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研究組織

  • 電子の基本的な性質がまたひとつ明らかに(齋藤晃准教授、田中信夫教授等)



−らせん状の波面をもつ電子の物理的性質の解明−


エコトピア科学研究所ナノマテリアル科学研究部門の齋藤 晃准教授、田中信夫教授、長谷川裕也(工学研究科 博士前期課程 2年)、情報科学研究科の谷村省吾教授、埼玉工業大学先端科学研究所の内田正哉准教授の研究グループは、電子の基本的な性質を明らかにしました。

研究グループは、超微細加工技術を駆使することで軌道角運動量の異なる2つの電子を生成し、それらを重ね合わせる実験を行いました。その結果、それらが互いに干渉し合うこと(波のように強め合ったり弱め合ったりすること)を世界で初めて証明しました。量子力学では、干渉現象が生じるためには、測定する物理量の間に不確定性関係が成り立つことが必要だとされています。今回の研究は、軌道角運動量と位置あるいは軌道角運動量と並進運動量の不確定性関係を実験的に示したことになります。電子が発見されて100年以上も経った今、電子の基本的な性質がまたひとつ明らかになったことになります。

本研究成果は、不確定性原理や相補性などの量子力学の基礎研究に貢献するものです。さらに本研究で示した軌道角運動量の計測法を応用することにより、軌道角運動量をモニターするまったく新しいタイプの電子顕微鏡や分析装置の開発など幅広い分野にも寄与することが期待できます。

また、本研究成果は、日本物理学会が発行する2月12日付けの国際ジャーナル『Journalof Physical Society of Japan』に掲載されました。


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