第57回ノーベル物理学賞 楊・李・呉「弱い相互作用の“パリティ対称性の破れ”を発見」

　パリティ対称性の破れ

　この物質世界を支配する力には、4つ知られている。すなわち、重力相互作用、電磁相互作用、強い相互作用、弱い相互作用の4つの相互作用に分けられる。

　通常の物理現象は空間反転を行っても変わらないように見える。具体的には、まったく見知らぬ国の映像がテレビに映っている場合、その画面が通常どおり撮影されたのか、一度鏡に反射させてから撮影されたのかは、通常の物理現象を見ているかぎりは判別できない。この様に空間反転した状態と元の状態で物理法則が変わらないことを“パリティ対称性”がある、または、パリティが保存されているという。

　これらの中で“パリティ対称性の破れ”がみられるのは、弱い相互作用の関係する物理現象のみであり、他の三つの相互作用ではパリティ対称性が保存されている。通常、人間の目で直接観察できるのは重力相互作用と電磁相互作用のみであるため、長い間、すべての物理法則でパリティ対称性が保存されていると考えられていた。

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参考　Nobelprize：　Chen Ning Yang　Tsung-Dao-Lee

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第56回ノーベル生理学・医学賞 フォルスマン・クルナン・リチャー「心臓カテーテル法の発見と発展」

　1965年ノーベル生理学医学賞

　1965年のノーベル生理学医学賞は「心臓カテーテル法」の発見と技術確立について贈られた。

　受賞したのは発見者であるドイツの医師、ヴェルナー・フォルスマンと、技術確立に大きく貢献したフランスの医師・生理学者、フレデリック・クルナンと共同研究者である米国の医師・生理学者、ディキソン・W・リチャーズである。「心臓カーテーテル」というと、時々聞く方法だが、どんな方法だろうか？

　今日の3大死因の一つである心筋梗塞。この原因は心臓を動かす冠動脈に血栓ができたる場合に起きる。心筋梗塞になった場合には、できるだけ早くカテーテル検査を受けて、詰まった冠動脈をもう一度血液が流れる状態に戻す「再灌流療法」が最も適切な治療となっている。

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第56回ノーベル化学賞 ヒンシュルウッド・セミョーノフ「気相系の化学反応速度論（連鎖反応）」

　1956年のノーベル化学賞

　1956年のノーベル化学賞は、化学反応速度論に関する研究に贈られた。化学反応速度は化学平衡のところでテーマになるが、この年の化学反応速度は、気相系のとくに爆発ばどの連鎖反応に関する研究に対して贈られた。

　受賞したのはイギリスの物理化学者サー・シリル・ヒンシュルウッドと、ソビエト連邦の物理化学者、ニコライ・ニコラエヴィチ・セミョーノフに贈られた。

　爆発反応は、可燃性ガスまたは蒸気と、酸素とがある組成範囲に混合し たときのみ爆発または燃焼する。ガスの濃度が大きすぎても、また逆に小さすぎ ても爆発や燃焼は起こらない。

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参考　Wikipedia：　ニコライ・セミューノフ　シリル・ヒンシュルウッド

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	数学いらずの化学反応論―反応速度の基本概念を理解するために
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	化学同人

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第56回ノーベル物理学賞 “シリコンバレー”の夜明け「半導体の研究とトランジスタ効果」

　特筆すべき20世紀の発明

　20世紀の発明といえば何か？…クオーツ、DVD、CD、計算機、レーザー、原子力…などなど、様々なものがあげられるが、特筆すべきは「トランジスタ」であろう。トランジスタが集積回路を生み、集積回路がコンピューターを生んだからだ。

　トランジスタ（transistor）とは、増幅またはスイッチ動作をさせる半導体素子で、近代の電子工学における主力素子である。transfer（伝達）とresistor（抵抗）を組み合わせた造語である。

　デジタル回路ではトランジスタが電子的なスイッチとして使われ、半導体メモリ・マイクロプロセッサ・その他の論理回路で利用されている。ただ、集積回路の普及に伴い、単体のトランジスタがデジタル回路における論理素子として利用されることはほとんどなくなった。一方、アナログ回路中では、トランジスタは基本的に増幅器として使われている。

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参考　Wikipedia：　トランジスタ　

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第55回ノーベル生理学・医学賞 ヒューゴ・テレオル「酸化酵素の研究」

　酸化酵素と酸化還元酵素

　1955年のノーベル生理学・医学賞の受賞者はスウェーデンの生化学者、ヒューゴ・テオレルである。受賞理由は「酸化酵素の研究」である。

　テオレルは酵素の研究に一生を捧げ、酸化酵素とその作用の発見した。彼はノーベル研究所の研究員出身であり、ノーベル研究所の研究員として初めてのノーベル賞の受賞となった。

　さて、受賞理由である「酸化酵素」とは何だろう？　酸化酵素は今日、「酸化還元酵素」とよばれるものと同じだ。理由は酸化が行われると同時に還元も行われているからだ。

　酸化還元酵素（Oxidoreductase）はEC第1群に分類される酵素で、酸化還元反応を触媒する酵素である。オキシドレダクターゼとも呼ばれる。生体内では多数の酸化還元酵素が知られており、約560種類ともいわれる。酸化還元酵素は酸化還元反応により物質代謝を触媒するだけでなく、酸化反応により発生するエネルギー産生（ATP産生）にも関与する。

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参考　　Wikipedia：　ヒューゴ・テオレル　アルコールデヒドロゲナーゼ　酸化還元酵素

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第55回ノーベル化学賞 ヴィンセント・ヴィニョー、「硫黄を含む生体物質の構造決定と全合成」

　見直される体内の硫黄化合物

　硫黄は、人体を構成する主要 4 元素（水素・炭素・窒素・酸素）に次いでカルシウムやリンとともに多く含まれる。硫黄化合物は生物内で不可欠な役割を果たしている。例えば、ビタミンB1とB7（ビオチン、ビタミンHとも）にも含まれる。

　植物の根では、硫黄は硫酸イオンの形で吸収され、還元されて最終的に硫化水素となってから、システインやその他の有機化合物に取り込まれる。アミノ酸ではシステインとメチオニンが硫黄を含み、それらがさらにペプチド・蛋白質に取り込まれる。

　体内では、L-システインと呼ばれるアミノ酸から硫化水素が生成される。最近、毒ガスとして知られる硫化水素が体内では重要な役割をしていることがわかってきた。硫化水素には抗酸化力があり、心筋梗塞、脳梗塞、動脈硬化、腎不全に治療効果があるという。また、脳に対してはアルツハイマーなどの認知症にも効果が認められるというのだ。

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参考　Wikipedia：　ヴィンセント・デュ・ヴィニョー　オキシトシン　バソプレッシン

	宇宙生物学で読み解く「人体」の不思議 (講談社現代新書)
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	下垂体疾患診療マニュアル (内分泌シリーズ)
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第55回ノーベル物理学賞 ラム・クッシュ「水素スペクトルの微細構造」の解明

　水素の輝線スペクトル

　電離あるいは励起された原子から放射される光は原子内の電子のエネルギー準位が量子化されているため、ある特定の波長だけに限られている。このような光はプリズムで分光すると離散的ないくつかの光の線となる。この光の線を輝線といい、輝線からなるスペクトルを輝線スペクトルという。

　水素原子のスペクトルを見ると、様々な輝線が観測される。この輝線は、それぞれ電子のエネルギー準位間の遷移に相当する。水素原子の最もシンプルなモデルは、ニールス・ボーアによって与えられる。電子が高いエネルギー状態から低いエネルギー状態へ遷移する場合、特定の波長を持つ光（フォトン）が放出される。

　スペクトル線は軌道（n）の値によってそれぞれの系列にグループ分けされる。スペクトル線は系列の最大波長/最低周波数から、ギリシャ体を用いて命名されていく。例えば、n=2 → 1のスペクトル線は「ライマン-アルファ(Ly-α)」、n=7 → 3 のスペクトル線は「パッシェン-デルタ」(Pa-δ)である。

　ところが、これらにあてはまらない微細な輝線スペクトルが存在する。例えば21cmのスペクトル線など、いくつかの水素のスペクトル線はこれらの系列に含まれない。これらは微細構造・超微細構造などとよぶ。

　微細構造・超微細構造

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参考　Wikipedia：　超微細構造　ラム・シフト　ポリカプ・クッシュ　ウイリアム・ラス

	スペクトル解析
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2014年ノーベル化学賞は「超高解像蛍光顕微鏡」！回折限界を突破した技術とは？

　ノーベル化学賞に超高解像顕微鏡の米独の3氏

　スウェーデン王立科学アカデミーは10月8日、2014年のノーベル化学賞を、超高解像蛍光顕微鏡を開発した米国のエリック・べツィグ博士(54)、ドイツのシュテファン・ヘル博士(51)、米国のウィリアム・モーナー博士(61)の3人に授与すると発表した。授賞理由は「超高解像蛍光顕微鏡の開発」。従来の光学顕微鏡の解像度の限界を超えて、タンパク質などの生体分子までも観察できるようにした画期的な顕微鏡の開発が評価された。

　光学顕微鏡はミクロの世界を観察する際、光の回折限界によって制限され、光の波長の半分程度の0.2μm(1μmは千分の1ミリ)より小さいものは見えなかった。3人は技術革新でこの限界を突破して、より小さいナノスケールの世界を観察できるようにした。

　新技術は2つある。一つはヘル博士が2000年に開発したSTED(誘導放出制御)顕微鏡だ。蛍光分子が励起された直後に、蛍光より長い波長のSTED光が当たると、蛍光分子が脱励起する現象を利用して、光の回折限界より細かい範囲で蛍光を放出させて観察する。

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参考　サイエンスポータル：ノーベル化学賞、超高解像蛍光顕微鏡

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2014年のノーベル生理学・医学賞は、脳内のGPS機能を司る細胞の発見！

　ノーベル医学生理学賞は脳のGPS発見で欧州の3教授に

　スウェーデンのカロリンスカ研究所は10月6日、2014年のノーベル医学生理学賞を、脳内で衛星利用測位システム(GPS)のように空間認識をつかさどる神経細胞の発見に貢献した英ロンドン大学のジョン・オキーフ教授(74)とノルウェー科学技術大学のメイブリット・モーザー教授(51)、その夫のエドバルド・モーザー教授(52)に授与すると発表した。夫妻での受賞は5組目。

　授賞理由は「空間のどの位置にいるかを脳の中で認識する細胞の発見」。ヒトを含む動物が体内に持つ測位システムが脳内の高度な認識機能を担う神経細胞によることを発見した業績が評価された。

　オキーフ教授は1971年、ラットが空間の特定の場所にいるときに、いつも活性化される海馬の神経細胞を発見した。ラットが別の場所に移れば、別の神経細胞が活性化していた。オキーフ教授は位置決めの神経細胞が空間の地図を形成していると結論づけた。

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参考　日経サイエンス：　2014年ノーベル生理学・医学賞　サイエンスポータル：　ノーベル医学・生理学賞は脳のGPS発見

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	海馬―脳は疲れない (新潮文庫)
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祝！青色発光ダイオードで、赤崎勇・中村修二・天野浩の3氏、2014年ノーベル物理学賞受賞！

　祝！ノーベル物理学賞 赤崎勇・中村修二・天野浩の3氏

　2014年のノーベル物理学賞が発表された。受賞したのは日本人科学者3人、赤崎勇・名城大教授、天野浩・名古屋大教授、中村修二カリフォルニア大教授だ。同じ日本人として名誉であり、とてもうれしい。

　さて、赤崎勇氏、天野浩氏、中村修二氏の受賞研究といえば、「青色発光ダイオード」である。1989年名古屋大学で、赤崎氏、天野氏が窒化ガリウムを使った、高輝度青色LEDの開発に成功した。

　そして、量産化に成功したのが、1993年、日亜化学の研究者だった中村修二氏である。先日もLED照明を買いに行ったが、LED照明の色も様々なものを選べるし、量産化のおかげで、我々庶民にも購入できるほど安くなってきた。中村氏の功績は大きい。

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参考　毎日新聞：2014年ノーベル物理学賞に赤崎・天野・中村の3氏　Wikipedia：青色発光ダイオード

	青色発光ダイオード―日亜化学と若い技術者たちが創った
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	テーミス

	青色発光ダイオードは誰のものか―世紀の発明がもたらした技術経営問題を検証する (B&Tブックス)
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ノーベル賞予測で理研の十倉好紀氏が候補に！マルチフェロイック物質とは？

　ノーベル賞予測で再び理研の十倉好紀氏

　国際的な学術情報企業のトムソン・ロイターは9月25日、ノーベル賞発表に先駆け、「トムソン・ロイター引用栄誉賞」(ノーベル賞受賞者予測)を発表した。十倉好紀(とくら よしのり)理化学研究所創発物性科学研究センター長(併任・東京大大学院工学系研究科教授)ら9カ国の27人を選んだ。

　十倉氏は「新しいマルチフェロイック物質の発見」の功績で、2度目の選出になった。マルチフェロイックは強磁性、強誘電性、強弾性などの性質を複数有する物質系で、新しい物質の開拓やデバイスへの応用が期待されている。この新しい化合物を見ると、物質にはまだまだ無限のな可能性があることを示していると思う。

　十倉氏は2002年にも「超伝導化合物の発見を含む、強相関電子酸化物に関する傑出した研究、および巨大磁気抵抗現象に関する研究」で選ばれている。同賞が02年に恒例化して以来、ひとりの研究者が異なるテーマで2回選出されるのは初めて。十倉氏の極めてアクティブな研究活動を印象づけた。

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参考　東北大学：マルチフェロイック物質の巨大電気磁気効果　サイエンスポータル：ノーベル賞予測で、再び十倉好紀氏

	量子物質科学入門―量子化学と固体電子論:二つの見方
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	コロナ社

	基礎 量子化学―量子論から分子をみる (新・物質科学ライブラリ)
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	サイエンス社

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第54回ノーベル生理学・医学賞 ロビンス・エンダース・ウェーラー「ポリオウイルスの組織培養法」

　ポリオ（小児麻痺）という病気

　ポリオウイルスが引き起こす感染症に急性灰白髄炎がある。この疾病そのものをポリオ(小児麻痺)という。 ポリオウイルスが感染すると、脊髄神経がおかされる。

　多くの場合は、風邪と似たような症状を起こした後に治癒するが、まれに手足が麻痺、重症の場合は横隔膜や胸など、呼吸に関する部分にまで麻痺が及び、死亡することもある。ここまで悪化するケースは全体の1割程度であるが恐ろしい病気であることには間違いない。

　発症例の9割以上が5歳未満であることから小児麻痺と呼ばれるが、成人でもこの病気になることがある。 例えば、第32代アメリカ合衆国大統領であったフランクリン・ルーズベルトがポリオを発症したのは、40歳目前のこと。まだ大統領になる前であった。

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参考　フレデリック・チャップマン・ロビンス　ジョン・フランクリン・エンダース　トーマス・ハックル・ウェーラー

	ぼくらの村からポリオが消えた 中国・山東省発「科学的現場主義」の国際協力
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	再生医療のためのバイオエンジニアリング (再生医療の基礎シリーズ-生医学と工学の接点 4)
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	コロナ社

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第54回ノーベル化学賞 R．C．ポーリング「化学結合の本性、ならびに複雑な分子の構造研究」

　一人でノーベル化学賞とノーベル平和賞を受賞

　1954年のノーベル化学賞は、アメリカ合衆国の量子化学者、生化学者である、ライナス・カール・ポーリング（Linus Carl Pauling）に贈られた。受賞理由は「化学結合の本性、ならびに複雑な分子の構造研究」である。

　彼は、量子化学者、生化学者以外に、結晶学者、分子生物学者、医療研究者とも自称していた。電気自動車を世界で初めて開発したり、蛋白質やDNAの構造を解明したり、晩年には、癌や風邪に対するビタミンCの効能について研究。あらゆる分野に足跡を残した。

　ポーリングは20世紀における最も重要な化学者の一人として広く認められている。ワトソンとクリックが1953年にDNAの生体内構造である「二重らせん構造」を発表する前に、ポーリングはほぼそれに近い「三重らせん構造」を提唱していた。多方面に渡る研究者としても有名で、無機化学、有機化学、金属学、免疫学、麻酔学、心理学、弁論術、放射性崩壊、核戦争のもたらす影響などの分野でも多大な貢献があった。

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参考HP　Wikipedia：　ライナス・ポーリング　ノーベル賞受賞者業績事典新訂 第3版

	ポーリング博士のビタミンC健康法 (平凡社ライブラリー)
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	平凡社

	ライナス・ポーリング―科学への情熱と平和への信念 (オックスフォード科学の肖像)
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第53回ノーベル生理学・医学賞 クレブスとリップマン「クエン酸回路」と「コエンザイムA」の発見

　クエン酸回路（クレブス回路）とコエンザイムA（CoA）

　体内では多くの化学反応が起きている。例えば食物をエネルギーに変えるのも化学反応の一つだ。化学反応を早めたり、効率化するための分子を酵素という。酵素の中には補酵素と結びつくことで触媒としての機能を発揮するものがある。1945年にリップマンが発見したコエンザイムA（CoA）は補酵素の一つであり補酵素Aとも呼ばれる。

　補酵素Aは生物にとって最も重要な補酵素である。多くの酵素と結びつき生命維持に不可欠な化学反応を起こす。解糖または脂肪酸からアセチル補酵素A（アセチルCoA）を取り出す代謝反応（β酸化）は、1937年クレブスが発見したクエン酸回路に組み込まれ体内のエネルギー生産を効率化する、重要な働きがあることが分かった。

　クエン酸回路は、クレブス回路（TCA回路）ともいい、生物に必要なエネルギー生産の働きをしている。この反応は生物の細胞内にあるミトコンドリア内でこの反応は行われ、クエン酸回路のいくつかの段階で電子伝達体である、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（NAD，NADP）や、体内でアミノ酸を生成するための分子が生まれる。

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参考　Wikipedia：　クエン酸回路　ハンス・クレブス　補酵素A　フリッツ・アルベルト・リップマン

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第52回ノーベル生理学・医学賞 ワクスマンとシャッツ「結核の抗生物質“ストレプトマイシン”の発見」

　不治の病「結核」をいかにして克服したか？

　結核は古くから人類の敵であり恐れられてきた。1882年、結核菌を発見したのはコッホであるが治療法は依然として謎であった。

　空気感染が多く肺などの呼吸器官においての発症が目立つが、中枢神経（髄膜炎）、リンパ組織、血流（粟粒結核）、泌尿生殖器、骨、関節などにも感染し、発症する器官も全身に及ぶ。結核菌は様々な器官において細胞内寄生を行い、免疫システムは病原体を宿主細胞ごと排除しようとするため、広範に組織が破壊され、放置すれば重篤な症状を起こして高い頻度で死に至る。

　肺結核における激しい肺出血とそれによる喀血、またそれによって起こる窒息死がこうした病態を象徴している。　長州藩士の高杉晋作、新選組の沖田総司、正岡子規、「風立ちぬ」の堀辰雄、樋口一葉、石川啄木、竹久夢二など…結核に「悲劇の病」というイメージを与える主人公は枚挙にいとまはない。いかにして人類は結核を克服したのだろうか？

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引用元　Wikipedia：　セルマン・ワクスマン　ストレプトマイシン　役に立つ薬の情報：　ストレプトマイシン物語

	世紀の新薬発見 その光と影の物語―ストレプトマイシンの発見と救われた少女の命
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	医療者のための結核の知識 第4版
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	医学書院

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