは 86 年ですから、ちょうど 25 年。その間、いろいろな
重要な超伝導界のテーマというのはあります。この高温超伝導を発見したのはベッドノー
ズさんとミューラーさんで 1986 年に発見、1987 年にノーベル賞という、こういうすごいことがありました。

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図 18

図 19
23

この発見の論文の最初の言葉、これが 1986 年の発見論文です。４ページぐらいの論文ですかね。これがその銅酸化物での超伝導転移の図です。イントロダクションが、最初の文が す ご く 気 に 入 っ て い る ん で す ね 。“ At the extreme forefront of research insuperconductivity is the empirical search for new materials”「超伝導研究の最前線にあるのは経験則に基づく新物質の探索である」というのが最初の文です。明らかにミューラーさんは、これは歴史的な論文になるということをすごく意識して、こんなかっこいい言葉か
ら論文を始めているんです。これは引用なんですね。この引用としてティンカム、ビーズ
リー、ラーベスティヤーさん、フィネモアさん、クラークさん、これがカッパーマウンテ
ンというところで行われた、アメリカのコロラド州ですね、1983 年の超伝導の未来を考えるみたいな会議の議事録なんです。1983 年、これが発見されたのは 1986 年、1983 年にどん
な物質、どういう元素を使ったら超伝導に、温度で超伝導になるかと一生懸命議論した。
選んだ場所がカッパーマウンテンです。答えはカッパー。

図 20
それで私は、これを書いたのは、かっこいいこんなのを書いたのはこの５人のうち、５人が書いたわけではない。誰か１人が書いた。これを調べようと思いまして、それでさかのぼること 96 年、15 年ぐらい前でしょうか。高温超伝導発見 10 周年記念会議でミューラーさんにこういうメモを渡して、むちゃくちゃあつかましいと思われますが、これ 1988 年、89 年にこのベッドノールズさんとミューラーさんの助手として１年間スイスで研究させて24もらいましたので、その関係でこれをお渡ししたんです。この論文の最初にこんなことが書いてあるけれども、“Who made this remark?”、誰がこんなん書いたんですかと言ったら、２年ぐらいしてからミューラーさんがオフィスを引っ越しするときにどうもこのメモを持っててくれはりまして、メモと一緒にコピーが送られてきました。
“I have copied the first 13
pages for you information. Happy new year!”1998 年ということで、これカール・アレック
ス・ミューラーと書いてあります。これでミューラーさんが使われた、引用したカッパーマウンテンの議事録をコピーして送ってくださったんです。それをお見せします。

図 21
まず、これがカッパーマウンテンです。スキーリゾートです。1983 年に行われて、こういうことで、そして文章を書いたのはビーズリーさんでした。
これは、私がちょっと趣味的に会議でお会いするために、ティンカムさんにお会いしたら、あなたですか、書いたのは、とか聞いて、ついにビーズリーさんであるということが分かりました。

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図 22
これがそれです。このアンダーラインはミューラーさんがこの論文を書いておられるときに自分で引かれたアンダーラインです。ここには“At the extreme forefront of research insuperconductivity is the empirical search for new superconductors, which is part of the moregeneral search for new materials”つまり、超伝導研究が最前線にあるのは、経験則に基づく新超伝導体の探索である。それがもうちょっと広い新物質の探索の一部になる。そういう文章です。ミューラーさんは、これはちょっと変えてはるんですね。これ大違いなんですけど、実は。新超伝導体、これも分かっている物質の新超伝導状態をみつけるというのは私のレベルでもトライはするんです。ところが、新物質から、物質から新たに作ってそれを超伝導にしようというのは、これはなかなか私のクラスを随分超えた話で、それを書いてはるんです。ちょっとここが微妙に異なります。

26

図 23
この文章はすごくて、この文章のちょっと上に何が書いてあるかというのを見ますと、
この第３節、エキゾチックスーパーコンダクターとエンピリカルサーチ、経験則に基づく
新しい超伝導の探索というチャプターで、ビーズリーさんが書かれているんですが、その当時、1983 年当時の重要なエキゾチック、理論でなかなか理解できない超伝導体としてリストを書いているんです。

27

図 24
この次、ちょっとリストを書きますがこんなんですね。1983 年の時点で彼ら５人が相談されたことは、「重い電子系超伝導」、「低キャリア濃度の超伝導」、それから「三元系磁性
超伝導体」、「有機物１次元系」、一般に１次元、２次元。これはニオブセレンとかそういうのを考えておられ、そういうのが重要であるという指摘があります。
それに基づいて 2011 年までの 28 年間どう成長したかといいますと、確かに重い電子系というのはいろんな重い電子系超電導体がみつかりまして、普遍的物性相図、ドーニャク、
ロンザリック、専門の方どういう意味か分かると思いますが、それから強磁性超伝導体、こういうものがどんどん大きな分野に成長してきています。そして低キャリア濃度、キャリア・ドーピング、これは実は銅酸化物、全体にドーピングをして超伝導にする酸化物ということで、これ実はつながっているんですね。そして、その酸化物つながりでわれわれの研究していますルテニウムとかコバルト、こういうものが発生してきます。そして、これには三元系を、上を行くのか分かりませんが４元系がみつかったり、有機物では１次元、擬２次元物質がよく研究されて、ほかの超伝導体、鉄ニクタイドも含めていろいろ成長してきています。

28図 25
そして、私が一番面白いと思ったのは、先ほど最初に言いました順番、“At the extreme
forefront”、これ、ミューラーの論文で引用された言葉、それからこの５つ大事だと。30 年
先を予言されたような、きちんとやられている。それから彼らはさらに先を読んで Future
possibilities ということで、さらに将来の可能性としては MOSFET 反転相での超伝導、それから人工金属超格子、スーパーラティスでの超伝導。こういうのも可能性としては面白い
んじゃないかということを指摘しております。28 年前。

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図 26
実は、これはここ数年に実現しました。まず例を挙げますと、それでこの後にすぐあれが、だからここの文章というのはものすごいコンデンスされているところです。FET 反転層での超伝導ということで、これは東北大学で実は発見されております。2008 年、川崎さん、岩佐さんのグループですね。上野さんとか野島さん、そのほか東北大学の皆さんの努
力で電気二十層トランジスターというので、チタン酸ストロンチウムが超伝導、電場誘起
超伝導というのが実現しました。

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図 27
それから人工超格子ですが、これは京都大学のほうで松田祐司さんと寺嶋さんのグループですが、このように自由に、このセリウムのこの層が重い電子系なんですが、それを自在に何層にも積んだり、１層、２層、３層と増やしたりして超伝導性を調べるという研究が実現しております。これは今年のことです。そういうわけでそちらのほうも実現した。

【編集子註】
松田祐司：2014 年（第 60 回）仁科記念賞「重い電子の 2 次元閉じ込めによる新しい電子状
態の創出」

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図 28
そして、これで大体時間になりまして、あとカッパーマウンテンリポートにはなかった展開の例として、スピン三重項超伝導というのが挙げられます。それは電子対がシングル、
この従来の超伝導、銅酸化物、鉄ニクタイド、こういうの全部スピン一重項なんですが、さらにスピン三重項超伝導というのもチャージ、電気のほうもスピンのほうも超流動状態になるという新しい超伝導状態。これを私ども研究しております。

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図 29
ちょっと時間もあれなのですが、これを発見したのは 1994 年で、これはベッドノーズさんのところで勉強させてもらっているときからの実験が実現したものです。そしてこのときは、もうすぐに理論家からスピン三重項超伝導の可能性があるんではないかという指摘がありました。こういう助言は本当にありがたいです。これによって実験が、方向性というのが決まって、それが本当かどうかは分かんないけど、それをきっちり調べようという動機づけが非常に強くありました。

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図 30
そしてこの橋本君ですね。広島大学の修士の２年生だったんですけども、橋本君は今どうなっているかと言いますと、橋本君は平成６年に修士論文で「銅を含まない層状酸化物の超伝導の発見」というタイトルの修士論文を書きまして、この人は今何をしているかと言いますと衆議院議員。野田さんのグループらしいですね。それで物理のバックグラウン
ドを生かしてエネルギー問題とか担当させてもらっているようです。ひょっとして橋本博明という名前が出てくるかもしれません。超伝導を発見した人の名前です。昨年の仁科記念賞の受賞パーティーにも駆けつけてくれました。

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図 31
そして物質の新しい分類法、あと２枚だけさせていただきますが、最近この新領域研究というのでトポロジカルクアンタムフェノミナ、トポロジカル量子現象というので文科省の５年間のナショナルプロジェクト、東北大学にもたくさんの共同研究の方がこのプロジ
ェクトに参画していただいている方がおられます。これはざっくり言いますと、物質の状態がこの波動関数の形、波動関数のトポロジー、そういうものでトポロジカルに自明なもの、非自明なものに分類できるという新しい物質観なんですね。
例えば絶縁体だと、従来はバンド絶縁体とモット絶縁体。表層関係なら普通の絶縁体じゃないよという話があったんですが、自明な絶縁体とトポロジカルな絶縁体。こういう分け方もできるんです。こういう見方をしてみよう。何か出てこないか。こういうアプロー
チです。
超伝導は従来型、非従来型、Ｓ波とＳ波じゃない超伝導みたいなことでやってきたんですが、もう１つは自明な超伝導とトポロジカルな超伝導という分類も可能です。こういう見方をして何か新しい物質観を作り出そうという努力です。これがその表でして、この表はまだまだ書き換えられつつあるんですけども、この中に p+ip という、これはトポロジカ
ル物質の表なんですけども。グリーンは絶縁体。そして青は超流動。ここを見ますと、d+idという酸化物で実現していると考えられております超伝導状態というのは、このトポロジ
カル状態の１つです。反転対称破れの、先ほど電場誘起超伝導ですね、表面超伝導、あれ
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図 32
こういう絶縁体の超伝導も超流動も一緒にこういう別の分け方といいますか、これで新しい物理を開拓しようという努力をしております。それでそのエッジ状態とか、特にその超伝導、超流動、絶縁体こういうのでもいろんな、２つに例えば分類的にはよく知られている状態です。これは超伝導ギャップが空いているんだけれども、界面表面にだけは金属状態が出現している。その金属状態が時間反転を破るものとか時間反転を破らないけれど
もスピン相互作用の強いものとかで分類ができる。これはトポロジカルにプロテクトされている。表面散乱の影響とかを受けない。そういうもの。永久電流。
そういうことで、しかもこの粒子、ここの表面にいる準粒子というのはマヨラナ粒子の性質を持つと書かれております。これもまた検証していこうという研究努力が進んでおり
ます。

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図 33
ということで私の将来の展望としては、発見 100 年ですが、次に「室温超伝導」がいずれ実現するはず。そして統一理論というのも理論家の方は随分進めていただいて、これは非常に現実的なものになっていると思うんです。電子超伝導に関しては。重い電子系、誘起
超伝導、ルテニウム酸化物、こういうのも全部１つの統一理論で扱う。単なる理論ではない、それを越えた理論です。そして新しい状態。トポロジカル超伝導状態というものの研究を進めたいと思います。スピン三重項超伝導もその中に含まれて。そしてマイスナー効
果、ジョゼフソン効果、こういうものがあるんですが、こういうのを通じてまた新しい何とか効果というのをぜひ、特に若い世代の人、私ももう 58 に近付いてきましたので、次の若い世代の人たちがこれを開拓する、非常にチャンスだと考えております。どうもありがとうございました。

司会：前野先生、大変面白いお話、どうもありがとうございました。

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