シュテルン＝ゲルラッハの実験
ウィキメディアプロジェクトへの貢献者
Article Images
この記事は英語版の対応するページを翻訳することにより充実させることができます。（2024年6月）
翻訳前に重要な指示を読むには右にある[表示]をクリックしてください。
- 英語版記事を日本語へ機械翻訳したバージョン（Google翻訳）。
- 万が一翻訳の手がかりとして機械翻訳を用いた場合、翻訳者は必ず翻訳元原文を参照して機械翻訳の誤りを訂正し、正確な翻訳にしなければなりません。これが成されていない場合、記事は削除の方針G-3に基づき、削除される可能性があります。
- 信頼性が低いまたは低品質な文章を翻訳しないでください。もし可能ならば、文章を他言語版記事に示された文献で正しいかどうかを確認してください。
- 履歴継承を行うため、要約欄に翻訳元となった記事のページ名・版について記述する必要があります。記述方法については、Wikipedia:翻訳のガイドライン#要約欄への記入を参照ください。
- 翻訳後、
{{翻訳告知|en|Stern–Gerlach experiment|…}}をノートに追加することもできます。 - Wikipedia:翻訳のガイドラインに、より詳細な翻訳の手順・指針についての説明があります。
シュテルン＝ゲルラッハの実験（シュテルン＝ゲルラッハのじっけん、英: Stern–Gerlach experiment）は1922年にシュテルンとゲルラッハが行った実験である。加熱して蒸発させた銀原子をビームとして磁場中に通過させると、ビームは2点に分かれることを示した。これは、電子にスピンがあることを示す。
古典的予測
ビームの向きが変わることから、銀原子ビームは磁気モーメントを持っていることがわかる。銀は強磁性体ではないが、磁場の影響で電子の磁気モーメントがそろい、全体としてモーメントを持つ。不均一な磁場をかけるのは、磁気モーメントが磁場から磁力を受けるようにするためである。
ビーム中の個々の銀原子については、磁気モーメントの向きおよび大きさは自由なので磁場から受ける力もさまざまである。したがってビームの先のスクリーン上では、ビーム軸を中心に広がる分布として銀原子が観測できる、と予測される。
実験結果・量子力学による解釈
実験の結果、ビームは2本に分かれて観測された。これはビーム中の銀原子の磁気モーメントは大きさが等しく、向きは磁場に引き寄せられる、あるいは反発するという2状態のどちらかしかないことを意味する。古典力学ではこの結果を説明できない。
ナノスケールの半導体中で実現
2012年に東北大学、京都大学、東邦大学、日本電信電話らの研究グループは、強磁性材料や外部磁場を全く用いずに、半導体中を流れる電子のスピンを一方向に揃える手法を確立した。本実験は、量子力学の基本原理であるシュテルン−ゲルラッハ効果をナノスケールの半導体中で実現したことに相当する[1]。
脚注
文献
- 「強磁性体や外部磁場を用いずに電子のスピンを揃えることに世界で初めて成功」（PDF）『NTT技術ジャーナル』2012年12月、58頁。
- Makoto Kohda; Shuji Nakamura; Yoshitaka Nishihara; Kensuke Kobayashi; Teruo Ono; Jun-ichiro Ohe; Yasuhiro Tokura; Taiki Mineno et al. (25 September 2012). “Spin–orbit induced electronic spin separation in semiconductor nanostructures”. Nature Communications 3. doi:10.1038/ncomms2080.
関連項目
外部リンク
この項目は、自然科学に関連した書きかけの項目です。この項目を加筆・訂正などしてくださる協力者を求めています（Portal:自然科学）。 |
