光をあてるだけで物質の特性を大きく変える「量子錬金術」を達成 (3/3)

光以外のゆらぎにも広がるフロケ工学の地平

今回の研究によって、「物質の性質を書き換えるフロケ工学は、強力な光で外側から殴るだけでなく、内側で生まれる励起子の集団を使って、ずっと強く長く実現できる可能性がある」ことが示されました。

実験では光による場合と比べて同じ光の条件で見たときにフロケ効果の強さは飛躍的に向上し、強い光を追加で足さずに済むぶん素材へのダメージも抑えられる可能性があります。

今回の手法はまだピコ秒というごく短い時間だけの現象ですが、それでも物質内部の量子状態を積極的に操れることを示した意義は大きいでしょう。

さらに興味深いことに、この成果は「光以外の揺らぎ」でも同様に物質の性質を変えられる可能性を示唆しています。

研究チームは、理論的には光子以外にも、結晶の振動によるフォノン（音響の量子）や、自由電子の集合振動であるプラズモン、スピンの集団挙動であるマグノンといった他のボソン系の揺らぎを利用しても同様の効果が得られるだろうと述べています。

デイビッド・ベーコン博士（共同筆頭著者）は本研究について「応用フロケ物理学への扉を開きました。多様なボソン系への応用が可能です。量子材料の創出と直接制御における大きな可能性を考えると、これは興奮すべき成果です。具体的な手法は今後の課題ですが、最初の実用的なステップに必要なスペクトル特性を確立しました」とコメントしています。

光で物質の性質を自在に操る――人類の夢の一つだったこの「錬金術」は、いよいよ量子の世界で現実味を帯びてきました。

もしかしたら未来の世界では、私たちが何気なく当てる光によって物質が自在に姿を変えることが当たり前になっているのかもしれません。