ノーベル賞受賞者を囲むフォーラム「21世紀の創造」

2009年　高校生講座

　ノーベル賞受賞者を囲むフォーラム「２１世紀の創造」（読売新聞社など主催）の「高校生講座」が７月下旬、横浜市と大阪市で開かれた。２人の日本人受賞者が受け持つ講座に、２会場合わせて５８人の高校生が参加。ノーベル賞の業績に関係する実験を通じて、科学の面白さを味わい、受賞者との交流を楽しんでいた。（文中敬称略）

---

---

見えない世界「見えた」

　さまざまな粒子が空中を飛んでいる。雨粒や砂粒は、目に見え、肌で感じられる。だが、原子や、もっと小さな粒子を見るには、工夫が要る。小柴さんは、最も捕まえにくい素粒子の一つ「ニュートリノ」を、巨大な水槽を使った装置「カミオカンデ」で観測した。

　集まった３２人の高校生たちは、山下了・東京大学准教授の指導を受けながら、手作りの装置で、小さな粒子の観測に挑戦した。

　最初に作ったのは「アルファ粒子」を検出する「霧箱」だ。直径１０センチの丸いプラスチック容器の内側にスポンジを張り、中心にオイルランプの芯を固定する。スポンジにアルコールを含ませ、ふたをして底をドライアイスで冷やすと、線香花火のような白い筋が、芯から放射状に現れた。

　芯に含まれる微量の放射性物質が壊れる時、アルファ粒子が飛び出す。それがアルコールの蒸気中で小さな飛行機雲を作るのだ。

「あ、きたきた」。実験室のあちこちから声が上がる。「霧の筋はとても神秘的」と、横浜サイエンスフロンティア高１年の宮崎翔太郎さんは声を弾ませた。

　次に挑戦したのは、「豆カミオカンデ」による観測。ミュー粒子という宇宙線が水の分子と反応して出た光を、カミオカンデと同じ原理でとらえるのだ。

　水を入れた容器と光電子増倍管をテープでくっつけ、銀色の反射シートと、光を遮る黒いシートを巻き付ける。ケーブルを接続すると、測定器の画面に宇宙線を検出した波形が現れた。各グループで検出した個数は、ほぼ同じだった。生徒たちは、宇宙から降り注ぐ粒子の存在を実感した。

　実験後、小柴さんが「宇宙、人間、素粒子」と題して講演。「いろいろなことが分かってきたが、未知のこともたくさんある。それを一つひとつ解いていくのはあなたたちだ」。小柴さんは、そう呼びかけた。

---

「本気なら、失敗感じない」　／小柴

生徒（横浜サイエンスフロンティア高１年）　一番印象に残る実験は何か。

小柴　昔、宇宙線観測装置を大きな風船にぶら下げ、米大陸を横断させた。当時としては大変な成功で、とてもうれしかった。

生徒（神奈川・湘南高３年）　大金を投じた実験がうまくいかなかったらと、不安にならなかったか。

小柴　カミオカンデの最初の目的は、陽子崩壊の観測だった。宝くじ当選を期待するようなもので、国民の血税を使っていいのか悩んだ。ほかの実験にも使えるように改造した結果、ニュートリノを検知できた。

生徒（東京・早稲田大学高等学院１年）　ビッグバン（宇宙誕生の大爆発）はどのように起こったか。

小柴　いま究極とされる物理理論で考えても、正確な答えはわからない。

生徒（東京・星美学園高１年）　失敗をどう成功につなげるのか。

小柴　本気になってやれば、困難が起きてもやめようと思わないし、失敗と感じない。何とか結果を出そうと向かっていくものだ。

---

---

---

---

常識も疑って大発見

　高校生２６人が取り組んだのは、透明スピーカー作り。電圧をかけると伸び縮みする「圧電フィルム」の両面に、音声信号を伝える「導電性プラスチック」の膜を張り、フィルムを振動させて音を出す実験だ。導電性プラスチックは、白川さんの受賞業績でもある。

　導電性プラスチックの材料は「エチレンジオキシチオフェン」という物質。この分子がたくさんつながると、その中を電子が流れる。

　実験は、机に敷いた濾紙（ろし）に、圧電フィルムをテープで止める作業から始まった。次にエチレンジオキシチオフェンと触媒を混ぜ、フィルムに垂らし、ガラス棒で延ばして広げていく。

「途中で棒を止めたり、戻したりするとうまく膜ができないかも」。こわごわ手を動かす生徒たちに、白川さんはコツを説く。フィルム表面は茶褐色から薄い藍（あい）色に変わり、分子がつながっていく様子が見て取れた。

　両面に膜ができたら、フィルムの４辺に導電性テープを張り、アンプを接続する。音源は各自の携帯電話や携帯プレーヤーだ。生徒の１人（大阪・大谷高２年）がプレーヤーを操作すると、フィルムから軽快なＪポップが流れた。「すごい。はっきり聞こえる」

　実験室中で流行曲やクラシックが流れ出した。「フィルムを丸めると空気が振動して音が大きくなるよ」。スピーカーをたわませると、騒々しさが倍増した。

　白川さんは、失敗や偶然が大発見につながる「セレンディピティー」の講義もした。導電性プラスチックもセレンディピティーの産物だ。「好奇心を持ち、すべてを観察し記録する。常識も疑い、分野にこだわらず何でも学んでほしい」

　生徒たちの緊張感はすっかり消え、実験後は白川さんを質問攻めに。別の生徒（大阪・北野高１年）は「僕も世の中にない新しいものを作りたい」と満足そうにほほ笑んだ。

---

---

「研究者だって、恋をする」／白川

　
生徒（和歌山信愛女子短大付属高１年）　化学の今後の使命は。

白川　一つの方向は、生物学と結びつき、難病の遺伝子の解明や創薬などに貢献すること。遺伝情報には個人差があり、同じ病気でも患者によって薬を変えた方がいい場合がある。

生徒（大阪・清風南海高３年）　研究生活で挫折した経験は。

白川　好きなことをやってきたので、挫折を感じたことはない。嫌になることはあっても、気分転換すれば忘れられる。みんなも多彩な趣味を持ってほしい。

生徒（大阪・大手前高２年）　覚えたことを忘れない良い勉強法を教えて。

白川　繰り返し覚えることだ。一つずつ内容を理解しながら繰り返し学ぶ。時間のかからない、うまい方法はないと思う。

生徒（大阪・高津高２年）　初恋はいつごろか。研究に没頭する人は、恋愛などしない印象がある。

白川　研究者だって恋をする。しょっちゅう恋していたから、どれが初恋だったか覚えてない。

---

---