イマヌエル・ブロッホ(Immanuel Bloch):光で結晶を築いた男
レーザー光線でできた卵のパック、それも絶対零度よりわずか数十億分の1度高いところまで冷やされ、くぼみのひとつひとつに原子が1個ずつ収まっているものを想像してほしい。この卵パックこそがイマヌエル・ブロッホ(Immanuel Bloch)の実験装置であり、地球上のどんなコンピューターにも計算できない物質のモデルを、物理学者たちは原子ひとつずつ組み上げていく。2026年10月1日、ウルフ財団は彼を物理学賞の受賞者に選んだ。受賞理由は「極低温原子系の制御における、幅広い応用を持つ画期的な業績」。賞はジュン・イェ(Jun Ye)と分け合う。
ドイツの村と電子部品の箱
ブロッホは1972年11月16日、当時の西ドイツのフルダに生まれ、小さな村で育った。父は化学者、母は教師だった。少年時代は物理学より先にコンピューターと電子工作に惹かれた。ボン大学で学んで1995年に卒業し、スタンフォードでの研究滞在を経て、2000年にミュンヘンのルートヴィヒ・マクシミリアン大学で、のちに2005年のノーベル物理学賞を受けるテオドール・ヘンシュ(Theodor Hänsch)の下で博士号を取得した。論文のテーマは原子レーザーと、ボース・アインシュタイン凝縮体の位相コヒーレンス。非常に冷たいため一つの波のようにふるまう原子の雲である。
超流動から絶縁体へ
31歳でマインツ大学の教授となったが、その時点で彼はすでに、2002年にミュンヘンで発表されこの分野を一変させた実験の一翼を担っていた。光の格子に閉じ込められた原子は、相互作用がほとんどないときには自由に流れた。超流動と呼ばれる状態である。格子を強めると、原子は突然その場に固まり、渋滞に捕まった車のように1サイトにつき1個ずつ収まった。これが超流動からモット絶縁体への転移であり、制御可能な原子でそれを目にしたことが最初の本格的な量子シミュレーションとなった。原子の気体が固体中の電子の役を演じられること、しかもつまみが実験者の手にあることを示したのだ。
2008年か2009年から、ミュンヘン近郊ガルヒングのマックス・プランク量子光学研究所で部門を率い、大学の講座も担当している。9つの研究グループを率い、ミュンヘン量子科学技術センターのスポークスパーソンも務める。
1個の原子を見る
その後、彼のグループは量子気体顕微鏡を開発した。格子内の原子を1個ずつ撮影し、物理学者がそれを1つずつ動かせる装置である。これを用いてチームは多体局在、フェルミオン系のモット絶縁体、極低温の極性分子を研究してきた。多体物理学を彼はこう語る。全員が違う音を奏でるオーケストラのようなものだ、と。自らの原動力についての説明は素朴で、誰もやったことのない新しいことを試したいという思い、そして、かつて彼が言ったように、自分の情熱に従うことだという。
栄誉
2002年のオットー・ハーン・メダル、2004年のライプニッツ賞、2011年の欧州物理学会量子エレクトロニクス賞、2013年のケルバー欧州科学賞、2015年のイスラエル工科大学テクニオンによるハーヴェイ賞、2024年のシュテルン・ゲルラッハ・メダルが、ウルフ賞へとつながった。賞金は10万ドルで、2027年6月にクネセトで授賞式が行われる。
イマヌエル・ブロッホが天才と呼ばれる理由
ブロッホは量子論の曖昧さをハードウェアに変えた。彼以前、相互作用する多数の粒子の物理は、従来型のコンピューターが行き詰まる問題だった。彼以後、それは真空チャンバーの中に組み立てて観察できる問題になった。量子力学の法則を発明したわけではない。だが彼はそれを演じることのできる舞台を築き、今や一世代の物理学者がその上で技を学んでいる。
