世界に誇る日本人の発見 物理学編 その二 土星型原子模型

◎世界で初めて土星型原子模型を提唱：長岡半太郎

２０世紀初頭、物理学の世界では原子の構造に注目が集まっていました。1897年にイギリスのＪ．Ｊ．トムソンは電子を発見し、レントゲンによるＸ線の発見、キュリー夫人によるラジウムの発見などもこの頃でした。
電子を発見したトムソンはブドウパンのような原子模型を提唱しました。それは陽電気を帯びた球体の中に電子が散らばっているというもので、現在よく知られているボーアの原子模型とは全く異なる形をしていますが、当時の多くの物理学者たちがこの原子模型を支持していました。

しかし、この原子模型に疑問を持ったのが、当時東大教授だった長岡半太郎でした。長岡は正電荷を持つ核の回りを電子が土星の環のように回っているという「土星型原子模型」を世界で初めて提唱しました。それはボーアの原子模型によく似た形をしています。長岡はこれを1903年12月の東京数学物理学会で発表し、翌年にはイギリスの学会誌に発表して世界に知られました。しかし、長岡の模型には一部説明困難な部分があり、また実験的裏付けが無かった為、ロッジやポアンカレなど一部の学者を除いて、支持されることはありませんでした。
しかしそれから８年後の1911年にラザフォードが原子核模型の実験を発表し、1913年にボーアがより詳細な原子模型を発表するに至って、トムソンの模型ではなく、長岡の模型がより正しかったことが立証されました。

長岡の模型はラザフォードやボーアの発表の数年前に発表されており、極めて先進的な提唱だったことが分かります。しかし早過ぎたが故に充分な評価が得られなかったことが残念です。更にトムソン、ラザフォード、ボーアいずれもノーベル賞を受賞しましたが、長岡が受賞することはありませんでした。当時、日本の科学水準がまだ世界に充分に認められていなかったことが影響していると思われますが、間違いなく受賞に値する研究だったと思います。
（信）