「先生、それオレが生まれる前の発見ですよ」～過去４０年の凝縮物性史（ぶひん調べ）～
[イントロ]
歴史を紡ぐのって大切ですよね。
人類が綿々と紡いできた流れを未来へ繋いでいく。
一方で人間の命は限り有るので、少し昔ですら過去のこと、自分とは関係ないと思ってしまいがちです。
そこで今回は、Twitterでみかけたこちらのツイートにインスパイアされて、過去４０年間の凝縮物性関係の発見を調べてみました。
独断と偏見で選んだ発見たちなので偏りが観られますが、年代の違う方とのトークの際、時代感覚の違いを把握するのにご利用ください。
果たしてこの中から次のノーベル物理学賞は出てくるのでしょうか(*^^*)？
２０２０年：
スーパーコンピュータ富岳の稼働開始、and more…
２０１９年：
ニッケル酸化物超伝導,
Li, D., Lee, K., Wang, B.Y. et al. Superconductivity in an infinite-layer nickelate. Nature 572, 624–627 (2019). https://doi.org/10.1038/s41586-019-1496-5
UTe2超伝導の発見,
S. Ran et al., Nearly ferromagnetic spin-triplet superconductivity, Science 16 Aug 2019:Vol. 365, Issue 6454, pp. 684-687, https://science.sciencemag.org/content/365/6454/684.abstract
量子超越性の実現,
Arute, F., Arya, K., Babbush, R. et al. Quantum supremacy using a programmable superconducting processor. Nature 574, 505–510 (2019). https://doi.org/10.1038/s41586-019-1666-5
２０１８年：
ボインゴが免許を取る
マジックアングルグラフェン、
Cao, Y., Fatemi, V., Fang, S. et al. Unconventional superconductivity in magic-angle graphene superlattices. Nature 556, 43–50 (2018). https://doi.org/10.1038/nature26160
準結晶超伝導、
Kamiya, K., Takeuchi, T., Kabeya, N. et al. Discovery of superconductivity in quasicrystal. Nat Commun 9, 154 (2018). https://doi.org/10.1038/s41467-017-02667-x
脳内超伝導の発見
P. Mikheenko, Possible Superconductivity in the Brain, Journal of Superconductivity and Novel Magnetism volume 32, pages1121–1134(2019), https://link.springer.com/article/10.1007/s10948-018-4965-4
半整数量子熱ホール効果の発見
Kasahara, Y., Ohnishi, T., Mizukami, Y. et al. Majorana quantization and half-integer thermal quantum Hall effect in a Kitaev spin liquid. Nature 559, 227–231 (2018). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0274-0
Banerjee, M., Heiblum, M., Umansky, V. et al. Observation of half-integer thermal Hall conductance. Nature 559, 205–210 (2018). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0184-1
２０１７年：
機械学習による量子多体量子計算手法の提案、
Giuseppe Carleo, Matthias Troyer, Solving the quantum many-body problem with artificial neural networks, Science 10 Feb 2017: Vol. 355, Issue 6325, pp. 602-606
金属水素の実現
Ranga P. Dias, Isaac F. Silvera,
Observation of the Wigner-Huntington transition to metallic hydrogen,
Science 17 Feb 2017: Vol. 355, Issue 6326, pp. 715-718
２０１６年：
CuxBi2Se3のネマチック超伝導の発見
Matano, K., Kriener, M., Segawa, K. et al. Spin-rotation symmetry breaking in the superconducting state of CuxBi2Se3. Nature Phys 12, 852–854 (2016).
２０１５年：
SYK模型の提案
Alexei Kitaev, A simple model of quantum holography, Talks at KITP, April 7, 2015 and May 27, 2015. (part I, part II)
Subir Sachdev, Jinwu Ye, Gapless Spin-Fluid Ground State in a Random Quantum Heisenberg Magnet, Phys. Rev. Lett. 70:3339, 1993
2014年
硫化水素超伝導の発見
Conventional superconductivity at 190 K at high pressures, A.P. Drozdov, M.I. Eremets, I.A. Troyan:arXiv, 1412.0460 (2014).
Drozdov, A., Eremets, M., Troyan, I. et al. Conventional superconductivity at 203 kelvin at high pressures in the sulfur hydride system. Nature 525, 73–76 (2015).
２０１３年
量子異常ホール効果の実験的観測
Cui-Zu Chang et al., Experimental Observation of the Quantum Anomalous Hall Effect in a Magnetic Topological Insulator
Science 12 Apr 2013:
Vol. 340, Issue 6129, pp. 167-170
2012年
時間結晶の提案、
Wilczek, Frank (2012). “Quantum Time Crystals”. Physical Review Letters 109 (16)
マヨラナ励起の観測、
V. Mourik et al., Signatures of Majorana Fermions in Hybrid Superconductor-Semiconductor Nanowire Devices
Science 25 May 2012: Vol. 336, Issue 6084, pp. 1003-1007
単層FeSe/STO超伝導の発見、
Interface-Induced High-Temperature Superconductivity in Single Unit-Cell FeSe Films on SrTiO3
Chin. Phys. Lett. 2012, Vol. 29 Issue (3): 037402
スーパーコンピュータ京の完成,
ハーバートスミス石の量子スピン液体発見
T.-H. Han et al., Fractionalized excitations in the spin liquid state of a kagome lattice antiferromagnet.
Nature, 492, Dec. 20, 2012, doi: 10.1038/nature11659.
2011年
量子コンピュータD－Wave One発表、
電界誘起超伝導の発見
Ueno, K., Nakamura, S., Shimotani, H. et al.
Discovery of superconductivity in KTaO3 by electrostatic carrier doping.
Nature Nanotech 6, 408–412 (2011).
2010年
情報熱力学の実験的検証、
Toyabe, S., Sagawa, T., Ueda, M. et al.
Experimental demonstration of information-to-energy conversion and validation of the generalized Jarzynski equality.
Nature Phys 6, 988–992 (2010).
準粒子干渉による鉄系超伝導の位相観測、
T. Hanaguri et al., Unconventional s-Wave Superconductivity in Fe(Se,Te)
Science 23 Apr 2010: Vol. 328, Issue 5977, pp. 474-476
磁気スキルミオンの実空間観測
Yu, X., Onose, Y., Kanazawa, N. et al. Real-space observation of a two-dimensional skyrmion crystal.
Nature 465, 901–904 (2010).
2009年
磁気スキルミオンの発見
S. Mühlbauer et al., Skyrmion Lattice in a Chiral Magnet
Science 13 Feb 2009: Vol. 323, Issue 5916, pp. 915-919
2008年
鉄系高温超伝導体の発見、
Y Kamihara et al., Iron-Based Layered Superconductor La[O1-xFx]FeAs (x = 0.05−0.12) with Tc = 26 K
J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 11, 3296–3297
スピンゼーベック効果の発見、
Uchida, K., Takahashi, S., Harii, K. et al. Observation of the spin Seebeck effect.
Nature 455, 778–781 (2008).
ホログラフィック超伝導の提案
Sean A. Hartnoll, Christopher P. Herzog, Gary T. Horowitz, Holographic Superconductors
JHEP 0812:015,2008
情報熱力学理論の提案
Takahiro Sagawa, Masahito Ueda, Second Law of Thermodynamics with Discrete Quantum Feedback Control
Phys. Rev. Lett. 100, 080403 (2008)
2007年
トポロジカル絶縁体の発見
König, Marku et al., "Quantum Spin Hall Insulator State in HgTe Quantum Wells".
Science. 318 (5851): 766–770.
2006年
笠－高柳公式の提案、
Shinsei Ryu, Tadashi Takayanagi, Holographic Derivation of Entanglement Entropy from AdS/CFT
Phys. Rev. Lett. 96, 181602
Kitaev模型の提案
Alexei Kitaev, Anyons in an exactly solved model and beyond
Annals of Physics 321 (2006) 2--111
2005年
トポロジカル絶縁体の提案、
Kane, C. L.; Mele, E. J. (2005). "Z2 Topological Order and the Quantum Spin Hall Effect".
Physical Review Letters. 95 (14)
桂-永長-Balatsky理論の提案
H. Katsura, N. Nagaosa, A. V. Balatsky, Spin Current and Magnetoelectric Effect in Noncollinear Magnets
Phys. Rev. Lett. 95, 057205 (2005)
2004年
グラフェンの発見、
K. S. Novoselov, A. K. Geim et al., Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films
Science 22 Oct 2004: Vol. 306, Issue 5696, pp. 666-669
ダイヤモンド超伝導の発見、
Ekimov, E., Sidorov, V., Bauer, E. et al. Superconductivity in diamond.
Nature 428, 542–545 (2004).
スピンホール効果の発見、
Y. K. Kato et al., Observation of the Spin Hall Effect in Semiconductors
Science 10 Dec 2004: Vol. 306, Issue 5703, pp. 1910-1913
酸化物界面二次元電子系の発見、
Ohtomo, A., Hwang, H. A high-mobility electron gas at the LaAlO3/SrTiO3 heterointerface.
Nature 427, 423–426 (2004).
原子気体BCS-BECクロスオーバーの実現
C. Regal, et al.: Observation of Resonance Condensation of Fermionic Atom Pairs
Phys. Rev. Lett. 92（2004）040403.
M. Zwierlein, et al.: Condensation of Pairs of Fermionic Atoms near a Feshbach Resonance
Phys. Rev. Lett. 92（2004）120403.
2003年
コバルト酸化物超伝導の発見、
K. Takada et al., Superconductivity in two-dimensional CoO2 layers
Nature volume 422, pages53–55(2003)
光格子時計の実現、
K. Katori et al., Ultrastable Optical Clock with Neutral Atoms in an Engineered Light Shift Trap
Phys. Rev. Lett. 91, 173005
有機物量子スピン液体の発見
Y. Shimizu et al., Spin Liquid State in an Organic Mott Insulator with a Triangular Lattice
Phys. Rev. Lett. 91, 107001
2002年
ベル研究所におけるシェーンの論文捏造発覚、
村松秀、論文捏造 (中公新書ラクレ) (日本語)
スピンポンピングの提案、
Y. Tserkovnyak et al., Spin pumping and magnetization dynamics in metallic multilayers
Phys. Rev. B 66, 224403
メビウス結晶の発見
Tanda, S., Tsuneta, T., Okajima, Y. et al. A Möbius strip of single crystals.
Nature 417, 397–398 (2002).
2001年
MgB2超伝導の発見
Nagamatsu, J., Nakagawa, N., Muranaka, T. et al. Superconductivity at 39 K in magnesium diboride.
Nature 410, 63–64 (2001).
CeCoIn5超伝導の発見
C. Petrovik et al., Heavy-fermion superconductivity in CeCoIn5 at 2.3 K
Journal of Physics: Condensed Matter, Volume 13, Number 17
CNT超伝導の発見、
Z. K. Tang et al., Superconductivity in 4 Angstrom Single-Walled Carbon Nanotubes
Science 29 Jun 2001: Vol. 292, Issue 5526, pp. 2462-2465
オービトンの発見
Saitoh, E., Okamoto, S., Takahashi, K. et al. Observation of orbital waves as elementary excitations in a solid.
Nature 410, 180–183 (2001).
2000年
UGe2強磁性超伝導の発見
Saxena, S., Agarwal, P., Ahilan, K. et al. Superconductivity on the border of itinerant-electron ferromagnetism in UGe2.
Nature 406, 587–592 (2000).
1999年
超伝導量子ビットの実現、
Orlando, T. P. et al., "Superconducting persistent-current qubit".
Physical Review B. 60 (22): 15398–15413
Nakamura, Y., Pashkin, Y. & Tsai, J. Coherent control of macroscopic quantum states in a single-Cooper-pair box.
Nature 398, 786–788 (1999). https://doi.org/10.1038/19718
Pan型STMの開発、
S. H. Pan et al., 3He refrigerator based very low temperature scanning tunneling microscope
Review of Scientific Instruments 70, 1459 (1999);
光周波数コムの実現
Th. Udem et al., Absolute Optical Frequency Measurement of the Cesium D1 Line with a Mode-Locked Laser
Phys. Rev. Lett. 82, 3568
1998年
連続時間量子モンテカルロ法(CT-QMC)の提案、
S. Rombouts, K. Heyde and N. Jachowicz, A discrete Hubbard-Stratonovich decomposition for general, fermionic two-body interactions
Phys. Lett. A 242 (1998) 271
量子アニーリング法の提案
Tadashi Kadowaki and Hidetoshi Nishimori, Quantum annealing in the transverse Ising model
Phys. Rev. E 58, 5355
1997年
AｄS/CFT対応の提案、
Juan M. Maldacena, The Large N Limit of Superconformal Field Theories and Supergravity
Adv.Theor.Math.Phys.2:231-252,1998
量子テレポーテーションの実現
Bouwmeester, D., Pan, J., Mattle, K. et al. Experimental quantum teleportation.
Nature 390, 575–579 (1997). https://doi.org/10.1038/37539
1996年
レプリカ交換モンテカルロ法の提案、
Hukushima, K. & Nemoto, K. (1996). “Exchange Monte Carlo method and application to spin glass simulations”.
J. Phys. Soc. Jan. 65 (6): 1604–1608.
Au(111)表面バンドのスピン分裂の観測
S. LaShell et al., Spin Splitting of an Au(111) Surface State Band Observed with Angle Resolved Photoelectron Spectroscopy
Phys. Rev. Lett. 77, 3419
1995年
原子気体BECの実現
K. B. Davis et al., Bose-Einstein Condensation in a Gas of Sodium Atoms
Phys. Rev. Lett. 75, 3969
1994年
Sr2RuO4超伝導、
Maeno, Y., Hashimoto, H., Yoshida, K. et al. Superconductivity in a layered perovskite without copper.
Nature 372, 532–534 (1994).
RETMB2C超伝導の発見、
Cava, R., Takagi, H., Batlogg, B. et al. Superconductivity at 23 K in yttrium palladium boride carbide.
Nature 367, 146–148 (1994).
Shorアルゴリズムの提案
Shor, P.W. (1994). "Algorithms for quantum computation: discrete logarithms and factoring".
Proceedings 35th Annual Symposium on Foundations of Computer Science. IEEE Comput. Soc. Press: 124–134.
1993年
揺らぎの定理の提案
D. J. Evans, E. G. D. Cohen, and G. P. Morris, Probability of second law violations in shearing steady states
Phys. Rev. Lett. 71, 2401(1993)
1992年
密度行列繰り込み群法（DMRG)の提案
White, Steven R. (Nov 1992). “Density matrix formulation for quantum renormalization groups”
Phys. Rev. Lett. 69 (19): 2863–2866.
動的平均場近似（DMFT）の提案
A. Georges and G. Kotliar: Hubbard model in infinite dimensions
Phys. Rev. B 45 (1992) 6479.
1991年
フラーレン超伝導の発見、
Hebard, A., Rosseinsky, M., Haddon, R. et al. Superconductivity at 18 K in potassium-doped C60.
Nature 350, 600–601 (1991).
カーボンナノチューブ（CNT)の発見、
Iijima, S. Helical microtubules of graphitic carbon.
Nature 354, 56–58 (1991).
非可換統計の提案
Gregory Moore, Nicholas Read, Nonabelions in the fractional quantum hall effect
Nuclear Physics B Volume 360, Issues 2–3
1990年
スピントランジスタの提案、
Supriyo Datta and Biswajit Das, Electronic analog of the electro‐optic modulator
Appl. Phys. Lett. 56, 665 (1990)
量子ゼノ効果の実証、
Wayne M. Itano et al., Quantum Zeno effect
Phys. Rev. A 41, 2295
ボインゴの誕生
1989年
電子系銅酸化物超伝導の発見、
Tokura, Y., Takagi, H. & Uchida, S. A superconducting copper oxide compound with electrons as the charge carriers.
Nature 337, 345–347 (1989).
STMによる超伝導渦糸観測
H. F. Hess et al., Scanning-Tunneling-Microscope Observation of the Abrikosov Flux Lattice and the Density of States near and inside a Fluxoid
Phys. Rev. Lett. 62, 214
1988年
Bi系銅酸化物の発見
H. Maeda et al., A New High-Tc Oxide Superconductor without a Rare Earth Element
Japanese Journal of Applied Physics, Volume 27, Part 2, Number 2
巨大磁気抵抗の発見、
M. N. Baibich et al., Giant Magnetoresistance of (001)Fe/(001)Cr Magnetic Superlattices
Phys. Rev. Lett. 61, 2472
1987年
AKLT模型の提案、
Affleck, Ian et al., "Rigorous results on valence-bond ground states in antiferromagnets".
Physical Review Letters. 59 (7): 799–802
Y系銅酸化物の発見
M. K. Wu et al., “Superconductivity at 93 K in a New Mixed-Phase Y-Ba-Cu-O Compound System at Ambient Pressure”.
Physical Review Letters 58 (9): 908–910
1986年
銅酸化物超伝導の発見
J. G. Bednorz and K. A. Müller “Possible highTc superconductivity in the BaLaCuO system”.
Z. Physik, B 64 (1): 189–193.
1985年
URu2Si2超伝導の発見
T. T. M. Palstra et al., Superconducting and Magnetic Transitions in the Heavy-Fermion System URu2Si2
Phys. Rev. Lett. 55, 2727
1984年
逆スピンホール効果の発見、
A. A. Bakun et al., “Observation of a surface photocurrent caused by optical orientation of electrons in a semiconductor”.
Sov. Phys. JETP Lett. 40: 1293
準結晶の発見、
Shechtman, D. et al., "Metallic Phase with Long-Range Orientational Order and No Translational Symmetry".
Physical Review Letters. 53 (20): 1951
ベリー位相の提案、
Michael Victor Berry, Quantal phase factors accompanying adiabatic changes
Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences Vol. 392, No. 1802 (Mar. 8, 1984), pp. 45-57
シュレディンガー音頭の誕生、
量子暗号の提案、
Bennett, C. H.; Brassard, G. , Quantum cryptography: Public key distribution and coin tossing
Theoretical Computer Science Volume 560, Part 1
２次元CFTの提案
Belavin, A. A. et al., “Infinite conformal symmetry in two-dimensional quantum field theory”.
Nuclear Physics B 241 (2)
1983年
Haldane予想の提案
F.D.M.Haldane, Continuum dynamics of the 1-D Heisenberg antiferromagnet: Identification with the O(3) nonlinear sigma model
Physics Letters A Volume 93, Issue 9
1982年
分数量子ホール効果の発見、
D.C. Tsui et al., "Two-Dimensional Magnetotransport in the Extreme Quantum Limit".
Physical Review Letters. 48 (22): 1559
ファインマンの量子計算提案、
Richard Feynman , “Simulating Physics with Computers”
走査型トンネル顕微鏡の実現、
G. Binnig et al., Surface Studies by Scanning Tunneling Microscopy
Phys. Rev. Lett. 49, 57
エニオン統計の提案
Frank Wilczek, Quantum Mechanics of Fractional-Spin Particles
Phys. Rev. Lett. 49, 957
1981年
シャストリー・サザーランド模型の提案
B.Sriram Shastry, Bill Sutherland, Exact ground state of a quantum mechanical antiferromagnet
Physica B+C Volume 108, Issues 1–3
1980年
有機物超伝導の発見、
D. Jérome et al., Superconductivity in a synthetic organic conductor (TMTSF)2PF6
J. Physique Lett. 41, 95-98 (1980)
量子ホール効果の発見
K. v. Klitzing et al., New Method for High-Accuracy Determination of the Fine-Structure Constant Based on Quantized Hall Resistance
Phys. Rev. Lett. 45, 494
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