超伝導体内部から質量も電荷もなく光と相互作用もしない「悪魔粒子」を発見！

悪魔の名にふさわしい不思議な粒子です。

日本の京都大学などで行われた2023年の研究で、超伝導体において「悪魔」の名を持つ粒子が発見されました。

この悪魔粒子は複数の電子によって構成されていながら電荷も質量ももたず、光と相互作用することもありません。

そのため1959年にデヴィッド・パインズによって金属中に存在すると予測されていたものの、実際に観測されたことはありませんでした。

しかし京都大学らの研究者たちが電子を使った新しい測定方法を実施したところ、超伝導体であるストロンチウム・ルテニウム酸化物（Sr2RuO4）の内部に、質量を持たない電子たちによって構成される奇妙な粒子を発見。

徹底的な分析の末に「悪魔粒子」であることが判明しました。

悪魔粒子の発見は超伝導性にどのような影響を与えるのでしょうか？

研究内容の詳細は2023年8月9日に『Nature』にて掲載されました。

電子でできているのに電荷も質量も光との相互作用もない悪魔粒子

現在、私たちは、電子の流れを使った電子部品に囲まれて生活しています。

しかし意外なことに、金属内を流れる電子の動きはかなりの部分が未知であり、超伝導となった金属内で電子がどのように振る舞うかも、詳しく解っていません。

多くの人は原子モデルなどで、原子核を中心に惑星のように軌道を描いて回る電子のイメージを見せられているため、電子は粒子なんだと理解しているでしょう。

けれど軌道を描く電子というのは誤ったイメージであり、実際は電子も光と同様に、粒子と波という相容れない状態を同時に持っており、かなり曖昧な確率的状態で存在しています。

そのため、固体中の電子は1粒の粒子という見方はできず、相互作用によって結合したり集団化したりと、単純な粒子のイメージとは大きく異なった動きをしているのです。