1989年ノーベル物理学賞(2)
受賞理由
イオントラップ法の開発（Phys. Rev. Lett. 41 (1978) 233-236、Phys. Rev. A 22 (1980) 1137-1140、ほか）
受賞者
ハンス・デーメルト
アメリカ合衆国
ヴォルフガング・パウル
西ドイツ
解説
空中に浮かぶシャボン玉を風でそっと止めておくように、科学者は電気の力で小さなイオン（電気を帯びた粒）を宙に“つかまえる”方法を作りました。これをイオントラップと言います。デーメルト博士とパウル博士は、その仕組みを考え、イオンを長い時間閉じ込めて観察できるようにしました。これにより、とても細かい性質を調べられ、より正確な時計や新しいコンピュータづくりに役立っています。
関連キーワード
イオントラップ
電場や磁場で荷電粒子を空間的に閉じ込める装置の総称。ペニングトラップとポールトラップが代表例で、単一イオンを長時間保持しレーザーで操作できる。高精度分光、量子情報処理、質量分析など幅広い応用をもつ。
ペニングトラップ
静電四重極電場と強磁場を組み合わせたイオントラップ。イオンはサイクロトロン運動と磁場勾配により束縛される。電子のg因子測定や高精度質量測定（AMO・核物理）に広く用いられる。
ポールトラップ
高周波（RF）電場による動的安定化でイオンを閉じ込める四重極トラップ。マシュー方程式の安定領域を利用し、数ケルビン以下まで冷却可能。量子ビット実装や光時計の基盤となる。
単一イオン分光
一つのイオンだけを観測対象とし、その蛍光や共鳴を測定する手法。統計的平均化による不確かさが消え、量子跳躍まで観測できる。イオン時計や量子エミッター研究で重要。
量子情報処理
量子ビット（キュービット）に基づく計算や通信を行う学問分野。トラップイオンは長いコヒーレンス時間と高忠実度ゲートが特徴で、実用的量子コンピュータの有力候補。誤り訂正コードや量子ネットワークの実証実験も進行中。