[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

素粒子と遊ぼう!

[スポンサーリンク]

化学者たるもの、各元素の性質については詳しいことと思います。
どんな研究であれ、基本的には元素の性質を活かして合成・構造・反応などへ展開しているものだと思います。ところが原子よりも小さい粒子の性質についてとなると、一気にお手上げとなる化学者は多いのではないでしょうか。

今回は素粒子を使った研究の論文を紹介します。

原子の構成はと聞かれれば、陽子、中性子、電子、でとりあえず正解ですよね。もっと細かく見ていくと、陽子、中性子はクオークという素粒子から構成されており、電子はレプトンという素粒子の一種であります
(注;素粒子は、物質を構成する最小単位=内部構造を持たない粒子を意味します)。

まず簡単に整理するため、せっかくなので化学者の皆さんも、素粒子の種類を覚えちゃいましょう!
上述しましたが素粒子は大まかに、それぞれ6種類ずつでグループを構成する、クオークとレプトンに分類されます[1]。

1111今回の論文に登場する素粒子は、レプトンの一種で負電荷とスピン1/2を持つミューオン

さて、Wisconsin大学のR.Westらは、このミューオンをシリレンに付加させるという内容の論文をAngew誌に報告しております[2]。

A Silyl Radical formed by Muonium Addition to a Silylene Mitra, A.; Brodovitch, J.-C.; Krempner, C.; Percival, W. P.; Vyas, P.: West R. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, ASAP DOI: 10.1002/anie.201000166

ミューオンは平均寿命が2.2μsなので、発生→シリレンへ付加→観測を一気に行います。(ちなみに測定方法は、μSR(ミューオンスピン回転)というNMRに似た原理の測定法とμLCR(ミューオン準位交差共鳴)だそうです。)

簡単に結果をまとめると、以下のような感じ。

200置換基の嵩高さによって、二量化したジシラニルラジカル-ミューオン付加体 2、もしくは単量体のシリレン-ミューオン付加体 3が得られるというもの。ちなみにR = Mes基の場合は、23も観測されておらず、これは二量化の速度が2を観測できないほど早いが、3を観測するには遅いためである、と説明されております。うむ。また理論計算では、Muの代わりにHを用いています。

ところで、実は2003年に、カルベンへのミューオン付加反応がJACSに報告されており[3]、論文中では、カップリング定数等の比較についても議論されています。また、2008年にはR Westと東北大の吉良・岩本教授らの共著により、シレンへのミューオン付加反応が報告されています[4]。
この論文では、前例が無い為に、カップリング定数から実験的にどのラジカル種が生成しているのかさえ推測できず苦労が伺えます。

300正直、どのようなモチベーションからこのような実験を行ったのか筆者には検討もつきませんでしたし、一連の論文を読んだ時の感想は、「へぇー」程度でしかありませんでした。論文中のスペクトルも理解するに時間がかかった割には、(前例が無い(少ない)ので当然ですが)数値の表す意味が今ひとつピンときません(というか、グラフ中のでっかいピークがモノを表しているのかと途中まで思っていました。。)。

しかし、
1897年、J.J.トムソンは真空管を通る陰極線が電子であることを発見し、この発見が素粒子発見の第一号です。当時、物理学者の興味の対象でしかなかった電子が、100年の後、エレクトロニクス技術の基礎となり、テレビ、パーソナルコンピュータを始めとする今日の高度情報化社会を生み出しました。[5]」とあるように、
研究者が持ちがちな「分野という固定概念」を越えていろいろ挑戦していくことも、次世代科学技術の発展に繋がることと思います。頭で理解していても、なかなか行動に移す研究者は少ないのではないでしょうか。そういう意味で、今後の可能性に積極的に挑戦したパイオニア的研究として評価するべき内容かと思います。

余談ですが、筆者は何度かWest教授とお話したことがありますが、エネルギッシュな印象で常に新しい領域を開こうという開拓精神を感じさせる人物です。

どうでしょう、皆さんの手元にあるそのオリジナル化合物に、素粒子を当ててみませんか???

 

 関連文献

  1.  (a) ミューオン(wikipedia) (b) R Westによるrev.
  2.  Amitabha Mitra, Jean-Claude Brodovitch, Clemens Krempner, Paul W. Percival, Pooja Vyas,and Robert West* Angew. Chem. Int. Ed. ASAP
  3. Iain McKenzie, Jean-Claude Brodovitch, Paul W. Percival,* Taramatee Ramnial, and Jason A. C. Clyburne, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 11565-11570.
  4. Brett M. McCollum, Takashi Abe, Jean-Claude Brodovitch, Jason A. C. Clyburne,
    Takeaki Iwamoto, Mitsuo Kira, Paul W. Percival,* and Robert West. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 9772 -9774
  5. KEK キッズサイエンティストより

 

関連書籍

[amazonjs asin=”4774136247″ locale=”JP” title=”こんなにわかってきた素粒子の世界 ‾知って面白い素粒子の不思議‾ (知りたい!サイエンス)”]

関連記事

  1. これからの研究開発状況下を生き抜くための3つの資質
  2. in-situ放射光X線小角散実験から明らかにする牛乳のナノサイ…
  3. ルィセンコ騒動のはなし(後編)
  4. 論文執筆で気をつけたいこと20(2)
  5. 設定温度と系内の実温度のお話【プロセス化学者のつぶやき】
  6. Slow down, baby, now you’r…
  7. ヒドロアシル化界のドンによる巧妙なジアステレオ選択性制御
  8. 化学者の卵、就職サイトを使い始める

注目情報

ピックアップ記事

  1. 第31回Vシンポ「精密有機構造解析」を開催します!
  2. 国際宇宙ステーション「きぼう」日本実験棟でのColloidal Clusters 宇宙実験
  3. ケムステ版・ノーベル化学賞候補者リスト【2020年版】
  4. KISTECおもちゃレスキュー こども救急隊・こども鑑識隊
  5. 表面酸化した銅ナノ粒子による低温焼結に成功~銀が主流のプリンテッドエレクトロニクスに、銅という選択肢を提示~
  6. 藤田 誠 Makoto Fujita
  7. 世界初の「窒化タンタル光触媒」、可視光で水分解
  8. モウンジ・バウェンディ Moungi G Bawendi
  9. 京都賞―受賞化学者一覧
  10. ヒドロゲルの新たな力学強度・温度応答性制御法

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2010年3月
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031  

注目情報

最新記事

“とび跳ねる水滴”に潜む物理 〜接触時間とエネルギー源で読む撥水・防氷のテク〜

熱したフライパンに落ちた水滴が、玉になってコロコロと走り回り、冷えた面では、結露水が合体した瞬間に跳…

AI時代に研究者がすでに持っている力・これから伸ばしたい力

論文要約や文献検索など、研究現場でもAI活用が日常化する一方、「自分の仕事の先行き」に漠然とした不安…

miHub®を活用した探索的データ解析の実践

開催概要研究開発においてデータ活用が進む中、機械学習モデルの構築や予測解析に…

“ある特効薬”のはなし ~本田宗一郎氏の回想から

Tshozoです。最近実家に戻っては色々と廃棄するなどの店じまいを少しずつ進めているのですが、中…

高分子鎖を束ねた新しい共重合体「束状共重合体」が誕生

第715回のスポットライトリサーチは、東京大学大学院 工学系研究科(植村研究室)に所属されていた亀谷…

2026年「有機溶媒危機」へのアンサー。北大発・メカノクロスが挑む、溶媒に依存しない新たな合成法 = “メカノケミカル有機合成”の社会実装

株式会社メカノクロスは、メカノケミカル有機合成技術の社会実装に挑む北海道大学発の…

“壊れないよう” に作ってきた半導体ポリマーを、あえて “壊れるよう” に作る化学

半導体ポリマーは長いあいだ、「いかに壊れにくく、長持ちさせるか」といったような安定性を競って進歩して…

有機合成化学協会誌2026年7月号:固体高分子電解質・電子ドナー・アクセプター錯体・機械学習法・trichodermamide類・エナンチオ選択的スキップジエン合成法

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2026年7月号がオンラインで公開されています。…

第62回Vシンポ「見えない空気を科学する~センサによる室内環境・臭気の見える化と快適空間デザインの最前線~」を開催します!

こんにちは、Macyです。第62回Vシンポのご案内をさせていただきます。今回は、前回同様…

【協和ファーマケミカル】新卒採用情報(2028年卒)

協和ファーマケミカルが求めているのは、有機合成の知識や実験経験を身につけ、活かし…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP