ドラえもんのひみつ道具「通り抜けフープ」はもう完成している！

実在するのは「通り抜けフープ」

　タケコプター、どこでもドア、スモールライト、もしもボックス、暗記パン、タイムマシン…。小さな頃、ドラえもんの「ひみつ道具」があったらいいのに、と思ったこと、ありませんか。東北大学大学院情報科学研究科応用情報科学専攻准教授・大関真之氏は、そのひみつ道具のうちの1つがすでに開発されていると言います。そのひみつ道具とは、壁に貼ると穴が開き、壁を通り抜けられるようになる「通り抜けフープ」です。そして、現代の通り抜けフープとは、「超電導」です。

　超電導という言葉、どこかで聞いたことがある方が多いかもしれません。実は、今まさにJR東海がリニア中央新幹線で実用化を進めている「リニアモーターカー」や、病院で身体や脳のなかを詳しく覗くときに使われる「MRI」に、超電導が使われています。

　では、超電導とは何なのでしょうか。大関氏は著書『先生、それって「量子」の仕業ですか？』の中で、「電気抵抗ゼロ、つまり、何の抵抗もなく電気を容易に流すことができるという現象です」と書いています。実は特定の金属を冷やすと、その金属の電気抵抗がゼロになります。すると、電気がその金属の中を通り抜けられるようになるというわけです。超電導は、まさに現代の通り抜けフープなのです（人間が通り抜けできるわけではないですけどね）。

リニアモーターカーもMRIも太陽電池も「量子」の仕業

　ところで、超電導はなぜ起こるのでしょうか。それは「量子」の仕業です。量子とは「物理量の限界単位」で、子どものときに学校で習った「原子」や「分子」は、量子世界に存在しています。この量子世界では、私たちの世界で考えられないような現象がいくつも起こっています。たとえば、量子世界の小さな粒は、物質をすり抜けることがあります。2015年、東京大学宇宙線研究所の梶田隆章教授がノーベル物理学賞を受賞しましたが、その梶田教授が研究している「ニュートリノ」という小さな粒は、何と「人間の体はもちろん地球ですらまるごとすり抜けていってしまいます」と同書にあります。また、先ほど説明した超電導は、金属の中を電気の粒たちが通り抜けやすくなる現象です。量子世界では、「すり抜け」が当たり前のように起こるのです。

　こうした量子の不思議な現象を利用した技術は、実は超電導以外にも数多くあります。コンピューターを動かしている「半導体」は量子の特性を上手に利用していますし、「太陽電池」「デジタルカメラ」「レーザーポインタ」なども量子現象を活用した技術です。さらに最近は、「量子コンピューター」という画期的なコンピューターの開発も進んでいます。あれもこれも、実は量子の仕業なのです。

量子を研究すれば、タイムマシンができるかも？

　そんな量子世界ですが、研究はまだまだ発展途上だと言われています。しかし、これから研究が進んでいくと、どんなことが可能になるのでしょうか。大関氏は同書に中でこんなことを語っています。

「宇宙には過去に生まれて散らばっているたくさんの小さな粒がいます。この小さな粒を捕まえて、どこから来たのかを訊ねることができたら、タイムマシンはできるのではないでしょうか」

　つまり、もしかするとドラえもんの「ひみつ道具」の１つである「タイムマシン」が今後、開発される日が来るかもしれない、ということです。量子研究には、このように、さまざまな夢と可能性が秘められているのです。