例えば鮮やかな青い翅を持つモルフォ蝶は、翅の表面がカラフルな色素で覆われているのではなく、微小な構造が特定の波長の光を反射して、特定の色だけが目に見えるようになるからです。

鮮やかなモルフォ蝶。しかしひっくり返すと色がないことがわかる
鮮やかなモルフォ蝶。しかしひっくり返すと色がないことがわかる / Credit:Advanced Science News(YouTube)_Bio-Inspired Bright Structurally Colored Colloidal Amorphous Array Enhanced(2017)

これはCDやDVDの表面が虹色に輝いて見えるのも同じで、CDの表面にある細かい溝が特定の光の波長だけを反射させるからです。

同様にとても小さな金属の粒子が光を受けると、粒子の中の電子が光の波長に反応して一緒に振動します。

この電子の振動が、特定の色の光を強く反射することが知られています。

つまり、局在表面プラズモンは、金属のナノ粒子が光を受けて、特定の色を反射する現象と言えます。

これまでの研究では、爆発のときに発生する金ナノ粒子が、紫色の波長を反射するのに丁度いいため、煙の色が紫色になるのだろうと予測されていました。

しかし爆発時にどんな金ナノ粒子が本当に発生するかどうかは、調べられていませんでした。

そこで今回、ブリストル大学の研究者たちは、5㎎の雷金が爆発するときに発生する煙を、銅メッシュで捕捉し、透過型顕微鏡をしようして観察を行いました。

すると煙の内部には、下の図のように、30nm~300nmの球状の金ナノ粒子が含まれていることが判明しました。

400年前に錬金術師が作った世界初の高性能爆薬が紫色に爆発する理由が判明!
400年前に錬金術師が作った世界初の高性能爆薬が紫色に爆発する理由が判明! / Credit:Jan Maurycy Uszko et al . Explosive Chrysopoeia . arXiv (2023)

この結果は、雷金の爆発した煙の中に球状をした金ナノ粒子が含まれていることを実証するものとなります。