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ブライアン・デイヴィッド・ジョセフソン:ジョセフソン効果とノーベル物理学賞

英国の理論物理学者ブライアン・D・ジョセフソンは、超伝導トンネル効果におけるジョセフソン効果を予言し、1973年にノーベル物理学賞を受賞した。後年には心と物質の問題や超心理学にも関心を向けた。

概要
ブライアン・デイヴィッド・ジョセフソン(1940年1月4日、カーディフウェールズ生まれ)は、現在ジョセフソン効果と呼ばれる現象を予言したことで最もよく知られる、ウェールズ生まれの理論物理学者である。王立協会フェローであり、ケンブリッジ大学トリニティ・カレッジの長年のフェローでもあるジョセフソンは、1973年にノーベル物理学賞を受賞した。初期の研究が迅速かつ永続的な技術的影響を及ぼした物理学者として、しばしば評される。

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科学的貢献

若手研究者だったジョセフソンは、薄い絶縁障壁で隔てられた二つの超伝導体の間を、電気抵抗がゼロの電流である超電流が流れうることを予言した。1962年に発表されたこの予言は、印加電圧がない場合の直流(DC)効果と、電圧が存在する場合の交流(AC)効果という、二つの主要な現れ方を提示した。これらの成果は、超伝導トンネル現象および量子コヒーレントな電子対を利用するデバイスの理論的基盤を与えた。

主要な概念とデバイス

  • ジョセフソン接合:薄い障壁を介して結合した二つの超伝導体から成る基本要素であり、位相に依存する超電流を支える。
  • 直流および交流ジョセフソン効果:接合をまたぐ電流、電圧、量子力学的な位相差の関係を示す効果である。
  • 応用:高精度電圧標準、超伝導量子干渉デバイス(SQUID)、量子コンピューティング用超伝導量子ビットの構成要素などがある。

これらの考えは、基礎的な量子理論と実用的な計測機器とを結び付けた。ジョセフソン方程式が周波数と電圧を基本定数によって結び付けるため、接合は電気計測学および低雑音検出において重要なものとなった。

経歴、栄誉と後年の活動

ジョセフソンはケンブリッジ大学で職を務め、そこで物性理論グループの研究を主導した。のちに、しばしば「心と物質の統一プロジェクト」と呼ばれるプログラムを設立した。現在もケンブリッジ大学および所属カレッジとの関係を保っており、その科学的業績はノーベル委員会による顕彰をはじめ、ほかの栄誉によっても認められた。

主流物理学を超えた関心

後年の数十年間、ジョセフソンは意識に関する問題や超心理学における主張など、主流の物性物理学の外にあるテーマへの関心を表明した。彼は一部の異常現象は研究に値すると論じ、アルフレート・ヴェーゲナー大陸移動説が受容されるまでの長い過程といった歴史的事例になぞらえた。こうした立場は議論を呼んだ。支持者は非慣習的な問いへの開放性を評価する一方、批判者は並外れた主張には厳密な証拠が必要であると注意を促した。

遺産
ジョセフソンの初期の理論的洞察は、超伝導エレクトロニクスと量子デバイス工学の中心にあり続けている。その名は、物性物理学、計測学、量子情報における研究に今なお影響を与える一連の効果と技術に冠されている。同時に、彼の後年の関心は、確立した科学者が論争的な考えを探究する際に生じうる緊張関係も示している。

関連項目

著者

AlegsaOnline.com ブライアン・デイヴィッド・ジョセフソン:ジョセフソン効果とノーベル物理学賞

URL: https://ja.alegsaonline.com/art/115604

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出典
  • nobelprize.org : "Brian D. Josephson – Curriculum Vitae"
  • britannica.com : "Encyclopedia Britannica's Guide to the Nobel Prizes"
  • nobelprize.org : "The Nobel Prize in Physics 1973"
  • books.google.com : International Who's Who, 1983-84
  • jewishvirtuallibrary.org : "Brian David Josephson"
  • books.google.com : Parapsychology in the Twenty-First Century: Essays on the Future of Psychical Research
  • Nobel Prize in Physics