会誌Vol.80（2025）「新著紹介」より
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準結晶の科学；構造と物性
佐藤憲昭，石政 勉 著
名古屋大学出版会，名古屋，2024，viii＋348p，22 cm×16 cm，5,940円［専門～学部向］ISBN 978-4-8158-1140-2
紹介者：北原功一〈防衛大学校〉
本書によると，「準結晶」とは「準周期性」を持つ物質のことである（IUCrの定義とは少し異なる）．本書は準結晶の構造と物性に焦点を当てたもので，物質科学研究者にこの不思議な物質の面白さを広く伝えることが目的であるとしている．物性といってもいろいろあるが，低温の電子物性が主であり，準結晶の特徴的な高温熱物性などの記述は限定的なので注意が必要である．準結晶の低温電子物性，特に超伝導や強電子相関効果は，著者らの研究を皮切りとして，現在進行形で発展の目覚ましい分野であり，その内容を概観できるというだけでも，類書にはない，本書ならではの価値があるだろう．
第1章は「準結晶入門」として，比較的平易に「準周期性」のイメージが説明されている．一変して，第2章と，第4章から第6章では，準結晶やその近似結晶の構造を理解するための基礎が，多くの数式を伴って説明されている．準結晶の構造に馴染みのない読者には読み応えがあると思われるが，著者も述べている通り，分かりにくいと思った箇所を読者自身で作図してみることなどが，理解を深める近道となるだろう．第7章では実験的に発見された様々な準結晶や近似結晶が紹介され，第8章では準結晶の形成条件について，簡潔ではあるが，様々な視点から解説されている．著者らの研究と関連してか，構造パートでは正12角形準結晶の記述が類書と比較して充実していると思われる．
第3章では物性パートの基礎が解説されている．第9章から第12章までの各章では，準結晶の電気伝導，超伝導，局在磁性，強電子相関効果について，著者らの研究を中心に比較的最近の成果を概観することができる．具体的な項目は目次を参照されたい．学部4年生から大学院修士課程の学生を念頭に，他書を参照しなくても理解できるようになっているとされているが，概要を知るだけではなく，研究のために本格的に学ぶのであれば，第3章の冒頭に提示されている文献などの参照は必須だろう．
参考文献番号の振り間違い，数式や論理，概念図の誤りなどが散見されるのは残念である．参考文献の図を改変した図で，改変の内容が書かれていないものがあることも望ましくない．例えば，図4.16（b）に点群m35の誤った概念図が示されているが，参考文献にあるのは（d）の点群235の図だけであり，（b）は著者により加えられたようである．しかし，読者は原論文の図が間違っていると誤認するおそれがある．また，各物性の章では，紙面の都合で深掘りできないとしても，関連する研究を一通り参考文献として挙げてほしかった．例えば，準結晶の電気伝導について，マヨウらの理論的な研究に全く触れていないのは違和感がある．
本書や関連する研究分野では，観測された現象が「準結晶特有」であるかどうかがしばしば議論されている．この「準結晶特有」という言葉の正確な意味は本書で述べられていないが，「この現象は近似結晶においても見出されているから準結晶特有ではない」といった趣旨の記述からすると，それは，「準周期性」を持つ「準結晶」では起こり得るが，「周期性」を持つ「結晶（近似結晶を含む）」では起こり得ない現象と位置付けられていると思われる．そうであれば，近似結晶の格子定数よりも短いスケールでは，準結晶と近似結晶は非常に似ていることから，そのスケールで特徴付けられる現象は「準結晶特有」にはならないだろう．また，少なくとも理論的には，準結晶にいくらでも似ており，格子定数がいくらでも大きな近似結晶を想定できることから，「準結晶特有」の現象が存在するとすれば，それは無限大の長さのスケールで特徴付けられるものに限られると思われる．しかし，その実証に必要な超巨大近似結晶と準結晶を作り分けることは現実的ではない．そもそも現実の物質は有限サイズなので，それが準結晶の一部を切り取ったものなのか，超巨大近似結晶の一部を切り取ったものなのかを区別できない．IUCrによる「準結晶」の定義は，言わば「実験的に準結晶と区別できないもの（前述の超巨大近似結晶を含む）を準結晶とみなす」というものであり，「準周期性」を前提とする定義に代わる現実的な落とし所となっている．「準結晶特有」にも，何らかの実証可能な意味づけが必要であり，それは個々の研究者がそれぞれの考えや目的に沿って設定すればよいのであるが，本書で著者なりの落とし所が提案されていてもよかったのではないかと思われる．一方で，この基本的な問題に安直に答えを与えるのではなく，これからの研究者に委ねようという考えも支持できる．今後のこの分野の発展に期待したい．
（2024年8月8日原稿受付）