ノーベル物理学賞の技術は普段の生活にも活かされている。知ると日常が楽しくなる物理学のあれこれ

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ノーベル物理学賞の技術は普段の生活にも活かされている。知ると日常が楽しくなる物理学のあれこれ

2019.03.01

提供:東邦大学

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ノーベル物理学賞の技術は普段の生活にも活かされている。知ると日常が楽しくなる物理学のあれこれ

2018年ノーベル物理学賞を受賞したレーザーや光の研究は,私たちの暮らしに大きな影響を与えています。例えば医療の分野では、届きにくい内側の患部を、皮膚を傷つけず、手で触ることなく、ダイレクトに治療する事が可能になりました。また早期のがん治療や血管内部の治療、歯科の口内炎治療など、レーザー治療は体への負担や治療日数を大幅に軽減。このように他分野でも応用されている物理学の新発見に注目しましょう。

この記事をまとめると

  • レーザー技術の発展に贈られた2018年のノーベル物理学賞
  • 普段使っているアレもレーザーがないとできなかった!
  • 物理学の広大なフィールドを舞台に、多種多様な研究ができる東邦大学物理学部

眼に見えない事がわかるようになる!レーザーは体の中の細胞の動きや一瞬出来事をとらえることができる技術

「レーザー物理分野における革新的な発明」に贈られた2018年のノーベル物理学賞は、アーサー・アシュキン博士の「光ピンセット」とジェラール・ムル博士とドナ・ストリックランド博士の共同開発による「高強度・超短パルスレーザー」が受賞しました。

「光ピンセット」は、レーザー光で微粒子を動かす技術で、生物研究に使われています。つまめる大きさは半径100ナノメートルほどと、たんぱく質と同じ位の大きさ。この技術のおかげで髪の毛よりも小さな細胞を動かしたり、観察することができるようになりました。

また、「高強度・超短パルスレーザー」も同様に画期的な発明です。これまでは短く強いレーザー光を出力しようとすると、増幅器が壊れてしまう問題があり、その出力に耐えうる増幅器(CPA)の開発が課題でした。その開発を実現し、増幅器にダメージを与えることなくレーザーパルスを増幅させることに成功したことで、今回の受賞となりました。

アレが小さくなったのはレーザーのおかげ!

今回、開発されたレーザー技術のように、私たちを取り巻く新製品の誕生にも新しい技術の発展が伴っています。

例えば、毎日使う携帯電話にもノーベル物理学賞の技術が採用されています。携帯電話の電子部品は全部で約600~800個、スマートフォンだと1000個とも言われています。肉眼では見ることができない小さな部品の作成や刻まれている溝や穴にはレーザーの「超短パルス」技術が用いられています。さらに、部品を作るときには強く短い光を照射するので、周囲に熱の影響が伝わらず素材を無駄なく使うことができるうえ、レーザーでの加工は素材に触れる必要がないため、様々な素材を取り扱う事が可能です。

また近視や乱視を治療するレーシック技術のほか、レーザーでバーコードを読み取るバーコードリーダーや、レーザーで読み取ったデータをVR空間に再現したソフトウエア、ガラスのかたまりの内部に像をほどこす土産物にもレーザー技術は応用されています。
これらの様々な最先端の基礎にには物理学の知識が欠かせません。物理学は私たちの未来を支えています。

最先端の技術に早くから触れ、多種多様な研究を通して物理学を学ぶ

ノーベル物理学賞で表彰される高度な技術から、私たちの暮らしの中で応用される身近な技術まで、物理学のフィールドは多岐にわたります。東邦大学では、そんな物理学を多面的に学べるリキュラムを組んでいます。
1年次は基礎となる教養科目と古典物理学を体系的に理解、そして2年次からは最先端分野の研究や、英語と物理学実験、物理学と化学の垣根を超えた基礎化学、専門性が高い科目や数値計算法といった応用的な学びを修得。3年次は「物理エンジニアコース」か「物理ベーシックコース」を選択し専門性を深めます。

エンジニアコースはJABEE(日本技術者教育認定機構)の正式認定教育プログラムでコースを修了すると、その経歴は国家水準を満たしたものと認められ、技術士の第一試験が免除されるといったメリットがあります。ベーシックコースは条件を満たすと3年または3年半で卒業し、大学院に進む事もできます。
加えて、レーザー光を用いた物質の計測システムや光を研究している「量子エレクトロニクス教室」や、宇宙・素粒子の研究室など、3分野で計7つの研究室も設置。学外ではハワイ島の「すばる望遠鏡」での研修、神岡宇宙素粒子実験施設や野辺山宇宙電波観測所の見学会、放射線医学総合研究所などで卒業研究も可能と、最先端の研究まで見すえ、社会に貢献できる人材を育成します。

【広告企画】提供 : 東邦大学

この記事のテーマ
数学・物理・化学」を解説

私たちの生活基盤である自然界で生じるさまざまな事象や物質、それらが織りなす理論が研究対象です。宇宙や生物がどのようにして誕生し、どのような構造になっているのかという、究極的な知的探究心は人類ならでは。森羅万象の構造や性質、法則と変化を探求する物理や化学、その習得に必要な数学というように、これらの学問は互いに深く関連しています。未知の領域への研究を進めながら、さまざまな原理解明をしていく分野です。

「数学・物理・化学」について詳しく見る

この記事で取り上げた
「物理学」
はこんな学問です

自然界の物質や現象を理論で裏付ける学問。理論を習得するだけでなく、たくさんの実験や演習が必要になる。「理論物理学」は数学や量子力学を用いてこれを解明する分野で、ほかに素粒子の性質などを研究する「素粒子物理学」、宇宙の構造などを調べる「宇宙物理学」など、世の中のあらゆる物質、現象が研究の対象になる。専門性の高い分野で、情報通信業界や製造業界などに進むケースが多いが、大学や研究機関で、研究職を選ぶ人もいる。

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