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湯浅年子(ゆあさやすこ)
【1909年12月11日 – 1980年2月1日_女性物理学者と物理教育】-3/14改訂

こんにちはコウジです。
半年ごとの既存記事見直しの作業です。
今回は近世20世紀に概念・手法を確立していった偉人を紹介します。
では、ご覧ください。内容を整理し、リンクを見直しました。
現時点での英訳も考えています。
(以下原稿です)

パリに生きた科学者湯浅年子
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【出典:Toshiko Yuasa Wikimedia Commons】

湯浅年子はパリのコレージュ・ド・フランス原子核科学研究所、
CNRS(フランス国立中央化学研究所)などで研究した女性で。日本国外で
本格的に研究活動を行った最初期の日本人女性物理学者の一人です。

女性物理学者への道が始まる
:湯浅年子の原点・発明家の父と、帝大一家に育つ

湯浅年子は1910年、東京・上野に生まれた。
父は日本初の完全自動製糸機を開発した発明家、
湯浅藤市郎。兄弟たちも東京帝国大学に進学するなど、
知性と技術に囲まれた家庭環境の中で育った。
幼い頃から病弱で外に出られず、布団の中でじっと考えごと
をする日々が、年子の観察力や好奇心を育んでいった。

災難と日常が育てた、科学への芽生え

火事で小学校が焼けたり、線路を越えて通学する危険性から
転校したりと、年子の幼少期は波乱に満ちていました。
しかし、氷から湯気が出る現象に興味を持ったり、
母のために摂氏と華氏の換算表を作ったりと、
日常の中で自然現象に目を向ける視点を持ってたのです。
裁縫や茶道には興味を持たず、家庭的な「女の子らしさ」から逸脱
していた彼女だが、それがむしろ科学の道への入り口となりました。

「一番わからないから」物理を選んだ少女

1927年、東京女子高等師範学校の理科に進学し、
保井コノらの指導を受けた湯浅は、
「物理が一番わからないから気になる」として、
自然と物理学に惹かれていった。
1931年、女性の大学進学がまだ非常に限られていた時代に、
母の意向を汲みつつも東京文理科大学に進学し、
日本初の「女子物理学専攻の大学生」となった。
こうして、女性科学者としての道が静かに、
しかし確かに始まったのである。

物理にすべてを賭けた決意とフランスへの旅立ち

湯浅年子が「女性物理学者」として歩みを進めるうえで、
内なる葛藤と運命的な出会い、そして
戦争の影響を受けながらも自らの意志で
道を切り開いていく姿は、今を生きる私たちに
多くの示唆を与えてくれます。

自問自答を乗り越えて、物理学に専念

大学時代の湯浅は、物理が難解であることに悩み、
さらには経済的に恵まれた自分の立場への戸惑いから、
当時流行していた共産主義にも関心を示していました。
しかし、恩師・保井コノから
「自然科学でこそ社会に貢献できる」
と諭され、湯浅は迷いを断ち切り、物理学に真剣に向き合う
ようになります。卒業研究では、原子分子分光学を選び、
着実に専門性を高めていきました。

教育職では満たされない、キュリー夫妻の論文に衝撃!

大学卒業後、東京女子大学や女子高等師範学校で
教鞭を執るも、「自分は教育者に向いていない」
と感じていた湯浅。さらに研究環境や分光学の
限界に息苦しさを覚えていたある日、
図書室で出会ったジョリオ=キュリー夫妻の
人工放射能に関する論文に深く感銘を受けます。
これをきっかけに、彼らのもとで研究したいという
新たな目標が芽生え、フランス留学に挑むことを決意します。

戦火と家族の病を乗り越え、つかんだ「魂の自由」

1939年、ついに留学試験にトップ合格し、
女性初のフランス政府派遣留学生に選ばれた湯浅。
しかし、渡航直前に第二次世界大戦が勃発し、
父の余命宣告という困難が彼女を襲います。
悩んだ末に、父の後押しでフランスへ。
戦時下の制限のなか、ジョリオ=キュリーらの支援で
研究機関への所属が叶い、彼女は念願の原子核研究に従事。
祖国では得られなかった「魂の自由」を感じながら、
物理学者としての新たな一歩を踏み出しました。

戦争下の研究生活

戦争勃発と避難生活

1940年5月、ドイツ軍のフランス進撃により、
パリの研究所は危険な状況となりました。

フレデリック・ジョリオ=キュリーの勧めで、
湯浅はボルドーへ避難しましたが、研究ができない
環境に耐えられず、5月31日にパリへ戻りました。

研究所の再開と戦時下の研究

ドイツ占領下の6月、研究所は一時閉鎖されましたが、
9月にドイツ人との共同研究などの条件で再開されました。
湯浅はジョリオの指導のもと、霧箱を用いて
原子核崩壊のエネルギーや運動量の変化を
調べる実験を行い、1941年には論文を発表しました。

戦争の影響とドイツでの研究

日本とドイツの同盟により、フランス国内での日本人の立場
は厳しくなりました。
1944年8月、大使館の要請で
日本人の引き揚げが始まり、湯浅もベルリンへ移動しました。

オットー・ハーンのもとでの研究を試みましたが戦線の接近で
叶わず、代わりにベルリン大学付属第一物理学研究所
でクリスチャン・ゲルツェン教授の指導のもと研究を行いました。

しかし、空襲の激化で研究所を離れ、5月のドイツ降伏後、
モスクワ経由で日本へ送還されました。

情報源:

FaviconJST‗第16回「フランスの科学技術力 「混成研究」が源泉」|科学技術の潮流 -日刊工業新聞連載-

FaviconCRDS_ パンデミックの時期にあってフランス研究界が果たす役割 « デイリーウォッチャー|(CRDS)

FaviconJST_フランスの科学技術情勢|戦略提案・報告書|研究開発戦略センター(CRDS)
FaviconTTS Press_ブラ・ル・コルプス!展19世紀のコレージュ・ド・フランスの科学者と器具! –
Faviconキッコーマン_酒のみの社会史 19世紀フランスにおけるアル中とアル中防止運動 |
Faviconソリティラパリ_ブラ・ル・コルプス!展19世紀のコレージュ・ド・フランスの科学者と器具!

 

焼け野原からの再出発—湯浅年子が歩んだ戦後復興の道


1945年、戦火を逃れて日本に帰国した湯浅年子は、
焦土と化した祖国の風景と、母の死という個人的な
悲しみに打ちのめされながらも、科学者としての
責務を貫いて歩み始めました。ヨーロッパで培った
先端科学の知識と使命感を胸に、研究と教育、そして
女性科学者としての社会的役割に尽力していく姿は、
戦後日本の科学復興と深く重なります。


焦土の祖国と最愛の母の死—静かに始まった苦難の帰国

戦後間もない1945年、湯浅年子はヨーロッパでの
研究生活を終えて帰国しました。彼女が目にしたのは、
空襲によって焼け野原となった東京の惨状でした。

かつて活気に満ちていた街は瓦礫と化し、
科学研究どころか生活すら困難な状況。
その衝撃は、理論物理学者として
冷静な目を持つ彼女にも深く刻まれました。

追い打ちをかけるように、帰国からわずか数週間後の

7月23日、最愛の母・よねが病の末に亡くなります。
若くして父を亡くした湯浅にとって、
母の存在は精神的な支えでした。
その喪失は、科学者としての使命感と同時に、
深い人間的な悲しみを背負わせました。


原子爆弾と科学者の責任—授業で伝えた「核の力」

湯浅は、戦災の激しかった東京を離れて、
長野県に疎開していた東京女子高等師範学校
(現在のお茶の水女子大学)に助教授として復職します。
戦火を逃れたその地で静かに教育活動を再開していた
彼女のもとに、1945年8月6日、広島に「新型爆弾」
が投下されたとの報せが届きました。

専門知識を持つ湯浅は、その報道内容から即座に
それが原子爆弾であると察知。翌日には、
学生たちに対して原子核分裂の原理や
核兵器の破壊力について講義を行い、
科学の力が人間社会に与える影響と責任
について語りました。この行動は
、科学者が単に研究を行うだけでなく、
社会的な責任を担うべきであるという信念の現れでした。


科学復興と女性の使命—封じられた実験と広がる活動

戦後、湯浅は再び東京に戻りますが、
そこでも生活環境は整っておらず、
校舎の一角で寝泊まりしながら
研究の再開を模索します。

彼女は、フランスで親交を結んだイレーヌ
・ジョリオ=キュリー(マリー・キュリーの娘)
から、日本にラジウム研究所を作るべき
という提案を受けており、帰国の際には
マリー・キュリーが測定した
「標準ラジウム塩」を託されていました。

この期待に応えるため、湯浅は日本国内での
ラジウム鉱石の分布調査を始め、さらに
ベルリンから持ち帰ったβ線分光器を使って
βスペクトルの研究も構想していました。
理化学研究所で仁科芳雄と共に準備を進めていましたが、
1945年11月25日、GHQの命令により理研のサイクロトロン
が破壊され、計画は無念の中止に追い込まれます。

しかし湯浅は挫けませんでした。実験の場を失っても、
彼女は講演、執筆、教育活動に力を注ぎます。とりわけ、
彼女が危機感を持っていたのは、日本における
女性科学者の地位の低さです。
フランスでは女性研究者が第一線で活躍していた一方、
日本では依然として偏見が根強く、研究環境も乏しい
ものでした。湯浅はこの状況を変えようと、
科学教育の機会を広げ、女性たちに夢と
希望を与える存在として活動を続けていきました。

パリへの再移住と研究の日々——湯浅年子の決断と貢献


戦後の混乱期を経て、湯浅年子は再びフランス・パリの
研究の現場に戻ります。彼女を迎えたのは、旧知の
フレデリック・ジョリオ=キュリーからの温かな電報でした。
1950年代、β崩壊の研究で国際的な評価を得ながら、
フランス国立科学研究センター(CNRS)の正式な研究員
となった湯浅。人生の選択に悩みながらも、科学者としての
使命に生きたその姿は、現在でも多くの
研究者に影響を与えています。


ジョリオ=キュリーからの電報と再出発の決意

1949年、湯浅年子のもとにフレデリック・ジョリオ=キュリーから一通の電報が届きました。「ご無事をよろこぶ。再び研究を始めましょう」――この言葉が、湯浅を再びフランスへと導きます。戦後の混乱、5年間の研究の空白、そして日本における困難な環境を乗り越え、湯浅はパリの研究室に戻ることを決意しました。

当初は、お茶の水女子大学からの「出張」という扱いで渡仏。フランスでは、原子核物理の最先端であるβ崩壊の研究を再開し、次第に成果を挙げるようになります。戦後の国際科学界では、量子力学や原子核物理が再び注目を集めており、湯浅はこの分野で次第に国際会議でも講演を務める存在へと成長していきました。


パリ残留の決断とCNRS研究員としての挑戦

1952年、大学からの出張期間が終了した湯浅は、その後「休職」というかたちでパリにとどまります。しかし1955年、休職期限も満了を迎え、岐路に立たされることになります。帰国して大学に戻るのか、それとも大学を辞し、フランスに残って研究者としての道を選ぶのか——。日本からは帰国を促す声も多く届きましたが、湯浅は「科学者としての継続性」を重視し、フランスに残る決断をします。

同年10月、湯浅は正式にCNRS(フランス国立科学研究センター)の研究員に就任。その後、1957年には主任研究員に昇格し、研究体制も大きく整っていきます。CNRSは現在でもヨーロッパ有数の公的研究機関であり、当時すでにフランス科学界の中心的存在でした。

一方で、湯浅を支えてきた恩師たちが次々と世を去ります。1956年にイレーヌ・ジョリオ=キュリー、1958年にフレデリック・ジョリオ=キュリーが亡くなり、湯浅は深い悲しみに包まれました。しかし、その教えと志は、彼女の中に強く残り続けました。


オルセー原子核研究所での晩年と日本との再接続

1959年、湯浅の研究拠点は、新設されたオルセー原子核研究所(Institut de physique nucléaire d’Orsay)に移されます。この研究所は、パリ第11大学とCNRSの共同運営によって創設されたフランス核物理研究の中心拠点であり、現在も欧州原子核研究機構(CERN)と連携する重要な機関です。

オルセーでは、研究だけでなく、日本からの若手研究者や留学生の支援、国際会議への出席など、多忙な日々が続きました。1967年、東京で開催された原子核国際会議に参加するため、湯浅は18年ぶりに日本に帰国。この訪問をきっかけに、CNRSと日本の大学・研究機関との交流が深まり、彼女自身にも日本の科学誌からエッセイや寄稿の依頼が次々と寄せられるようになります。

しかし、1970年頃から体調を崩すことが増え、1973年にはついに病院での精密検査を受け、胃と胆のうを摘出する手術を受けることになりました。それでも湯浅は、「体よりも仕事」を優先し続けたといいます。その姿勢からは、彼女の科学に対する執念と誠実さが伺えます。

「β崩壊研究の科学的意義」

湯浅年子が取り組んだβ崩壊研究は、単なる実験物理ではありません。

β崩壊は、原子核内で中性子が陽子へ変化する過程であり、
その理論的理解は量子力学と相対論の融合に関わる重要問題でした。

この理論的枠組みを整備したのが
エンリコ・フェルミ の理論です。

湯浅は霧箱や分光器を用いて、β線のエネルギースペクトル
/運動量分布/崩壊確率を実験的に解析しました。

彼女の仕事は、理論の検証という形で核物理学の基礎を
支えたものであり、
「女性初」だけではない、純粋な研究者としての実力
を示しています。


◆ 「コレージュ・ド・フランスでの意義」

湯浅が所属したコレージュ・ド・フランス
は、フランス最高峰の研究教育機関です。

ここは学位授与を目的とせず、
最先端研究の公開講義を行う特殊な機関

そこに日本人女性が戦前に在籍したこと自体が
国際科学史上きわめて特異です。

また、フランス国立科学研究センター
は現在も欧州最大級の研究機関です。


◆ 「湯浅年子の歴史的位置づけ」

彼女は単なる「海外で活躍した日本人女性」ではありません。

位置づけとしては:日本初の女性原子核物理学者/欧州核物理研究の一員/
戦前〜冷戦期を横断した科学者/女性科学者のロールモデル

日本側では

お茶の水女子大学/女性科学者育成の精神的支柱とも言えます。

晩年の湯浅年子――名誉研究員としての挑戦と最期の瞬間


1974年、フランス国立科学研究センター(CNRS)の定年制度により65歳で第一線から退くこととなった湯浅年子。しかし、その実績と貢献が認められ、特例として名誉研究員に任命され、研究を継続します。晩年は体調に悩まされながらも、日仏間の共同研究に尽力し続け、病に伏してもなお研究に情熱を注ぎました。最期の瞬間まで科学と向き合った湯浅の生き様は、真の研究者の姿を私たちに伝えています。


定年と名誉研究員としての新たなスタート

1974年、湯浅年子は65歳の誕生日を迎え、CNRSの規定により定年を迎えることになりました。CNRSでは、特別な役職である「研究長」であれば70歳まで勤務が可能でしたが、当時は組織の人員削減方針があり、湯浅は研究長に昇格することができませんでした。

それでも彼女の長年の貢献と科学的業績は非常に高く評価されており、CNRSは異例の措置として「名誉研究員(Directrice de recherche honoraire)」の称号を授与。これにより、湯浅は形式上は定年退職しながらも、研究を継続する道を確保することができました。名誉研究員とは、通常の給与や職務は持たないものの、研究施設の利用やプロジェクトへの参加が許される特別な立場です。

この措置は、湯浅がフランス科学界でどれほど尊敬されていたかを物語っています。


紫綬褒章受章と日本への再帰国

1976年、湯浅は日本政府から紫綬褒章を受章しました。この勲章は、学術・芸術・技術分野で功績を挙げた人物に贈られるものであり、「永年にわたるフランスでの学究生活」と「日仏文化交流への多大な貢献」が評価された結果でした。

翌1977年には、原子核構造国際会議に出席するため、10年ぶりに日本へ一時帰国します。手術を経た後の湯浅はすでに体力が落ちており、十分な食事もとれない状態でした。久々に再会した日本の友人や教え子たちも、彼女のやつれた様子に心を痛めたと記録されています。

それでも湯浅は、全国各地での講演や旧友たちとの交流を積極的にこなし、知的エネルギーに満ちた日々を送ります。この時期、彼女は病を押してでも伝えたい科学的メッセージを多く持っていたのでしょう。


最期まで科学を追い求めて

帰仏後の湯浅は、実験に加えて日仏共同研究の実現にも取り組みます。これは、フランスと日本の科学者たちが連携して原子核物理の最先端を切り拓くという試みでした。日本側の窓口は、東京大学原子核研究所の柳父琢治教授が務め、湯浅とは何度も電話や手紙でやり取りを重ねていました。

しかし、1979年ごろから湯浅の体調はさらに悪化。医師からは入院を勧められるも、「研究が中断するのは耐えられない」として、入院を頑なに拒否していました。代わりに食事療法や自宅療養で対応を試みます。

そして1980年1月30日、周囲の説得を受けてようやくアントワーヌ・ベクレル病院へ入院。この病院は、物理学者アンリ・ベクレルにちなんで名付けられた放射線医学の名門です。救急車の中でも、湯浅は「降ろしなさい」と言い、病院に行くことすら拒もうとしたと言われています。

2月1日、彼女は危篤状態に陥りますが、その前日、長年取り組んできた日仏共同研究に対してフランス政府から正式な許可が下りました。知らせを持って病室を訪れた坂井光夫教授(東大)は、意識のないように見えた湯浅にその朗報を告げます。すると湯浅はゆっくりと目を開き、うなずき、何かを語ろうと口を動かしたと伝えられています。

そのわずか数時間後、1980年2月1日午後4時25分、湯浅年子は70歳でその生涯を閉じました。彼女の生き方は、最期の瞬間まで「科学とともにあろう」とする、真の研究者の魂そのものでした。

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(2025年4月時点での対応英訳)

Toshiko Yuasa was a woman who conducted research at institutions such as the Collège de France’s Nuclear Chemistry Laboratory and the CNRS (French National Centre for Scientific Research).
She was the first Japanese female physicist to work abroad.


The Beginning of a Female Physicist’s Journey

Toshiko Yuasa’s Origins: Raised by an Inventor Father and a Family of Imperial University Graduates

Toshiko Yuasa was born in 1910 in Ueno, Tokyo.
Her father, Tōichirō Yuasa, was an inventor who developed Japan’s first fully automatic silk-reeling machine.
She was raised in an intellectually rich household, where her siblings also went on to study at the University of Tokyo.
Often sick and unable to go outside as a child, Toshiko spent much time lying in bed, quietly thinking—an experience that nurtured her powers of observation and curiosity.


Calamity and Daily Life Sparked a Scientific Mindset

Yuasa’s childhood was full of upheaval: her elementary school burned down in a fire, and she had to transfer schools due to the danger of crossing train tracks.
Yet she maintained a keen eye for the natural world—fascinated by how steam rose from ice, and once even creating a Celsius–Fahrenheit conversion chart for her mother.
She had no interest in sewing or tea ceremony, and did not fit the mold of a traditional “feminine” girl—traits that, instead of holding her back, led her naturally toward science.


“Because I Understand It the Least” — The Girl Who Chose Physics

In 1927, Yuasa entered the science division of Tokyo Women’s Higher Normal School, where she studied under the likes of Kono Yasui.
She said that she was drawn to physics because it was the subject she understood the least, and thus found the most intriguing.
In 1931, when women’s access to higher education was still extremely limited, she enrolled in Tokyo Bunrika University, becoming Japan’s first female university student majoring in physics.
Thus began her quiet yet determined journey as a woman scientist.


A Life Devoted to Physics — and the Decision to Go to France

As she forged her path as a “female physicist,” Yuasa overcame inner struggles, fateful encounters, and the harsh backdrop of war.
Her will to carve her own path offers powerful insights for us even today.


Overcoming Doubts and Dedicating Herself to Physics

While at university, Yuasa struggled with the difficulty of physics and also questioned her privileged upbringing.
She even took an interest in the then-popular ideology of communism.
However, her mentor Kono Yasui encouraged her by saying,
“It is through the natural sciences that one can truly contribute to society.”
That advice gave Yuasa clarity, and she dedicated herself seriously to physics.
For her graduation research, she chose atomic and molecular spectroscopy, steadily building her expertise.


Discontent with Teaching — A Life-Changing Encounter with the Curies’ Paper

After graduation, Yuasa taught at Tokyo Woman’s Christian University and the Women’s Higher Normal School, but felt she was unsuited for teaching.
She also felt stifled by the limitations of the research environment and of spectroscopy itself.
One day, in the library, she came across a paper by Irène and Frédéric Joliot-Curie on artificial radioactivity.
Deeply moved, she found a new dream: to study under the Joliot-Curies.
This marked the beginning of her decision to study in France.


Through War and Family Tragedy — Gaining “Freedom of the Soul”

In 1939, she passed the study-abroad exam at the top of her class and became the first woman sent to France as a government-sponsored student.
However, just before departure, WWII broke out, and her father was diagnosed with a terminal illness.
After much anguish, her father encouraged her to go—and she left for France.
Despite wartime restrictions, she joined a research institution with support from the Joliot-Curies and finally began her dream research in nuclear physics.
In France, she experienced a spiritual freedom she had never found in Japan, and took a new step forward as a physicist.


Life as a Researcher During Wartime

The Outbreak of War and Life in Refuge

In May 1940, as German forces advanced into France, Yuasa’s laboratory in Paris became unsafe.
At Frédéric Joliot-Curie’s urging, she evacuated to Bordeaux.
However, unable to tolerate the lack of a research environment, she returned to Paris on May 31.


Laboratory Reopens and Research Under Occupation

After a temporary closure in June under German occupation, the laboratory reopened in September under the condition of collaborative research with Germans.
Under Joliot’s guidance, Yuasa conducted experiments using a cloud chamber to study the energy and momentum of nuclear decay.
In 1941, she published a research paper.


War-Time Pressures and Research in Germany

Due to the alliance between Japan and Germany, the situation for Japanese nationals in France worsened.
In August 1944, under orders from the Japanese Embassy, Yuasa was relocated to Berlin.
Though she sought to study under Otto Hahn, the advancing frontlines made that impossible.
Instead, she conducted research at the First Institute of Physics of Berlin University under Professor Christian Gerthsen.
But with intensifying air raids, she had to leave the lab, and after Germany’s surrender in May, she was repatriated to Japan via Moscow.


Rebuilding from the Ashes — Yuasa’s Postwar Path to Scientific Recovery

Summary:
In 1945, Yuasa returned to Japan, fleeing the war-torn continent.
Though devastated by the charred ruins of her homeland and the personal tragedy of her mother’s death, she remained committed to her duty as a scientist.
Carrying with her both advanced scientific knowledge and a sense of mission, she dedicated herself to research, education, and the societal role of women in science—mirroring Japan’s own postwar scientific recovery.


A Shattered Homeland and the Death of Her Beloved Mother — The Quiet Start of a Difficult Return

Shortly after the war ended in 1945, Yuasa returned from Europe.
What she saw was Tokyo reduced to ashes by air raids.
The once-vibrant city had become a wasteland, and even basic living conditions were dire.
Even as a theoretical physicist with a calm perspective, the sight left a deep impression on her.

Just weeks later, on July 23, her beloved mother Yone passed away after illness.
Having lost her father early in life, Yuasa had relied deeply on her mother.
Her death left her carrying not only the mission of a scientist, but also profound personal sorrow.


The Atomic Bomb and a Scientist’s Responsibility — Teaching About the Power of the Nucleus

Yuasa relocated to Nagano Prefecture, away from the war-damaged Tokyo, to resume her post as associate professor at the Women’s Higher Normal School (now Ochanomizu University).
There, on August 6, 1945, she received word that a “new type of bomb” had been dropped on Hiroshima.

With her expertise, she immediately recognized it as an atomic bomb.
The very next day, she delivered a lecture to her students on the principles of nuclear fission and the destructive power of nuclear weapons, emphasizing the profound societal responsibility borne by science.
Her actions reflected her belief that scientists must not only conduct research, but also take responsibility for its implications in society.


Scientific Revival and the Role of Women — Blocked Experiments and Expanding Outreach

Postwar, Yuasa returned to Tokyo, though conditions remained difficult.
She stayed in a corner of the school building as she tried to resume her research.
Before returning from France, Irène Joliot-Curie had encouraged Yuasa to build a radium research institute in Japan and entrusted her with the “standard radium salt” measured by Marie Curie.

In response, Yuasa began surveying radium ore distribution in Japan.
She also planned to use a beta-ray spectrometer she had brought from Berlin for beta spectrum research.
She began preparations with Yoshio Nishina at RIKEN, but on November 25, 1945, GHQ ordered the destruction of RIKEN’s cyclotron, forcing the project to a regrettable halt.

But Yuasa did not give up.
Even without a lab, she devoted herself to giving lectures, writing, and educating others.

Returning to Paris and a Life of Research — Toshiko Yuasa’s Decision and Contribution

After the turmoil of postwar Japan, Toshiko Yuasa returned to the research world of Paris, France. Awaiting her was a warm telegram from her old acquaintance Frédéric Joliot-Curie. In the 1950s, Yuasa gained international recognition for her work on beta decay and became an official researcher at the French National Centre for Scientific Research (CNRS). Though she faced difficult life choices, she lived with a strong sense of mission as a scientist — a legacy that continues to inspire researchers today.


A Telegram from Joliot-Curie and a New Beginning

In 1949, Toshiko Yuasa received a telegram from Frédéric Joliot-Curie:
“Glad to know you are safe. Let’s begin research again.”
These words led her back to France. Overcoming the chaos of the war, a five-year hiatus from research, and the difficult environment in Japan, Yuasa made the decision to return to her laboratory in Paris.

Initially, she traveled to France as part of a “temporary assignment” from Ochanomizu University. There, she resumed cutting-edge research on nuclear beta decay and gradually achieved notable results. In the postwar international scientific community, quantum mechanics and nuclear physics once again drew attention, and Yuasa grew into a figure who was regularly invited to speak at international conferences.


Choosing to Stay in Paris — Her Challenge as a CNRS Researcher

In 1952, her official assignment period ended, but Yuasa remained in Paris under a “leave of absence” from the university. By 1955, that leave also expired, and she was forced to make a critical decision — should she return to Japan and resume her university post, or resign and continue her research career in France? Although many urged her to come home, Yuasa prioritized her scientific continuity and chose to stay.

In October that year, she officially became a CNRS researcher. By 1957, she was promoted to senior researcher, and her research structure became more established. Even then, CNRS was already a central institution in the French scientific community and remains one of Europe’s leading public research organizations today.

During this period, Yuasa also experienced deep personal loss. In 1956, Irène Joliot-Curie passed away, followed by Frédéric Joliot-Curie in 1958. Yuasa was deeply saddened, but their teachings and spirit remained strong within her.


Later Years at the Orsay Nuclear Research Center and Reconnecting with Japan

In 1959, Yuasa’s base of operations moved to the newly established Institut de Physique Nucléaire d’Orsay. This center, jointly operated by CNRS and Paris-Sud University, became a major hub of nuclear physics in France and remains a key collaborator with CERN today.

Her days at Orsay were filled not only with research but also mentoring young Japanese researchers and students, attending international conferences, and a busy international schedule. In 1967, she returned to Japan for the first time in 18 years to attend an international conference on nuclear physics in Tokyo. This visit helped deepen collaboration between CNRS and Japanese universities and research institutes. Yuasa herself began receiving frequent requests for essays and contributions from Japanese scientific journals.

However, from around 1970, her health began to decline. In 1973, she underwent major surgery to remove her stomach and gallbladder after a thorough hospital examination. Even so, Yuasa continued to prioritize work over her body. Her unwavering dedication reflects her persistence and sincerity as a scientist.


Toshiko Yuasa’s Final Years — Her Challenge as an Honorary Researcher and Her Last Moments

In 1974, Toshiko Yuasa reached the CNRS retirement age of 65. Yet, recognizing her achievements, the organization made an exception and appointed her as an honorary researcher, allowing her to continue her work. Despite struggling with illness, she devoted herself to Franco-Japanese collaborative research and remained passionate about science until the very end. Her life continues to embody the true spirit of a scientist.


Retirement and a New Beginning as Honorary Researcher

Upon turning 65 in 1974, Yuasa retired under CNRS regulations. Normally, those in the role of “research director” could continue until age 70, but due to CNRS staff reduction policies, Yuasa was not promoted to that role.

Nevertheless, her contributions and scientific achievements were highly respected, and CNRS granted her the rare title of “Directrice de recherche honoraire” (Honorary Research Director). Though this position did not provide salary or formal duties, it allowed access to research facilities and participation in projects. This unusual measure reflected the deep respect Yuasa commanded in French science.


Awarded the Medal with Purple Ribbon and Final Return to Japan

In 1976, Yuasa was awarded the Medal with Purple Ribbon by the Japanese government. This honor, bestowed upon those with notable achievements in academic, artistic, or technical fields, recognized her lifelong research career in France and significant contributions to Franco-Japanese cultural exchange.

In 1977, she returned briefly to Japan for the International Conference on Nuclear Structure — her first visit in a decade. Having undergone surgery, her physical strength had waned, and she could hardly eat. Those who saw her were pained by her frail appearance.

Still, she gave lectures around the country and rekindled friendships, spending her days filled with intellectual energy. Even while ill, she carried a strong scientific message she wished to convey.


Pursuing Science to the End

After returning to France, Yuasa continued her experiments and worked on launching joint Franco-Japanese research in nuclear physics. Professor Takuji Yanabu of the University of Tokyo’s Nuclear Physics Institute served as Japan’s liaison, and the two corresponded frequently.

However, around 1979, Yuasa’s health worsened further. Though her doctors recommended hospitalization, she stubbornly refused, saying she could not bear interrupting her research. Instead, she tried dietary and home-based treatments.

On January 30, 1980, at last persuaded by those around her, she entered the prestigious Antoine Béclère Hospital, named after physicist Henri Becquerel. It is said that even in the ambulance, she resisted, demanding to be let out and refusing to go.

On February 1, she fell into critical condition. The day before, the French government had officially approved the Franco-Japanese collaborative research project she had long worked toward. Professor Mitsuo Sakai of the University of Tokyo brought the news to her hospital room. Though seemingly unconscious, Yuasa slowly opened her eyes, nodded, and appeared to mouth a few words.

Just hours later, at 4:25 p.m. on February 1, 1980, Toshiko Yuasa passed away at the age of 70. Her life, marked by a determination to remain “with science until the end,” continues to embody the soul of a true researcher.

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ニコライ・N・ボゴリューボフ
【固有値を使い定常状態を表現したロシア人】‐3/13改訂

こんにちはコウジです。
半年ごとの既存記事見直しの作業です。
今回は近世20世紀に概念・手法を確立していった偉人を紹介します。
では、ご覧ください。内容を整理し、リンクを見直しました。
現時点での英訳も考えています。
(以下原稿です)

カピッツァの手紙
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【1909年8月21日 ~ 1992年2月13日】


【写真出典:Nikolay Bogoliubov Wikimedia Commons】

ロシアの物理学者

名前から分かるかとおもいますが、

ボゴリューボフはロシアの物理学者です。

本稿を記載するにあたり改めて
ボゴリューボフ
の「人となり」
を調べてみましたが
伝わっていません。
ボゴリューコフの名で検索をかけると
私のブログが上位に出てきてしまう有様です。

ボゴリューコフは20世紀初頭の生まれなので
革命前後のソビエト連邦で青年期を迎え政治的制約は存在しましたが、
理論物理学の分野では極めて高い水準が維持され、
独自の学派が形成されていました。

因みに、プランクメダルを受けていますので
ドイツ関係の画像を使っています。

◆ ソ連理論物理学の中心人物

ボゴリューボフは単なる理論家ではなく、ソビエト連邦
における理論物理学の制度的形成に大きく貢献した人物でした。

革命後のソ連では、西側との学術交流が制限される時期もありましたが、
それでも独自に高度な理論物理学の伝統が築かれます。

その中心にいたのが

レフ・ランダウ

ニコライ・ボゴリューボフ

でした。

ランダウが物理的直観と大胆な理論構築を得意としたのに対し、
ボゴリューボフはより数学的厳密性を重視したといわれます。

この二つの流れが交差することでソ連理論物理は
「物理的洞察」と「数学的構造」の
両輪を持つ学派
へと発展しました。


◆ ボゴリューボフ変換の本質

いわゆる「ボゴリューボフ変換」は、生成消滅演算子を
線形変換することでハミルトニアンを対角化する手法です。

これは単なる計算テクニックではなく、

「どの状態が物理的に安定なのか」を定義し直す操作

とも言えます。

超流動ヘリウムでは励起スペクトルを導き、
BCS理論ではクーパー対の準粒子記述を与えます。

つまりボゴリューボフ変換は、

ボース系(超流動)

フェルミ系(超伝導)

の両方に適用できる「普遍的道具」なのです。

この普遍性こそが、彼の理論的影響力の大きさを示しています。

ボゴリューボフの業績

先の程「人となり」が伝わらないと記載しましたが、
実際には有益な活動をしていたようです。
ネット上で「超伝導の微視的理論の構築に重要な貢献」を
ボゴリューボフがしているという指摘を見つけました、
また、「コペンハーゲン学派、Bogoliubov学派、ランダウ学派」
としてロシア人が評価する文章を見つけました。
“Influence of N. N. Bogoliubov on the Development of Theoretical Physics in the Soviet Union”
(ランダウの孫弟子、Bogoliubovの弟子である V. G. Solovievの記載)

 

何よりも、数学的にボゴリューボフ変換と呼ばれる
考えを打ち出し
行列形式で表される
状態遷移を角化する事で表現していると言えるでしょう。

ボゴリューボフは再正規化群散乱行列の公理化・量子場理論の厳密化にも貢献しています。
特に再正規化群の発展は、後の高エネルギー物理・臨界現象理論に大きな影響を与えました。

ボゴリューボフは観測にかかる定常状態を数学手法を使って作りだしています。つまり、数学的にいう固有値問題に帰着させて定常的な状態を表現しているのです。数学的な作業をしてみた結果がどういった現象に対応しているか物理的に説明する事が出来るのです。 

この定常状態を使い、ボゴリューボフは現実にヘリウムの超流動状態を表しました。ボーズ粒子の超流動をボゴリューボフ変換で示しフェルミ粒子の超電導をボゴリューボフ変換で示す訳です。役にたちますね。


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Russian physicist

As you can see from the name, Bogoliubov is a Russian physicist. In writing this article, I re-examined Bogoliubov’s “becoming a person”, but it has not been conveyed. If you search by that name, my blog will appear at the top.

Since Bogoryukov was born in the early 20th century, it should be considered that he was adolescent in the Soviet Union before and after the revolution and was conducting his research in a closed academic environment. By the way, he has received a Planck medal, so he uses images related to Germany.

Bogoliubov achievements

Above all, it can be said that he mathematically expresses the idea called Bogoliubov transformation by diagonalizing the state transitions expressed in the form of a matrix.

In other words, the steady state of observation
It is created using mathematical methods.
In other words, reduce it to the mathematical eigenvalue problem.
It represents a steady state.

The result of doing mathematical work
What kind of phenomenon is supported
It can be explained physically. Twice

Using this steady state, Bogoliubov
He actually represented the superfluid state of helium.
Bogoliubov transformation shows the superfluidity of boson particles
Superconductivity of fermions by Bogoliubov transformation
It is a translation to show. It will be useful.

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伏見康治
【原子力三原則|対象の美・折り紙を考察した物理学者|国会議員】-3/12改訂

こんにちはコウジです。
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紋様の科学【伏見康治著】
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【1909年6月29日 ~ 2008年5月8日】


【画像出典:Koji Fushimi Wikimedia Commons】

伏見先生の多彩な活躍

伏見康治(こうじ)は愛知県名古屋市に生まれます。
そして東京で育ちます。
名古屋に生まれ東京で育った伏見先生の経歴は、一見すると特別な出自を
強調するものではありません。しかし、その後の歩みは、日本の科学史
そのものと重なっていきます。
伏見先生は20世紀の生まれの人ですから、
それはそれで納得です。

そして、その後の動きが活発です。
東大の 理物を卒業し東大で助手を務めた後に、
新設された阪大に着任して1934年には理学部長を務めます。
日本の理論物理コミュニティ形成者でした。

更には1936年には年には名古屋大学プラズマ研究所の新設に伴い、
所長として就任しています。結果として
二つの旧制大学の名誉教授を務める事となります。
本来の研究分野である物理学では統計力学での業績が
顕著であるとされていますが、そうした業績よりも寧ろ
人に仕事を任せて育てていく、という業績の方が
大きかったのではないでしょうか。そんな偉人です。

併せて1952年からは日本学術会議会長、
1958年から6年間は公明党所属の参議院議員として科学者の立場で政策に関わっています。

以下では国会議員も勤めた「伏見先生」について語っていきたいと思います。
「先生お願いします!」って感じです。

一貫した科学者サイドの見識

科学者として伏見先生は
「原子力の平和利用」を推進し、大きな役割を果たしました。
日本における原子力の研究がとても大事であると認識しています。
被爆国である日本独自の視点から平和利用を考えていました。
具体的に「原子力三原則」でまとめています。

「自主、民主、公開」の三原則を起草して茅誠司と連名で
伏見先生は「茅・伏見の原子力三原則」を考えています。

対称の美

物理学を研究・体感する中で伏見先生は
「対称の美」に対する美学を持っていました。
特に、その数式的な表現と万人受けする印象に着目しています。

例えば自分の子供が幾何学模様に対して関心を抱いたら、
そこを掘り下げて「どこまで習ったの?」とか
「何で学校で教えないんだろう?」とか色々な視点で
議論していったのです。1960年代には
「紋様の科学」としてまとめています。

水素エネルギーの推進

朝日新聞が水素エネルギー開発の全面的に
バックアップを表明したタイミングで、

伏見先生は原子力開発に関わっていきます。

1952年に朝日新聞の木村部長(科学部の部長)から
声をかけられたことがきっかけです。

伏見先生は2月に朝日講堂で開催された公開講演会で講師として
「核融合の現状と問題点」と題して講演しました。

その時の御縁と元来、伏見先生が
水素エネルギーを支持していたこともあり

次世代燃料として水素を勧めておられました。
クリーンなエネルギーだと考えていたのです。

科学と社会をつなぐ役割

伏見先生の特徴は、純粋な理論物理学者でありながら、
科学を研究室の中に閉じ込めなかった点にあります。

20世紀中盤、日本では科学技術が国家政策と密接に結びつき始めました。
戦後復興、高度経済成長、そして原子力利用という流れの中で、

「科学者は社会に対して何を語るべきか」

という問いが現実の問題として現れます。

伏見先生は、この問いに対して明確に

科学は公開され、民主的に議論されなければならない

という立場を取りました。

原子力三原則における「公開」という理念は、
単なる情報公開ではなく、

  • 科学技術を専門家だけのものにしない

  • 市民が理解できる形で説明する

という思想でもありました。

この姿勢は、今日の科学コミュニケーションや
リスクガバナンスの考え方に先行するものだったと言えるでしょう。

科学者が政策に関与することの難しさと責任を、
伏見先生は実践を通じて示したのです。

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2023/04/02‗初稿投稿
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(2023年4月時点での対応英訳)

Dr.Fushimi’s Diverse Activities

Koji Fushimi was born in Nagoya, Aichi Prefecture. And he grows up in Tokyo.
I somehow imagine that he was born and raised in an ordinary office worker family.
Fushimi-sensei was born in the 20th century, so that makes sense.

However, there has been a lot of activity since then.
After graduating from the University of Tokyo with a degree in physics and working as an assistant at the University of Tokyo,
He joined the newly established Osaka University and in 1934 he became the Dean of the Faculty of Science.

In 1936, he assumed the post of Director of the newly established Nagoya University Plasma Research Institute. as a result
He will serve as an emeritus professor at two old-system universities.

He also served as president of the Science Council of Japan from 1952.
For six years from 1958, he was involved in policy as a member of the House of Councilors belonging to the New Komeito Party from the standpoint of a scientist.

Below, I would like to talk about Mr. Fushimi, who also served as a Diet member.
It’s like, “Teacher, please!”

Consistent Scientist Insight

Professor Fushimi played a major role in promoting the “peaceful use of nuclear energy.” He recognizes that nuclear research in Japan is very important. He was thinking about peaceful uses from the unique perspective of Japan, a country that suffered atomic bombings. He specifically sums it up in the “Three Principles of Atomic Energy.”

He drafted the three principles of “independence, democracy, and openness”, and jointly with Seiji Kaya, he considered “three principles of nuclear power of Kaya and Fushimi”.

beauty of symmetry

Fushimi-sensei had an aesthetic for “symmetrical beauty.” In particular, he focuses on its mathematical expression and universal impression.

For example, if my child was interested in geometric patterns, I would delve into it and discuss things from various perspectives, such as “How much did you learn?” is. In the 1960s he summarized it as “The Science of Patterns”.

Promotion of hydrogen energy

When the Asahi Shimbun announced its full support for hydrogen energy development, Professor Fushimi became involved in nuclear power development.

In 1952, he was approached by the head of the Asahi Shimbun,
Mr. Kimura (head of the science department).

In February, Prof. Fushimi gave a lecture titled “Current Status and Problems of
Nuclear Fusion” at a public lecture held at the Asahi Auditorium.

At that time, Dr. Fushimi originally supported hydrogen energy,
and he recommended hydrogen as a next-generation fuel.
He was clean energy, he thought.

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ネイサン・ローゼン
【ワームホールを考案|EPRパラドックスで相関を追及】-3/1改訂

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【Nathan Rosen, 1909年3月22日 – 1995年12月18日】

パラドックス大図鑑
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【1909年3月22日 – 1995年12月18日】

【Photo:Nathan Rosen Wikimedia Commons】

ユダヤ人物理学者ローゼン

その名前は Nathan Rosen。
ローゼンはイスラエル建国後はイスラエルでも活動しました。
ニューヨーク出身のユダヤ人物理学者。MITで学んでいます。

ローゼンはいわゆるワーム・ホールの発案者でもあり、
EPRパラドックスを考えた三人のひとりです。それは
EPRとは Einstein–Podolsky–Rosen の頭文字から名付けられています。

量子的ふるまいの局所性を相対論的に完全に
説明できない(矛盾するだろう)という指摘であって、
量子力学の記述だけでは物理的実在を完全には記述できて
いないのではないか、
という問題提起でした。

簡単に言えば「もつれた状態」で空間的
距離を置いたスピン(別の議論では光子)
妙なふるまいを示すのです。

量子的なもつれ(エンタングルメント)の
記載に修正の必要があるのか、
相対論での記述に修正が出来るのか、
突き詰めていく手掛かりになります。

EPRパラドックスにおいてはもつれ
(エンタングルメント)
の状態が議論され、

「EPRの 前提の下では量子力学の確率的手法を
再現で きない場合がある」と考えると良いです。

または
「統計的な条件設定をしなければいけない」
特殊な場合があって、量子もつれが背景にあり
「理解しにくい現象もあるんだなぁ。」
という前提から話始めた方が良い、
と考えた方が良いです。

◆ アインシュタインとの共同研究

ネイサン・ローゼンの名が物理史に残る最大の理由は、
アルベルト・アインシュタインとの共同研究にあります。

1935年、アインシュタインとローゼンは一般相対性理論の方程式を
解析する中で、空間の異なる領域を数学的に接続する解を発見しました。

これが後に「アインシュタイン=ローゼン橋」と呼ばれ、
現在ではワームホールの原型として知られています。

当時の目的はSF的な空間移動ではなく、ブラックホール特異点を
物理的に理解できる形に書き直す
ことでした。しかしこの研究は、
後に宇宙論・量子重力理論・情報理論へと広がる重要な出発点となります。


◆ EPR論文の目的

同じ1935年、アインシュタイン、ボリス・ポドルスキー
ローゼンの三人は有名なEPR論文を発表しました。

この論文の目的は、量子もつれを肯定することではなく、

「量子力学は未完成ではないか?」

と問いかけることでした。

アインシュタインは量子力学の確率的解釈に強い違和感を持ち、
遠く離れた粒子が瞬時に関連する情報が光速制限を超えるように
見える
という点を問題視しました。

この議論は後に量子情報科学の基礎問題へと発展していきます。


◆ 現代物理への影響

EPRパラドックスは長い間「哲学的議論」と見なされていました。しかし
1960年代に ジョン・ベル がベルの不等式を導入したことで状況は一変します。
実験によって、局所的実在論・量子力学
のどちらかを放棄せざるを得ないことが示されました。

現在では量子もつれは、
量子暗号・量子コンピュータ・量子テレポーテーション
の基礎原理として利用されています。つまりローゼンの問題提起は、

「量子論の欠陥指摘」から
「未来技術の基盤」へ

と意味を変えていったのです。

新しい理解生成

ベルの不等式が成り立ち、
量子テレポーテーションが議論される昨今、
基礎理論の解釈は完全になされているか
色々な側面で説明がなされています。

量子論も相対論も其々で様々な説明(効果)を
可能にしているのですが、完全に全てを
記述できると言えないのでしょうか。
この記載をするとどうしても
歯切れの悪い文章になってしまいます。
「局所的実在論」という言葉がありますが、
物理量の把握には究極の難しさがあります。

私もこの場でうまく説明が出来ているとは思えません。
ただ、物理の記載であることは確かで、
発展していく可能性を含めた議論ではあります。



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(2022年1月時点での対応英訳)

Jewish physicist Rosen

Its name is Nathan Rosen.
Rosen was also active in Israel after the founding of Israel.
He is a Jewish physicist from New York. He had studyied at MIT.

Rosen was also the inventor of the so-called wormhole,
He is one of the three in the EPR paradox.
Relativistically complete locality of quantum behavior
It was pointed out that it could not be explained (it would be inconsistent),
The description in the quantum mechanical model and the relativistic model
It cannot be described at the same time.
Quantum entanglement
Is it necessary to correct the description?
Is it possible to correct the description in relativity?
It will be a clue to the end.

Various explanations (effects) for both quantum theory and relativity
It’s possible, but it’s completely everything
Can’t you say that you can describe it?
If you make this description,
The text will be crisp.
There is a word “local realism”,
Understanding the physical quantity is the ultimate difficulty.
However, it is certain that it is a description of physics,
It is a discussion that includes the possibility of development.

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ジョン・バーディーン
【トランジスタの発明とBCS理論で二度のノーベル賞受賞】-3/10改訂

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金属絶縁体転移
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【1908年5月23日 ~ 1991年1月30日】


【出典:John Bardeen Wikimedia Commons】

超電導現象の理論的基礎を与えたバーディン

本稿は何度も追記したいです。

それは私にとって、関心のある

低温電子物性の話だからです

今回は極低温での現象理解を進めたバーディンについて
ご紹介致します。
バーディンは二回のノーベル賞を受けています。

バーディンは現在までに物理学賞を二度受賞した唯一の人物です。
(※マリー・キュリーは異分野での受賞でした。)

 

一回目はベル研での仲間とのトランジスタの発明、
二回目はイリノイ大学の仲間たちと確立したBCS理論です。

前述したカメリー・オネスの超電導現象の発見以後、その現象を説明する為に色々な理論が試みられでしょうが、イリノイ大学のバーディンを中心とした3人がBCS理論を確立します。バーディン、レオン・クーパーロバート・シュリーファー  3人の名前の頭文字を並べてBCS理論と呼ばれます。

このコンビの始まりはバーディンがクーパーを招聘する事から始まります。そこにバーディン研究室の大学院生、シュリーファー が加わり研究が進みます。

後に話す中嶋氏とのエピソードやベル研での仲間たちとのトランジスタの
発明を
考えてみて下さい。物理で理論を切り開いていく楽しさが感じられる
のではないでしょうか。(他の専門分野の方でも感じられるでしょう。)
自分自身で思索にふける時間を経て、
議論をすることで理論が発展していくのです。
特にバーディンは議論の上手い人だったといえます。

バーディンは議論をして「興奮する時間」
を大事に使えたのです。

また別ブログで少しバーディンについてつぶやいてみました。

◆ 静かな天才 ― バーディンの研究スタイル

ジョン・バーディーンは、20世紀物理学者の中でも
極めて珍しいタイプの研究者でした。

多くの理論物理学者が強烈な個性やカリスマ性で知られるのに対し、
バーディンは控えめで穏やかな人物として知られています。

議論では相手を否定するのではなく、

相手の考えを最後まで聞く

問題の核心だけを静かに指摘する

数式より物理的直観を重視する

という姿勢を貫きました。

ベル研究所でもイリノイ大学でも、多くの若手研究者が自然に
彼の周囲へ集まった理由は、この「議論の安心感」にあったと言われています。
超伝導は前出の2人と議論をまとめ、トランジスタ発明のチームはベル研の仲間
であるウィリアム・ショックレーとウォルター・ブラッテンでした。

BCS理論も、強烈なひらめきというより、長期間の
対話と試行錯誤の積み重ね
から生まれた理論でした。


◆ なぜBCS理論は革命だったのか

BCS理論の本質は、単に超伝導を説明したことではありません。

それまで物理学では、フェルミ粒子(電子)とボース粒子は根本的に異なる存在
として扱われていました。
しかしBCS理論では、電子がペア(クーパー対)を
形成することで集団的にボース粒子的振る舞いを示すことが明らかになりました。

これは、個々の粒子ではなく「集団状態」が物理現象を決定するという
考え方を確立した出来事でした。
この視点は後に、

超流動

原子核物理

中性子星内部

量子情報科学

へと広がっていきます。

BCS理論とは 

BCS理論の内容はフォノン(音子)を介した電子が対になった結果(クーパ対の考え方)、そのコンビがスピンを打ち消し合って結合するという理論でした。相転移温度をその理論で説明し、今日、超伝導を考えるうえで理論の基礎となっています。

このBCS理論の妙はフェルミオンである電子が凝縮状態をとるところにあります。本来、同じ状態(位相等を考えた時のパラメター)をとる事が出来ない電子が対になってボゾン化することで巨視的な現象にとして観察される超伝導現象が実現するのです。

そもそも、金属中を移動する電子を単純な質点のモデルで考えると
単純な古典的粒子モデルでは、電子は格子振動や散乱の影響を受け必ず電気抵抗が生じます。何らかの相互作用が起きて金属内での抵抗が生じます。ところが、電子の波動関数を考え、波動的側面が顕著に現れる状態を考えていくのが超伝導現象だと言えます。

そして現象発現の条件として大事な尺度の一つが
温度だったのです。2023年時点での関心は
遷移を起こす温度のメカニズムを解明する事です。
そして1986年に発見された高温超伝導体は、従来のBCS理論だけでは
完全に説明できず、現在も物性物理学最大級の未解決問題となっています。。

現在での転移温度は「高温超電導」
と言ってもマイナス百℃以下ですので
転移温度に至るまでは液体ヘリウムや
液体窒素を使って冷却しなければいけません。

超電導現象の応用 

実用化しているリニアモーターカーや量子コンピューター等の応用技術も冷却した上で超電導現象を実現しているので、コストと安定性が課題となっています。転移温度が変わっていって、より常温に近い温度で現象を起こすことが出来ればメリットは非常に大きいです。

温度に関わるメカニズムとして中嶋貞雄がバーディンに与えたヒントが繰り込み理論の応用でした。そのヒントは手法だったともいえますが、電気伝導に関わる要素(素粒子)が「どういった条件で」、「どういった役割を果たすか」が重要です。その手掛かりの一つが「ゆらぎ」に関するメカニズムではないかと考えている人が居ます。今後の大きな課題です。

また、最後に一つ気付きました。バーディンはランダウと同じ年に生まれています。
そして、没年は大きく違います。二人の人生を比べてしまうのは失礼ですが、
バーディンは「色々な人と沢山議論した人」だという事は出来るでしょう。
きっと、
バーディンは色々な視点で長く考えていました。

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Theoretical basis of superconducting phenomenon

I would like to add this article many times. That’s because it’s about the low-temperature electronic characteristics that I’m interested in. This time, I would like to introduce Birdin, who has advanced the understanding of the phenomenon at extremely low temperatures.

Birdin has received two Nobel Prizes. The first is the invention of the transistor with his colleagues at Bell Labs, and the second is the BCS theory described below. Since the discovery of the superconducting phenomenon of Camery Ones mentioned above, various theories may have been tried to explain the phenomenon, but three people led by Birdin of the University of Illinois establish the BCS theory. Bardeen, Leon Cooper, and Robert Schrieffer are called BCS theory by arranging the initials of the three names.

The beginning of this duo begins with Birdin inviting Cooper. Schrieffer, a graduate student from the Badin laboratory, will join the group to advance the research.

What is BCS theory?

The content of BCS theory was the theory that as a result of pairing electrons via phonons (sounds) (the idea of ​​Cooper pairs), the combinations cancel each other out and combine. The phase transition temperature is explained by the theory, and today it is the basis of the theory when considering superconductivity.
The mystery of this BCS theory is that the fermion electrons take a condensed state. Originally, electrons that cannot take the same state are paired and bosonized, and the superconducting phenomenon observed as a macroscopic phenomenon is realized.

In the first place, considering the electrons moving in a metal as a simple mass model, it is impossible for a negative charge to move around freely and without resistance between nuclei with a positive charge. Some interaction occurs and leads to resistance. However, it can be said that the superconducting phenomenon is to create a state in which the wave function appears prominently by considering the wave function of electrons.

One of the important measures for that condition was temperature. At this time, the interest is to elucidate the temperature mechanism that causes the transition. At present, the transition temperature is less than minus 100 ° C even if it is called high-temperature superconductivity, so it is necessary to cool it with liquid helium or liquid nitrogen until the transition temperature is reached.

Application of superconducting phenomenon

Since the superconducting phenomenon is realized after cooling the applied technologies such as linear motor cars and quantum computers that have been put into practical use, cost and stability are issues. If the transition temperature changes and the phenomenon can occur at a temperature closer to room temperature, the merit is very great.

The hint given to Bardeen by Sadao Nakajima as a mechanism related to temperature was an application of renormalization theory. It can be said that the hint was a method, but “under what conditions” and “what role” the elements (elementary particles) involved in electrical conduction play are important. Some people think that one of the clues is the mechanism related to “fluctuation”. This is a big issue for the future.

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レフ・D・ランダウ
【反磁性の研究を行い優れた教科書を残した天才】‐3/9改訂

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【1908年1月22日生まれ ~ 1968年4月1日没】


【Photo:Lev Landau In Wikimedia Commons】

レフ・ダヴィドヴィッチ・ランダウ

その名をフルネームで表記すると、

レフ・ダヴィドヴィッチ・ランダウです。

ランダウは有名なユダヤ系ロシア人の科学者で
日本では教科書でその名を目にして
る人が
多いのではないでしょうか。1962年に

「絶対零度近傍でのヘリウムの理論的研究」

でノーベル物理学賞を受けています。
ノーベル賞受賞時、ランダウは交通事故による重傷のため
入院中であり、賞は病室で授与されまし
た。
そして何より、ランダウは天才です。個人的には、
アインシュタイン、ランダウ、ノイマン、ディラックらが
20世紀理論物理学を象徴する天才群であったように思えます。
パウリも仲間に入れたい気がしますが、情熱溢れる
イメージが私の中ではあるのでパウリは何となく別枠。
⇔パウリは情熱の理論家です。

さて、
ランダウは石油技術者の父と教育者の母
から生まれます。
12歳で微分法を理解し、
14歳で国立大学に入学、
物理数学科と化学学科
を同時に履修します。

19歳で学士の称号を得るとレニングラード物理工学研究所で
電磁場の中での電子性質である量子電磁気学を研究していきます。
そしてコペンハーゲン
にあるボーアの研究所で大きな影響を受けました。

◆ ランダウ学派という教育革命

レフ・ダヴィドヴィッチ・ランダウの功績は研究成果
だけではありません。彼は20世紀でも特異な
「教育者」でもありました。

ランダウは独自の教育制度「ランダウ・ミニマム」
と呼ばれる試験制度を作ります。

これは理論物理学を学ぶ学生に対して、

  • 古典力学

  • 電磁気学

  • 量子力学

  • 統計力学

  • 連続体力学

など広範囲の分野を徹底的に理解しているかを口頭試問で
確認するもので、合格できる学生は極めて少数でした。

しかし、この厳格な教育からソ連物理学を代表する多くの理論家が育ち、
「ランダウ学派」と呼ばれる強力な研究コミュニティが形成されました。

研究者個人ではなく「知的共同体」を作った点も、
ランダウの大きな遺産と言えるでしょう。


◆ 『理論物理学教程』という巨大プロジェクト

ランダウは弟子のエフゲニー・リフシッツとともに
『理論物理学教程(Course of Theoretical Physics)』を執筆しました。

このシリーズは、

理論物理学を体系として完全に再構成する

という野心的な試みでした。現在でも世界中の大学院で使用されており、
多くの物理学者にとって「理論物理学の共通言語」となっています。

ランダウの主な業績

その後、ケンブリッジでディラック・カピッツァと
共同研究を進め所謂「ランダウ反磁性」の研究をまとめます。

その後にチューリッヒでパウリと共同研究をした後に
ランダウはレニングラードに戻りました。

こうした海外の研究者との交流はとても大事で、
互いに刺激を与えあって自分の研究性の方向を
確認する為の経験を積んでいくことが出来ます。

単純には他大学のゼミに参加して普段交流しない人達と
議論出来るだけでも自分の成長につながるのです。

また、自分の作った意見(理論)が他人の目から見て
色々な整合性を持っているか、
問いかけることが出来るのです。
自分の言葉を発信する「界隈(かいわい)」
を出来るだけ早く理解していきましょう。

物理学者は初学者に限らず、
常に向上していく機会を作るべきだと思います。

ランダウの幸せだった時期を中心に記載しましたが
モスクワの研究所で要職を務めていながらスターリン批判
をしたことで刑務所に服役したりしています。
ランダウは単なる批判ではなく、

反スターリン的ビラ作成

独裁批判を行った為、1938年逮捕されました。
そしてランダウを救ったのはピョートル・カピッツァでした

そして交通事故にあったりもしています。
水素爆弾の製造にも不本意ながら加担しています。
そして60歳でこの世を去ります。

ただ、ランダウの業績は不変です。

準粒子・フェルミ流体やギンツブルグ&ランダウ理論は
低温凝縮系の世界を大きく進ませました。ヴィタリー・ギンツブルグと提唱した
ギンツブルグ=ランダウ理論は、超伝導を秩序変数という概念で説明し、
後の凝縮系物理学の基礎となったのです。

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2020/09/24_初稿投稿
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(2021年11月時点での対応英訳)

Lev Davidovich Landau

The full name is Lev Davidovich Landau. Landau is a well-known Jewish-Russian scientist who may have seen textbooks in Japan. He received the Nobel Prize in Physics in 1962 for his “Theoretical Study of Helium Near Absolute Zero”. Now, Landau is born of a father of oil engineers and a mother of educators.

He understood differential calculus at the age of 12, entered a national university at the age of 14, and he took both physical mathematics and chemistry at the same time. When he earned his bachelor’s degree at the age of 19, he studied quantum electrodynamics, which is an electronic property in an electromagnetic field, at the Leningrad Institute of Physical Engineering. And I was greatly influenced by Bohr’s laboratory in Copenhagen.

Landau’s main achievements

He then collaborated with Dirac Kapitsa in Cambridge to conclude his so-called “Landau diamagnetism” research. Landau then returned to Leningrad after collaborating with Pauli in Zurich.

I mainly described Landau’s happy times, but he was sentenced to jail for criticizing Stalin while he was in a key position at a research institute in Moscow. And he is also in a car accident. He is also reluctantly involved in the production of hydrogen bombs. And he died at the age of 60.

However, Landau’s performance remains unchanged. Quasiparticle-Fermi liquid theory and Ginzburg-Landau theory have made great strides in the world of low-temperature condensate systems.

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エドワード・テラー
【ハイゼンベルグに学ぶ|原爆開発推進・水爆の父】-3/8改訂

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オッペンハイマーとテラー
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【1908年1月15日生まれ ~ 2003年9月9日没】


【Wikimedia Commons「Edward Teller」】

水爆の父・テラー

エドワード・テラーは水爆の父と呼ばれ、

晩年のオッペンハイマーと何かにつけて対立します。

実際、水素爆弾の実際の設計は、後に
「テラー=ウラム方式」と呼ばれる構成によって実現しました。

エドワード・テラーはハンガリーのブタペストで弁護士の父と
4か国語を使う母から
生まれました。

ユダヤ系であったエドワード・テラーの父は職を追われ、
ハンガリー・ドイツ・
アメリカと移住を重ねました

ただ、学問の世界では良い出会いに恵まれています。
ハイゼンベルクの下で
博士論文を書き、
ボーアの居たコペンハーゲンで有益な
時間を過ごします。

有益な時代に原子核物理学分子物物理で多くの業績を残しました。
ヤーン・テラー効果やBETの吸着等温式
その時代のエドワード・テラーの業績です。

◆ テラーと「冷戦科学」という時代

エドワード・テラーの研究人生を理解するためには、
第二次世界大戦後に始まった「冷戦」という時代背景を避けて通ることはできません。

戦後、アメリカとソ連は核兵器を中心とした軍事的緊張関係に入り、
科学者は純粋研究者であると同時に国家安全保障の担い手となりました。

エドワード・テラーにとって核兵器開発は、単なる軍事研究ではなく
「独裁国家への抑止力」という意味を持っていました。

ナチズムから逃れ、さらにスターリン体制下の粛清を知った彼にとって、
全体主義は現実的な恐怖だったのです。

そのためテラーは、

  • 強力な兵器こそ戦争を防ぐ

  • 科学は国家防衛に奉仕すべき

という立場を生涯維持しました。

この思想は多くの物理学者と対立を生みますが、
同時に冷戦期アメリカの科学政策を大きく方向づけることにもなりました。


◆ ロスアラモス以後のテラー

水素爆弾開発後、テラーはカリフォルニアに設立された
ローレンス・リバモア国立研究所の創設に深く関わります。

ここは単なる研究所ではなく、

核抑止戦略を科学的に支える拠点

として設計されました。

テラーは理論家でありながら政策提言にも積極的で、
後年にはレーザー兵器や宇宙防衛構想(SDI)にも関与します。

科学者が国家戦略へ直接関わるという姿は、
20世紀後半の新しい研究者像を象徴していました。

マンハッタン計画とテラー

アインシュタインと共にエドワード・テラーは
原爆の研究をアメリカ政府に働きかけ、
実際に
その計画は進んでいきます。

政治的な思想ではドイツ時代に資本主義の崩壊を
目の当たり
にしたテラーは共産主義に対して
当初は関心を
抱いていたようです。

ところが、友人のランダウソ連政府に
逮捕された時期に反共思想
を強めます。

反共思想と新兵器の開発にかける
熱意
が結びついていくのです。
そしてまた、
核兵器に対して考えていきます。

テラーとオッペンハイマー

ランダウが逮捕された時期以降
エドワード・テラーと
オッペンハイマーとの確執の始まります。
J・ロバート・オッペンハイマーは原爆開発を主導した一方、
水爆開発には慎重な立場を取るようになり、
両者の対立は科学倫理をめぐる象徴的事件となった。

特に兵器としての水爆の利用に関しては
エドワード・テラーとオッペンハイマーは
対極の立場をとります。

エドワード・テラーは水爆開発の推進派で、
オッペンハイマーは開発否定派でした。

実際に、エドワード・テラーは原爆・水爆と兵器の
開発の中心に居ました。水爆を
「My・Baby」
と呼んでいた
と言われています。

その立場は変わらず、
生涯その事を悔いることはなかったと言われています。
エドワード・テラーはそんな研究人生を歩みました。

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(2021年10月時点での対応英訳)

Teller, the father of the hydrogen bomb

This main person,Edward Teller, called the father of the hydrogen bomb, confronts Oppenheimer in his later years. Edward Teller was born in Budapest, Hungary, to a lawyer’s father and a four-language mother. Edward Teller’s father, who was of Jewish descent, was forced out of work and emigrated to Hungary, Germany, and the United States. However, I am blessed with good encounters in the academic world. He writes his dissertation under Heisenberg and spends a useful time in Copenhagen, where Bohr was. Under such circumstances, he made many achievements in nuclear physics and molecular physics. The Jahn-Teller effect and the adsorption isotherm of BET are the achievements of Edward Teller.

Manhattan Project and Teller

So,Edward Teller, along with Einstein, urged the US government to study the atomic bomb, and the plan actually goes on. In political terms, Teller, who witnessed the collapse of capitalism during the German era, seemed initially interested in communism. However, when his friend Landau was arrested by the Soviet government, he intensified his anti-communism. His anti-communist ideas and enthusiasm for the development of new weapons are linked. and again,

Teller and Oppenheimer

After that time, the feud between Edward Teller and Oppenheimer began. Edward Teller and Oppenheimer are at the other end of the spectrum, especially when it comes to the use of the atomic bomb as a weapon. Edward Teller was a proponent of atomic bomb development, and Oppenheimer was a denial.

In fact, Edward Teller was at the center of the development of atomic and hydrogen bombs and weapons. He is said to have called the hydrogen bomb “My Baby”. His position has not changed and it is said that he never regretted it throughout his life. Edward Teller went through such a research life.

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湯川秀樹
【電子の数百倍の質量を持つ中間子の仮説を提唱しノーベル賞を受賞】-3/7改訂

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【1907年1月23日生まれ ~ 1981年9月8日没】


【Photo: Wikimedia Commons / Public Domain】

湯川秀樹の生きた時代

旅人
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湯川秀樹の書いた本「旅人」は湯川秀樹の

自伝です。その湯川秀樹は朝永振一郎と同じ時代

を生きています。

互いに刺激しあう関係を築き、共に

時代のテーマに取り組んでいます。

伝記を読んでいくと湯川秀樹が情熱を持って

物理学に取り組んでいた様子が分かります。

色々な所で引用されているのですが

「アイデアの秘訣は、執念である。」

と湯川秀樹は明言しています。一見不可解な
現象を紐解き、単純明快な原理を抽出

する仕事をしてきたのです。

 

湯川秀樹の興味

そもそも、湯川秀樹の関心は物質の相互作用であって、
その世界は全く目に見えません。

湯川秀樹は情熱で綿密に話を組み立てます。
重力・電磁力以外の微細粒子間の相互作用を
引き起こす「強い力」
に着目して議論を進めました。

湯川秀樹の時代には場の考えが発展していく過程で
原子の中での相互作用を湯川秀樹は中間子という概念で
相互作用を紐解いたのです。
湯川秀樹のアイディアは
「場を担う粒子」
という考え方です。

そもそも、重力(万有引力)を考えると二つの質点が
存在した時に
その質点同士が互いを引き合い
現象が説明
されます。この明快なモデルに反して、

「電子の数百倍の質量をもつ中間子の仮定」

は当時の観測とは別に設定されていて、
ボーアハイゼンベルクは内容の吟味を求めていたと言われます。

最終的には1947年の英国物理学者セシル・パウエルによる
「中間子観測」が契機となり、湯川秀樹はノーベル賞を受けます。
「物理での概念確立の危うさ」を感じてしまう歴史です。

理論的な要請と言えなくはないですが、
辻褄合わせの為の概念は色々な角度から
真剣に議論されなければいけません。

別の言い方をすれば、その概念を磨き上げて
納得のいく説明をすることが出来た時に
「大きな仕事をした」と言えるのではないでしょうか。

中間子という概念は、後の素粒子標準模型へとつながる
「力を粒子が媒介する」という
現代物理の基本思想の出発点となりました。

湯川秀樹はボゾンの一つとして中間子を
「仮定」して強い力を説明してみせたのです。
この仮定での中間子が物理的にどういった意義を持つか
一般の人々にも分かりづらいと思えます。

◆ 湯川秀樹と「日本発の理論物理」という転換点

湯川秀樹の受賞は、日本人初のノーベル賞であり、日本の基礎科学研究が
世界的水準に到達した象徴的出来事でもありました。

湯川秀樹の業績が持つ本当の意味は、単なるノーベル賞受賞にとどまりません。
それは「日本から世界標準の理論物理が生まれた」という歴史的転換点でした。

20世紀前半まで、物理学の中心はヨーロッパにありました。
理論はドイツ、実験は英国という構図の中で、日本の研究者は
主に「学ぶ側」に位置していたのです。

しかし、湯川秀樹の中間子理論は違いました。

それは既存理論の改良ではなく、

  • 未観測の粒子を理論から予言し

  • 自然界の力の構造を説明し

  • 後に実験が理論を追認する

という、アインシュタイン以来の理論物理の王道的成功でした。

この出来事によって、日本の物理学は「輸入学問」から「創造する学問」へと変わります。

そして同時代には、朝永振一郎が量子電磁気学を完成へ導き、
日本の理論物理は世界の中心的存在へと押し上げられていきました。

つまり二人は、

日本物理学の“創世記”を完成させた存在

だったと言えるでしょう。

湯川秀樹こぼれ話 

湯川秀樹の業績は京都大学の原子力研究を初めとして
日本の物理学者たちに引き継がれています。

個人的なご縁としては私が幼少時代を過ごした東京板橋にあった
理化学研究所の分室でも研究をしていたようです。

少し時代がずれますが、私の故郷で彼が活動していたと思うと
不思議な気持ちです。ノーベル賞受賞者の朝永振一郎もそこに居ました。

一昔前は、理化学研究所は本駒込にも拠点があり、
今でもホンダ朝霞の近くに拠点があります。

何故か、と調べを続けていったら埼玉県にある平林寺に
創始者の一人である大河内氏の墓所があります。

そんな歴史的背景を知ると、理化学研究所が
単なる研究機関ではなく、日本の科学史の
連続性を象徴する場所であるようにも感じられました。

また、湯川秀樹は
ラッセル=アインシュタイン宣言にも参加しています。
この宣言は後のパグウォッシュ会議へと発展し、
科学者による核軍縮運動の原点となった。


以前のブログでもこの関連の話は盛り込んでいますが
私は研究者が異議を唱えても社会が破滅的な兵器を作る現実を
大変、問題だと思っています。政治家の暴走をとめないと。

アインシュタインであれ湯川秀樹であれアシモフであれ
社会が叡智を集結して対応することを私は夢見ています。

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(2021年10月時点での対応英訳)

The time when Hideki Yukawa lived

The book “Traveler” introduced at the beginning is an autobiography of Hideki Yukawa. Hideki Yukawa lives in the same era as Shinichiro Tomonaga. We build relationships that inspire each other and work together on the themes of the times. As you read the biography, you can see that Hideki Yukawa was passionate about physics.

Although quoted in various places, Hideki Yukawa clearly states, “The secret of the idea is obsession.” At first glance, he has worked to unravel mysterious phenomena and extract simple and clear principles.

Hideki Yukawa’s interest

In the first place, Hideki Yukawa’s interest is in the interaction of matter, and the world is completely invisible. He assembles the story with passion.

He focused on the “strong force” that causes the interaction between fine particles other than gravitational and electromagnetic forces. In the days of Hideki Yukawa, Hideki Yukawa unraveled the interaction in atoms with the concept of mesons in the process of developing the idea of ​​the field.

Hideki Yukawa’s idea is the idea of ​​”particles that carry the field.” In the first place, considering gravity (universal gravitational force), when two mass points exist, the mass points attract each other and the phenomenon is explained.

Contrary to this clear model, the “assuming of a meson with a mass several hundred times that of an electron” was set separately from the observations at that time, and it is said that Bohr and Heisenberg sought scrutiny of the content.

Eventually, Hideki Yukawa received the Nobel Prize, triggered by “Meson Observation” by British physicist C. Powell in 1947. It is a history that makes us feel “the danger of establishing a concept in physics”.

It can be said that it is a theoretical request, but the concept for Tsuji matching must be seriously discussed from various angles. In other words, when you can refine the concept and give a convincing explanation, you can say that you have done a big job.

Hideki Yukawa explained the strong force by assuming a meson as one of the bosons.

Hideki Yukawa Spill Story

Hideki Yukawa’s achievements have been handed down to Japanese physicists, including nuclear research at Kyoto University.
As a personal connection, it seems that I was doing research in a branch office of RIKEN in Itabashi, Tokyo, where I spent my childhood. It’s a little out of date, but it’s strange to think he was active in my hometown.

Nobel laureate Shinichiro Tomonaga was also there. Until recently, RIKEN also had a base in Hon-Komagome, and it still has a base near Honda Asaka. If you continue to investigate why, there is a graveyard of Mr. Okochi, one of the founders, at Heirinji Temple in Saitama Prefecture. Knowing such a spiritual aspect of RIKEN, I somehow convinced myself.

Hideki Yukawa also participates in the Russell-Einstein Declaration. I’ve included this related story in my previous blog, but I think the reality of society making catastrophic weapons is a big problem, even if researchers disagree. Whether it’s Einstein, Hideki Yukawa or Asimov, I dream of society gathering wisdom and responding.

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H・アルプレヒト・ベーテ
【星の進化を考え、また原子核反応を考えた】-3/6改訂

こんにちはコウジです。
半年ごとの既存記事見直しの作業です。
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核兵器の書籍
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【1906年7月2日~2005年3月6日没】


【Photo: Hans Bethe / Wikimedia Commons】

イギリスに逃れたベーテ

ベーテはユダヤ系なのでナチス政権下で

苦労します。国を追われイギリスに逃れ、

マンチェスター大学で職を得ます。

第二次大戦の間はオッペンハイマー招きでUCB
(カリフォルニア大バークレー校)
の特別会議に参加します。
特別会議では核兵器の
開発が始められ、
ロスアラモス研究所が
出来る
とベーテは理論部門の監督を務めます。

戦後はトルーマン大統領が水素爆弾の開発を断行した流れで
ベーテは引き続き開発
において重要な役割を果たします。

ベーテの提唱した星の進化

その他、ベーテの業績としては大きく二点があげられます。
一つは恒星の内部で核融合反応が起きうると指摘をして、
重力と釣り合う「
内側からの力」を考えたことです。

星の進化を考える時に超高圧下で起こりうる現象を予見したのです。
現在考えられている進化過程でベーテの考え方は不可欠です。
大まかに星の進化を考えていくと、、

万有引力でガスや、チリが集まっていき、
段々に中心方向に向かって『まとまり』が出来てきて
まとまりの質量がどんどん増えていくのですが、
この時に星の内部で内部で核融合反応が起きて
外側方向に広がる力が働き、
万有引力で集まる力と内部から核反応で
外側へ広がっていく力がつりあう」

と考えることが出来たのです。理路整然とした
宇宙の理解が進んだと言えるでしょう。

そして、重量が増えていき星の進化が進むと
恒星として光を発するようになり、
白色矮星、ブラックホールの段階を踏むだろうと考えます。

地球や木星のような天体では核融合は起きておらず、
重力収縮や内部熱によって構造が維持されています。
地球の中でもマグマが沢山対流していて
中心の温度は6000度と推定されています。

また星の話とは別に、加速器で実現される様々な現象を
説明していく内に超高圧下・超高温下で起こり得る
原子核の崩壊状態をベーテは理論立てて説明して
人類にとっての新たな知見としました。

ベーテと戦後科学者の倫理

第二次世界大戦後、ベーテは核兵器開発に関わった科学者としての
責任について深く考えるようになります。マンハッタン計画に
参加した多くの科学者と同様に、戦争終結後は核軍拡競争
に対して慎重な立場を取るようになりました。

特に水素爆弾開発を巡っては、科学的可能性を理解しながらも
軍拡の加速に懸念を示し、政策議論にも積極的に関与しました。
彼は科学者が単なる技術者ではなく、社会的責任
を持つ存在であるべきだと考えていたのです。

冷戦期には軍事研究と基礎科学の関係が強く結びつく時代でしたが、
ベーテはその中で理性ある発言を続け、「良心的な科学者」
の代表例として知られるようになりました。
晩年まで核軍縮や科学政策について発言を続けた姿勢は、
20世紀科学者像を象徴するものと言えるでしょう。

ベーテとラムシフト

また、ベーテのもう一つの業績は
量子電磁気学に繋がっていくラムシフト
を非相対論的に厳密に突き詰めていって
極めて正確な計算をしていったのです。
この面でファインマンは弟子にあたります。

ベーテは大変な時代を生きた偉大な理論家でした。

「原子核反応理論への貢献、特に星の内部における
エネルギー生成に関する発見」で

ノーベル賞を受けています。

ベーテの理論は、太陽がどのようにして長期間エネルギーを
放射し続けられるのかを初めて物理学的に説明したものでした。。

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2020/11/23_初版投稿
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(2021年11月時点での対応英訳)

Bethe fled to England

Bethe is of Jewish descent, so he has a hard time under the Nazi regime. He was driven out of the country and fled to England to get a job at the University of Manchester. He attends a special UCB (University of California, Berkeley) conference at the invitation of Oppenheimer during World War II. Bethe will oversee the theory department when the development of nuclear weapons begins there and the Los Alamos National Laboratory is established. After the war, Bethe continued to play an important role in the development of the hydrogen bomb as President Truman decided to develop it.

Bethe’s advocated evolution of stars

In addition, I think there are two major achievements of Bethe. One is to point out that a fusion reaction can occur inside a star, and to consider the internal force that balances gravity. When he considered the evolution of stars, he foresaw possible phenomena under ultra-high pressure. Bethe’s thinking is indispensable in the evolutionary process currently being considered. Roughly thinking about the evolution of stars,

“(1) gas and dust gather with universal gravitation, and gradually” cohesion “is formed toward the center, and (2) the mass of the cohesiveness increases steadily. At this time, (3) a nuclear fusion reaction occurs inside the star and the force that spreads outward works, and (4) the force that gathers by universal gravitation and the force that spreads from the inside to the outside by the nuclear reaction are balanced. “

Then, as the weight increases and the evolution of the star progresses, it will emit light as a star, and I think that it will go through the stages of white dwarfs and black holes. Non-shining stars such as Earth and Jupiter are currently in a state where the expansion of nuclear fusion from the inside and the attractive force to the inside are in balance. In addition to the story of stars, Bethe theoretically explained the decay state of atomic nuclei that can occur under ultra-high pressure and ultra-high temperature while explaining various phenomena realized by accelerators, and made new knowledge. bottom.

Bethe and Lamb shift

In addition, Bethe’s other achievement was to rigorously and non-relativistically scrutinize the Lamb shift that leads to quantum electrodynamics, and to perform extremely accurate calculations. Feynman is his disciple in this respect.

Bethe was a great theorist who lived in difficult times. He has received the Nobel Prize for his “his contributions to his theory of nuclear reactions, especially his discoveries of energy generation inside the stars.”

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朝永 振一郎
【繰りこみ理論を駆使して素粒子間の反応を理論的に解明】-3/5改訂

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【↑_Credit:Wikipedia】

物理学とは何だろうか
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【1906年3月31日生まれ ~ 1979年7月8日没】

【Photo: Sin-Itiro Tomonaga / Wikimedia Commons】

朝永振一郎の生い立ち

朝永振一郎は私が使っていた教科書

Diracの「量子力学」】の翻訳者でした。

また、朝永振一郎の著作では「スピンはめぐる」と
「物理学とは何だろうか」が有名です。(AmazonへGo)
沢山の著書を残しました。

 

他著書のご紹介①;鏡の中の物理学

朝永振一郎のご先祖様は大村藩

(現在の長崎県内にありました)の流れをくみます。

そして、そんな朝永振一郎の父は京都大学哲学科教授でした。
そんな生い立ちをもった、朝永振一郎は現在の筑波大学の
前身
となった大学、東京教育大学で教鞭をとり、最終的には
学長を務めます。
東京に生まれ京都で育ち、世界で議論しました。

朝永振一郎と戦時下の研究環境

朝永振一郎の研究を語るうえで忘れてはならないのが、第二次世界大戦期
という特殊な研究環境です。当時、日本では海外の学術論文の
入手が極めて困難となり、欧米の最新研究から半ば孤立した状態にありました。

しかし朝永は、
この制約の中で独自に量子電磁気学の理論構築を進めていきます。
戦後になって海外の研究成果が再び共有されると、
アメリカのリチャード・ファインマン
日本の朝永、そしてジュリアン・シュウィンガーが、
それぞれ異なる方法で同じ理論的到達点に
至っていたことが明らかになりました。

この独立した到達こそが量子電磁気学の正しさを強く裏付け、
1965年のノーベル物理学賞共同受賞へとつながります。
科学が国境を越えて収束していく象徴的な出来事でした。

朝永振一郎の業績

朝永振一郎の研究業績の中でも、特に重要なのが

「繰り込み理論の確立」です。

ファインマン・ダイアグラムと呼ばれる不可思議な模式図で
表現される
素粒子の反応がありますが、そこでの過程における
数学的矛盾を見事に説明しています。

ファインマンの経路積分にも数学的な美点を感じますが
朝永振一郎の理論の方が
直感に訴える説得力を持っています。

好みといえば好みの問題ですが、発散・∞という大問題に対して
ラムシフトを正しく吟味して相対論的に計算が出来た時に
一瞬にして話が繋がり
感覚的に
「正しかったんだ」と思えるのです。

また、朝永は相対論と量子論を両立させるため、
「超多時間理論」と呼ばれる独自の定式化を提案しました。

朝永振一郎の理解で量子電磁気学の整理が進み、
素粒子物理学が大きく進歩したのです。

朝永振一郎は晩年、大学入学以前の若者に対し
科学的な啓蒙を進めていました

最後に、朝永振一郎は湯川秀樹

京都大学で同期でした。それぞれの形で

当時の物理学で完成形を作り上げたのですね。

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2020/09/12_初稿投稿
2026/03/05_改定投稿

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(2021年10月時点での対応英訳)

The background of Shinichiro Tomonaga

Shinichiro Tomonaga was the translator of the textbook I was using [Dirac’s “Quantum Mechanics”]. Its ancestors follow the flow of the Omura domain (currently in Nagasaki prefecture).

And Shinichiro Tomonaga’s father was a professor of philosophy at Kyoto University. With such a background, Shinichiro Tomonaga teaches at Tokyo University of Education, the predecessor of the current University of Tsukuba, and eventually becomes the president. He was born in Tokyo, raised in Kyoto, and discussed around the world.

Achievements of Shinichiro Tomonaga

The greatest research achievement of Shinichiro Tomonaga is the renormalization theory. There is a reaction of elementary particles that is also expressed in a mysterious schematic diagram called the Feynman diagram, but it explains the mathematical contradiction in the process. Feynman’s path integral also has a mathematical beauty, but Shinichiro Tomonaga’s theory is more intuitive and convincing.

Speaking of taste, it is a matter of taste, but when the Lamb shift is correctly examined for the big problem of divergence and ∞ and the calculation can be done relativistically, the story is connected in an instant and it seems that it was “correct” sensuously. is.

With the understanding of Shinichiro Tomonaga, quantum electrodynamics was organized and particle physics made great progress. Shinichiro Tomonaga also promoted scientific enlightenment for young people before entering university in his later years.

Finally, Shinichiro Tomonaga was in sync with Hideki Yukawa at Kyoto University. Each form was completed by the physics of the time.