コラム

日本の研究グループが世界新の成果 今さら聞けない「超伝導」の基礎と歩み

2022年11月01日(火)11時25分

もっとも、超伝導は「電気抵抗ゼロ」「磁気浮上」などの特性は観察されるものの、なぜそうなるのかは57年にBCS理論が提唱されるまでは解明されませんでした。提唱者のバーディン (Bardeen)、 クーパー (Cooper)、 シュリーファ(Schrieffer) は、この功績で72年にノーベル物理学賞を受賞しました。

理論が解明され、超伝導体にはジョセフソン効果(73年ノーベル物理学賞)などさらなる特性が発見されるものの、超伝導が起きる温度(臨界温度)は70年代までは、発見時のマイナス269℃(水銀)からマイナス250℃(ニオブ・ゲルマニウム合金)までしか更新されませんでした。

超伝導線材で電気を送れば、発電所から家庭や工場までロスがありません。閉じた回路を作れば電流はいつまでも流れ続け、電流を貯蔵することができます。強い磁場を電力消費なしに発生させることもできます。つまり、送電や各種の産業装置の高性能化、省エネが可能となり、良いことずくめです。けれど、マイナス250℃程度に冷やす必要があるならば、超伝導状態を保つためには液体ヘリウムを使う必要があり、多大なコストがかかってしまいます。

日本人研究者による画期的な成果

BCS理論の枠組みでは、金属の超伝導はマイナス233℃程度までが限界と予想される中、80年にはそれまでの常識に反した有機物での超伝導が観測されます。さらに86年には、IBMチューリッヒ研究所(スイス)のヨハネス・ゲオルク・ベドノルツとカール・アレクサンダー・ミュラーによって、従来の物質よりも臨界温度が約60℃も高い、液体窒素の温度(マイナス196℃)を越える「高温超伝導体(銅酸化物)」が発見されました。

空気中に多量にあり安価な窒素を冷却に使えるようになると、超伝導の応用の幅は広がり、実用化が一気に現実的となります。高温超伝導は世界中で熱狂的に迎え入れられ、ベドノルツとミューラーは、発見の翌年である87年にノーベル物理学賞をスピード受賞しました。

超伝導の次の画期的な成果は、日本人研究者によって成し遂げられます。東京工業大・元素戦略MDX研究センターの細野秀雄特命教授が2008年に発見した「鉄系高温超伝導物質」(発見当時はマイナス247℃が臨界温度)です。鉄などの磁石になる物質は、超伝導を起こしにくいという従来の考えを打ち破る発見でした。

プロフィール

茜 灯里

作家・科学ジャーナリスト/博士(理学)・獣医師。東京生まれ。東京大学理学部地球惑星物理学科、同農学部獣医学専修卒業、東京大学大学院理学系研究科地球惑星科学専攻博士課程修了。朝日新聞記者、大学教員などを経て第 24 回日本ミステリー文学大賞新人賞を受賞。小説に『馬疫』(2021 年、光文社)、ノンフィクションに『地球にじいろ図鑑』(2023年、化学同人)がある。分担執筆に『ニュートリノ』(2003 年、東京大学出版会)、『科学ジャーナリストの手法』(2007 年、化学同人)など。

あわせて読みたい
ニュース速報

ワールド

豪首相、米相互関税に「友好国の行為でない」 報復措

ビジネス

国外初の中国グリーン債発行に強い需要、60億元に応

ビジネス

トランプ関税で影響の車両に「輸入手数料」、独VWが

ワールド

米関税「極めて残念」と石破首相、トランプ大統領に働
あわせて読みたい
MAGAZINE
特集:引きこもるアメリカ
特集:引きこもるアメリカ
2025年4月 8日号(4/ 1発売)

トランプ外交で見捨てられ、ロシアの攻撃リスクにさらされるヨーロッパは日本にとって他人事なのか?

メールマガジンのご登録はこちらから。
人気ランキング
  • 1
    あまりにも似てる...『インディ・ジョーンズ』の舞台になった遺跡で、映画そっくりの「聖杯」が発掘される
  • 2
    自らの醜悪さを晒すだけ...ジブリ風AIイラストに「大はしゃぎ」する人に共通する点とは?
  • 3
    中居正広は何をしたのか? 真相を知るためにできる唯一の方法
  • 4
    8日の予定が286日間に...「長すぎた宇宙旅行」から2…
  • 5
    【クイズ】世界で最も「レアアースの埋蔵量」が多い…
  • 6
    イラン領空近くで飛行を繰り返す米爆撃機...迫り来る…
  • 7
    アメリカで「最古の銃」発見...いったい誰が何のため…
  • 8
    博士課程の奨学金受給者の約4割が留学生、問題は日…
  • 9
    磯遊びでは「注意が必要」...6歳の少年が「思わぬ生…
  • 10
    【クイズ】アメリカの若者が「人生に求めるもの」ラ…
  • 1
    【クイズ】世界で最も「レアアースの埋蔵量」が多い国はどこ?
  • 2
    自らの醜悪さを晒すだけ...ジブリ風AIイラストに「大はしゃぎ」する人に共通する点とは?
  • 3
    中居正広は何をしたのか? 真相を知るためにできる唯一の方法
  • 4
    ロシア空軍基地へのドローン攻撃で、ウクライナが「…
  • 5
    ガムから有害物質が体内に取り込まれている...研究者…
  • 6
    8日の予定が286日間に...「長すぎた宇宙旅行」から2…
  • 7
    一体なぜ、子供の遺骨に「肉を削がれた痕」が?...中…
  • 8
    磯遊びでは「注意が必要」...6歳の少年が「思わぬ生…
  • 9
    現地人は下層労働者、給料も7分の1以下...友好国ニジ…
  • 10
    あまりにも似てる...『インディ・ジョーンズ』の舞台…
  • 1
    中国戦闘機が「ほぼ垂直に墜落」する衝撃の瞬間...大爆発する機体の「背後」に映っていたのは?
  • 2
    「さようなら、テスラ...」オーナーが次々に「売り飛ばす」理由とは?
  • 3
    「テスラ時代」の崩壊...欧州でシェア壊滅、アジアでも販売不振の納得理由
  • 4
    「一夜にして死の川に」 ザンビアで、中国所有の鉱山…
  • 5
    テスラ失墜...再販価値暴落、下取り拒否...もはやス…
  • 6
    「今まで食べた中で1番おいしいステーキ...」ドジャ…
  • 7
    市販薬が一部の「がんの転移」を防ぐ可能性【最新研…
  • 8
    テスラ販売急減の衝撃...国別に見た「最も苦戦してい…
  • 9
    テスラの没落が止まらない...株価は暴落、業績も行き…
  • 10
    【クイズ】世界で最も「レアアースの埋蔵量」が多い…
トランプ2.0記事まとめ
日本再発見 シーズン2
CHALLENGING INNOVATOR
Wonderful Story