ノーベル物理学賞

ノーベル物理学賞（ノーベルぶつりがくしょう）は、ノーベル賞の一部門。アルフレッド・ノーベルの遺言によって創設された5部門のうちの一つで、自然科学分野で権威ある賞。物理学の分野において重要な発見を行った人物に授与される。 対象となる分野は大きく分けて、天文学や天体物理学、原子物理学、素粒子物理学の3分野であるが、気象学など地球科学からの受賞もある。 ノーベル物理学賞のメダルは、表面にはアルフレッド・ノーベルの横顔（各賞共通）、裏面には宝箱を持ち雲の中から現れた自然の女神のベールを科学の神（科学のゲニウス）が持ち上げる素顔を眺めている姿がデザインされている（化学賞と共通）。 [脚注の使い方] ^ X線の別名として「レントゲン線」(Röntgen ray) というものがある。 ^ ゼーマン効果として知られている。 ^ 実際にはラジウムの研究に対して授与された。 ^ 即ち陰極線である。 ^ マイケルソン・モーリーの実験にも用いられた。 ^ カラー写真を世界で初めて実現し、これに対しノーベル賞が授与されている。 ^ ファンデルワールスの状態方程式が彼に帰せられる。 ^ ヴィーンの変位則・ヴィーンの放射法則が彼に帰せられる。 ^ 特に水銀において超伝導を発見している。 ^ ブラッグの法則が彼らに帰せられる。 ^ この現象はシュタルク効果として知られている。 ^ ミリカンの油滴実験にて電気素量を決定した。 ^ これによりプランク定数を決定した。 ^ 原子のエネルギー準位が離散的であることを示したフランク＝ヘルツの実験による授与である。 ^ 3種の異なる手法で求めたアヴォガドロ数が一致することを示し、分子が実在であることを確立した。 ^ これは物質波またはド・ブロイ波として知られている。 ^ ハイゼンベルクの運動方程式は彼に帰せられる。 ^ オルト水素・パラ水素として知られている。 ^ シュレーディンガー方程式・ディラック方程式は彼らに帰せられる。 ^ これによりシュテルン＝ゲルラッハの実験が行われた。 ^ 実際には磁気モーメントである。 ^ この方法はNMRに応用される。 ^ 湯川ポテンシャルは彼に帰せられる。 ^ これに用いた回路がコッククロフト・ウォルトン回路として知られている。 ^ 核磁気共鳴として知られている。 ^ ボルンの確率解釈と呼ばれている。 ^ ラムシフトと呼ばれている。 ^ 原子線を用いた核磁気共鳴分光の詳細な解析から、電子の磁気モーメントがボーア磁子よりも0.1%程度大きいことを実験的に発見した。この事実はラムシフトと同様、ディラック方程式を超える理論が必要であることの明白な証拠となった。 ^ 基本相互作用のローレンツ対称性から相互作用のCPT対称性が帰結される。理論物理学者は3つの基本相互作用（強、電磁、弱）について、C,P,Tの各対称性が個別に成立すると考えていた。しかし、リーとヤンは膨大な文献検証の結果として、弱い相互作用においてはP対称性が破れている可能性を指摘、同時に、中性子や中間子の弱い相互作用による崩壊を通じてこの可能性を直接検証可能な実験を提案した。 ^ タリウム賦活ヨウ化ナトリウムが優れたシンチレーターとして機能することを発見、ガンマ線や荷電粒子のエネルギーの精密測定を可能にした。これを高エネルギー電子散乱に応用、原子核や核子の電荷や磁気モーメントの分布測定を通じて原子核の内部構造を明らかにした。 ^ 殻模型と呼ばれている。 ^ 朝永・シュウィンガー方程式・ファインマンダイアグラムは彼らに帰せられる。 ^ 光ポンピング法を開発した。 ^ NNG則、ユニタリー群SU(3)を用いたハドロンの八道説（英語版）、クォーク模型、カレント代数、弱い相互作用のV-A型ラグランジアン、走る結合定数とくりこみ群のゲルマン・ロウ方程式、粒子反粒子振動など。 ^ アルヴェーン波が彼に帰せられる。 ^ ネール温度が彼に帰せられる。 ^ 受賞者3人の頭文字である。特にクーパーにはクーパー対が帰せられる。 ^ ヒューイッシュは1950年代に、長波長帯で観測される電波シンチレーション（視線方向のプラズマ密度の時間的に不規則な揺らぎにより引き起こされる電波強度の揺らぎ）を観測する技術を開発している。1960年代初めはこれを用いて惑星間プラズマを研究しその副産物として電波クエーサーを発見していた。明るい電波源の時間的に速く変動する成分を0.1秒以下の時間スケールで記録できるようにした装置設計が、電波源全部がシンチレーションからなるように見える、奇妙な電波源の発見を導いた。 ^ 集団運動模型を提唱した。 ^ 1970年、レーダーマンが別目的でティンと同様の実験を行っていた。装置設計として質量分解能を犠牲にしていたので、ミュー粒子対生成の散乱断面積についてJ/ψの不変質量である3GeV付近に「奇妙な肩」を観測したものの「共鳴状態を示す強い証拠はない」と結論せざるを得ず、結果としてJ/ψの発見を逃している。 ^ アンダーソン局在、モット絶縁体、ヴァン・ヴレック常磁性などがそれぞれ彼らに帰せられる。 ^ ヘリウム4の超流動を発見した。 ^ この放射は約3ケルビンに相当するため、検出するには相当の低温技術が必要となる。 ^ 受賞者発表のあった1979年10月時点で、ウィークボソンの直接検出には至っていない（直接検出は1983年）。スウェーデン王立科学アカデミーは2つの実験事実、つまり(1)疑う余地のない弱中性カレントが泡箱写真として記録・検出されたことと、(2)様々な実験から得られた弱混合角の値が不確かさの範囲内で一致したこと、をもって3人への授与を決めた。 ^ ウィルソンのくりこみ群として知られている。 ^ チャンドラセカール限界が彼に帰せられる。 ^ フォン・クリッツィング定数が彼に帰せられる。 ^ LBCOとして知られる高温超伝導体である。 ^ ラムゼー共鳴法として知られている。 ^ 実験結果はクォーク・パートンモデルと非常によく一致し、解析から核子は電荷を持つより基本的な構成子からなる複合粒子であること、基本構成子は核子内で自由粒子のように振る舞っていること、電荷を持たない成分も運動量移行を担うことが明らかになった。 ^ ノーベル賞受賞講演の論文タイトルが"Soft Matter"であったことから、これらの研究分野がソフトマターと呼ばれるようになった。 ^ 荷電粒子に対する優れた位置敏感型検出器である多線式比例計数管を開発、これと電算機とを組み合わせることにより素粒子反応の検出から解析までを極めて迅速にかつ一挙に行えるシステムを構築した。 ^ PSR B1913+16を発見、パルス周期が周期変動する様子から連星系に関する5個の軌道要素を決定し3個の一般相対論的効果（特に公転周期減少）を検出した。 一般相対論が正しい理論だと仮定すると重力波の放出によって連星系からエネルギーが持ち去られて軌道長半径が徐々に小さくなるが、公転周期減少の理論値と観測値とが観測誤差の範囲内で一致することを示し、間接的ながら重力波の初検出に成功した。太陽系で検証済みの一般相対論が、はるかに強い重力場の中性子星近傍にも正しく適用可能であることを示すとともに、観測事実を説明できない幾つかの重力理論を合理的に排除することにも貢献した。 ^ ポメランチュク冷却装置の圧力異常からヘリウム3の相転移を実験的に観測、超流動ヘリウム3について理論的に予言されていた数々の磁気的性質をNMRにより確認して超流動状態が実現していることを明らかにした。 ^ チューはNa原子にドップラー冷却を適用して光糖蜜を作成し、原子集団をドップラー冷却限界温度の240μKにまで冷却できることを証明。フィリップスは磁気光学トラップ中のNa原子がドップラー冷却限界温度を大幅に下回る40μKにまで冷却されていることを発見。コーエンタヌージは偏光勾配冷却という新たなメカニズムによってこれを解明、またVSCPTを開発してHe原子を2μKにまで冷却した。 ^ 分数量子ホール効果として知られる。 ^ ヤン＝ミルズ理論が、ゲージ対称性を保存する場合も自発的に破る場合も繰り込み可能であることを数学的に証明した。 ^ クレーマーはヘテロ接合を採用した半導体の優位性を初めて指摘し、アルフョーロフはヘテロ接合に基づく半導体レーザーの作成に成功した。 ^ コーネルとワイマンはルビジウムを、ケターレはナトリウムを用いた。 ^ デービスは太陽ニュートリノの観測により太陽ニュートリノ問題を提起し、小柴は超新星SN 1987Aから飛来したニュートリノの観測により恒星の重力崩壊の機構を明らかにした。 ^ さそり座X-1を指す。 ^ ギンツブルグ-ランダウ理論がギンツブルグ（および1962年受賞のランダウ）に帰せられる。アブリコソフはこれを出発点に第二種超伝導体の挙動を理論的に説明した。レゲットはヘリウム3の超流動に理論的説明を与えている。 ^ コヒーレント状態にある光の一例としてレーザーが挙げられる。 ^ 量子光学においてこの業績が広く用いられている。 ^ 秒を規定する原子時計の周波数帯と光の周波数帯とを測定精度を損なわずに直接リンクすることを可能にし、レーザーの周波数測定精度を飛躍的に向上させた。 ^ CMBが2.73Kの黒体放射スペクトルと完全に一致することは宇宙がかつて超高温の熱平衡状態にあった証拠としてビッグバンを、10万分の1K程度の非等方性は量子ゆらぎが宇宙スケールにまで拡大された証拠として宇宙のインフレーションを支持する強い観測的証拠である。 ^ スピントロニクスの端緒を開いた発見である。この業績がハードディスクの容量増加に大きく貢献している。 ^ ここではCP対称性の破れを指している。 ^ 小林・益川理論が彼らに帰せられる。 ^ 1960年代中ごろまでガラス製光ファイバーの伝送損失は数千dB/kmもあった。Kaoは1966年から1969年にかけて低損失ガラス棒材の透過損失率の精密測定を系統的に実施し、鉄などの遷移金属不純物が極めて大きな損失係数を有することを明らかにした。加えて、当該不純物量を十分に低減できれば、石英ガラス製光ファイバーによって20dB/km以下、最終的には数dB/km程度の伝送損失が実現可能であることを定量的に指摘した。1970年に不純物濃度を改善した石英系ガラス素材を用いた光ファイバーによって伝送損失20dB/kmが実現されたことにより、光ファイバーは低損失性、化学的安定性、柔軟性に優れた光伝送媒体として注目されるようになった。 ^ 単層のグラフェンを初めて作成した。 ^ この技術の応用による量子コンピュータの実現が期待される。 ^ いて座A*として知られる。 ^ 日本放送協会. “記録で見るノーベル賞｜まるわかりノーベル賞２０１８｜NHK NEWS WEB”. www3.nhk.or.jp. 2023年10月1日閲覧。 ^ 日本放送協会. “ノーベル物理学賞に真鍋淑郎氏 二酸化炭素の温暖化影響を予測”. NHKニュース. 2021年10月5日閲覧。 ^ “ノーベル賞のメダル”. アワードプレス. 2017年10月4日閲覧。[リンク切れ] ^ a b c d e f g h i j k l m Nobel Web AB 2011. “All Nobel Laureates” (英語). ノーベル財団. 2011年10月4日閲覧。 ^ Serge Haroche, Jean-Michel Raimond & Michel Brune ; Le chat de Schrödinger se prête à l'expérience - Voir en direct le passage du monde quantique au monde classique, La Recherche 301 (Septembre 1997) 50 (disponible en ligne[リンク切れ]) ^ Serge Haroche ; Une exploration au cœur du monde quantique, dans : Qu'est-ce que l'Univers ?, Vol. 4 de l'Université de Tous les Savoirs (sous la direction d'Yves Michaux), Odile Jacob (2001) 571. ^ Christopher R. Monroe en David J. Wineland. "Quantum Computing with Ions." Scientific American, 11 augustus 2008. ^ “The Nobel Prize in Physics 2012”. Nobel Foundation. 2012年10月9日閲覧。 ^ “The Nobel Prize in Physics 2013”. Nobel Foundation. 2013年10月11日閲覧。 ^ “The Nobel Prize in Physics 2014”. Nobel Foundation. 2014年10月7日閲覧。 ^ “The Nobel Prize in Physics 2015”. 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