羽を広げる「量子蝶」を捉えることに成功！

アメリカのMIT（マサチューセッツ工科大学）で行われた研究によって、1970年代から理論的に存在が予言されていた「ホフスタッターの蝶（量子蝶）」がついに直接確認されました。

これは、電子が磁場と周期的なポテンシャルの両方を感じることで、エネルギーが複雑に分裂し、フラクタルな“蝶の羽”のようなパターンを描く現象です。

従来は実験室レベルを超える強大な磁場が必要と考えられ、半世紀近く“幻の存在”とされてきました。

しかし今回、“ねじれた二層グラフェン”という特殊な材料を用いることで、わずか数テスラ程度の磁場でもこのフラクタル構造を捉えることに成功したのです。

現実に現れた“量子蝶”はいったいどんな新しい物理を見せてくれるのでしょうか？

研究内容の詳細は『Nature』にて発表されました。

数千テスラの壁を越えて──“宇宙級磁場”の常識を覆す挑戦

昔から「ホフスタッターの蝶」という現象は、地球磁場の何千万倍もの超強力な磁場がなければ実現できない――そう言われ続け、長らく“幻の存在”とみなされてきた現象があります。

この現象を考えるには原子がきれいに並んだ結晶という“整然とした道路”の上を、電子という“粒子の車”が走っているイメージから入るといいかもしれません。

そこに、さらに“磁場”という大きな“風”が吹きつけます。

すると、ふつうならスムーズに走り抜けるだけの道路が、強い風によってあちこち歪み、入り組んだ迷路のように姿を変えます。

電子たちは、その“ねじれた道路”の上を振り回されながら走行するうちに、複雑に分割されたり、入り組んだ隙間をすり抜けたりして、さまざまなエネルギーレベルを繰り返し行き来するようになります。