| はじめに i |
| 第Ⅰ部 光と基礎物理 |
| 第1章 光の宇宙と陰の宇宙［杉山直］ 5 |
| 1. はじめに 5 |
| 2. 光の宇宙 7 |
| 2.1 天体の光と温度 7 |
| 2.2 宇宙の様々な温度領域 9 |
| 2.3 宇宙全体の温度 10 |
| 3. 見えてきた陰の宇宙 13 |
| 3.1 光の宇宙の最新観測 13 |
| 3.2 ダークエネルギー 16 |
| 3.3 ダークマター 20 |
| 4. 宇宙交響楽が解き明かす陰の宇宙 22 |
| 5. そして将来へ 25 |
| 第2章 レーザー光で創る量子気体［高橋義朗］ 27 |
| 1. はじめに 27 |
| 2. 歴史的背景 28 |
| 3. 希薄な原子の量子気体の特徴 32 |
| 4. ボース・アインシュタイン凝縮の生成 35 |
| 4.1 磁気光学トラップ 36 |
| 4.2 光トラップ 37 |
| 4.3 蒸発冷却 37 |
| 5. イッテルビウム原子のボース・アインシュタイン凝縮生成実験 38 |
| 5.1 磁気光学トラップ 39 |
| 5.2 光トラップ 39 |
| 5.3 蒸発冷却 40 |
| 5.4 多様な量子縮退系 41 |
| 6. 今後の展望 42 |
| 第3章 光子どうしの相関を操る［竹内繁樹］ 45 |
| 1. はじめに 45 |
| 2. 半透鏡の上で,光子どうしをぶつける 46 |
| 3. 1つの光子の干渉 49 |
| 4. 2つの光子の干渉 51 |
| 5. 光子で光子をスイッチする 52 |
| 6. 光子の偏光を制御するスイッチ 55 |
| 7. 光子偏光スイッチの実現と,双子の光子を用いた検証実験 58 |
| 8. おわりに 62 |
| 第4章 物理定数の時間変化［千葉剛］ 63 |
| 1. はじめに 63 |
| 1.1 ディラックの大数仮説 64 |
| 1.2 ニュートン,アインシュタイン,超ひも理論 65 |
| 1.3 マッハの原理 66 |
| 1.4 ヌル・テストとしての意義 67 |
| 1.5 宇宙観測の役割 67 |
| 1.6 何が変化するのか 68 |
| 2.微細構造定数 68 |
| 2.1オクロ（Oklo）現象 68 |
| 2.2 吸収線 69 |
| 2.3 宇宙論 72 |
| 2.4 原子時計 74 |
| 3. 重力定数 76 |
| 2.1 惑星の運動 76 |
| 3.2 宇宙論 77 |
| 3.3 Gの測定の現状 78 |
| 4.おわりに 80 |
| 第Ⅱ部 光と物質の相互作用 |
| 第5章 「すざく」衛星が拓くサイエンス［鶴剛］ 85 |
| 1. X線天文学＝「ホット・ユニバース」 85 |
| 2. X線天文衛星「すざく」登場 86 |
| 2.1 分光とは？ 87 |
| 2.2 主量子数から微細構造へ 89 |
| 3. 「すざく」の開発と打ち上げ 90 |
| 3.1 4つのX線観測装置 90 |
| 3.2 開発,打ち上げ,そして試練 95 |
| 4. 「すざく」の拓くサイエンス 96 |
| 4.1 天の川銀河の中心領域 97 |
| 4.2 銀河の大爆発が作った巨大プラズマの「帽子」 98 |
| 第6章 液晶の階層構造と構造色［山本潤］ 103 |
| 1. ソフトマター 103 |
| 2. 自然の色と構造色 105 |
| 3. 秩序と対称性 108 |
| 4. 液晶秩序の欠陥が作る巨大な3次元規則－コレステリックブルー相（ChBP）とスメクティックブルー相（SmBP） 110 |
| 5. 等方秩序とランダムな多層共連結構造 113 |
| 第7章 太陽プラズマ現象［柴田一成］ 119 |
| 1. はじめに 119 |
| 2. 太陽光－黒点周期と太陽輝度変動 120 |
| 3. 太陽フレア－あらゆる"光"が爆発的に増加 127 |
| 4. 太陽コロナの謎－なぜ太陽はいつもX線を放射しているのか？ 132 |
| 5. おわりに 137 |
| 第Ⅲ部 光を使った技術革新 |
| 第8章 フォトニック結晶の物理［迫田和彰］ 143 |
| 1. はじめに 143 |
| 2. フォトニック結晶による電磁場制御 144 |
| 2.1 「赤色」の無い世界 144 |
| 2.2 局在する光 148 |
| 2.3 隠れた光 149 |
| 2.4 曲がる光 150 |
| 2.5 遅い光 151 |
| 3. 光の量子性に由来する現象 152 |
| 3.1 光子・原子束縛状態 152 |
| 3.2 ラビ分裂による量子局在 153 |
| 3.3 局在モードによるラビ分裂 154 |
| 4. フォトニックフラクタルの局在モード 156 |
| 4.1 カントールバー（1次元フラクタル） 156 |
| 4.2 メンジャースポンジ（3次元フラクタル） 158 |
| 5. まとめ 160 |
| 第9章 レーザー電子光で探るクォークの世界［中野貴志］ 161 |
| 1. はじめに 161 |
| 2. 分子,原子,原子核 162 |
| 3. 原子核の大きさと安定性 163 |
| 4. クォークの閉じ込めとハドロン 164 |
| 5. レーザー電子光 167 |
| 6. LEPSでのΘ探索実験 169 |
| 7. 他の実験グループによる検証 172 |
| 8. 反証実験結果 173 |
| 9. LEPSでの再実験と今後の展望 173 |
| 第10章 光で操るミクロの世界－レーザーが創りだす非平衡散逸系－［吉川研一］ 175 |
| 1. 光が物体に及ぼす力 175 |
| 2. レーザー駆動回転モーター 178 |
| 3. レーザー駆動リニアモーター 181 |
| 4. レーザーで物体を捉える（レーザーピンセット） 185 |
| 5. 光が引き起こすミクロ相分離 186 |
| 6. 定常レーザー場でのリズム運動 189 |
| 7. 21世紀の課題 189 |
| 用語解説 193 |
| 索引 201 |
