特定の温度以下で電気抵抗がゼロになる「超伝導」。この状態がもつ性質のうち、電流の向きによりオン・オフを切り替えられる「超伝導ダイオード効果」は、熱によるエネルギーロスのない超低消費電力回路を実現する鍵として注目を集める。従来、この効果の発現には「超伝導体そのものの構造的なゆがみ」と「磁場」の二つの条件が不可欠とされていた。その定説を覆したのが永田歌寧さん。どちらの条件も伴わずに超伝導ダイオード効果を起こす仕組みを発見した。磁場発生装置も、複雑な構造も必要とせず、シンプルな素子のままで実現できることが、省エネ回路の実用化を大きく前進させた。

実験中の永田さん。装置に向き合う表情には、研究者としての真摯さがにじむ

この発見は、「偶然の産物」と永田さんは言う。「別の現象を探る実験をしていたところ、予期せずダイオード効果が観測されました。その背景を調べるうちに、熱電効果が鍵だとわかったんです」。温度差が電流を生み出す現象を「熱電効果」という。電流を流すと素子の中に生まれる熱の偏りが、電流の向きごとの超伝導の起こりやすさに差を生んでいた。想定外の結果を放置せず、背景学理を丹念に追いかけたことが実を結んだ。「予期していなかった現象を探ってゆくことで新たな発見ができる。それが研究のおもしろさです」。

電力問題に関心をもったきっかけは、2011年の東日本大震災。「地元の栃木県もかなり揺れて、計画停電も経験しました。電気はあたりまえに使えるものではないことを、はじめて実感しました」。京都大学に進学後、AIやスマートフォンによる消費電力が急増していることを知り、「この問題にアプローチしたい」と、使命感が芽生えた。超伝導を使った超低消費電力回路の実現目標は、その延長線上にある。

工学分野では、いまなお女子学生や女性教員の数が少ない。ロールモデルとなる先輩も少なく、将来像を描く難しさを実感。だからこそ、「大学教員になって、若い世代のハードルを下げてあげたい」とまっすぐ前を見据える。自ら切り拓くその道に、一切の抵抗はない。