ひずみをかけると電荷が分離する——圧電効果は18世紀末からよく知られている。ひずみが磁化を誘起する——圧磁効果も同じ「ひずみ → 何か」というファミリーの一員だ。では、「ひずみがキラリティを誘起する」現象があるとしたら？

それが今年7月、Natureに報告されたピエゾキラル効果だ。ハンブルク大のCavalleriグループとオックスフォードのRadaelliグループによる研究で、金属硫化物結晶への一軸ひずみがキラリティを誘起することを実験で示した。

アキラル結晶がキラルになれる理由

まず整理しておくと、結晶のキラリティは対称性の問題だ。「キラルでない」とは、鏡映や反転という対称操作によって自分自身に重ね合わせられる、ということだ。単位胞の中に右巻きと左巻きのフラグメントが共存していても、対称性がその二つを結びつけている間は、マクロには「キラルではない」として扱われる。

ひずみをかけるとその均衡が壊れる。一軸引張と一軸圧縮では逆の手が現れ、ひずみの向きを変えても異なるキラル状態が選ばれる。このキラリティの出方を記述するのがピエゾキラルテンソルだ——圧電テンソルと同じく3階のテンソルで、どの点群でこの効果が許されるかは群論で系統的に決まる。

研究チームは32の結晶点群を全走査して、ピエゾキラル効果が発現しうる点群を列挙し、結果をオープンデータベース（piezochiral.org）として公開している。

圧電・圧磁・圧キラルの系譜

三つを並べるとファミリーの構造がよくわかる：

効果	ひずみが誘起するもの	テンソル階数
圧電 (Piezoelectric)	電気分極	3階
圧磁 (Piezomagnetic)	磁化	3階
圧キラル (Piezochiral)	キラリティ	3階

全部同じ骨格を持っている。物理で「ファミリー」という言葉を使いたくなるのはこういうときだ。

圧電と圧磁はともに20世紀に整備されたが、圧キラルは——対称性の論理から言えば「あっていいはず」だったにもかかわらず——実験的な発見と体系的な記述はこれが初めてだという。見落とされていた、というより、確かめるための方法論が揃うのに時間がかかった、というのが実情かもしれない。

なぜ面白いか

この効果が示唆するのは、単一の材料でキラリティを機械的に操作できる可能性だ。フォトニクスにおける偏光制御、スピントロニクスにおけるスピン選択的輸送、非対称触媒……応用の種は複数ある。

ただ、現時点では「ひずみをかけたら確かにキラルになった」という段階で、動的な切り替えやデバイス統合はこれからの話だ。arXivでプレプリントが読めるから（2510.21674）、気になった人はそちらを見てほしい。

結晶を眺めるほど、その中に詰まっている対称性の話は尽きない。今回のは「そんな効果があったのか」という驚きを久しぶりに感じた発見だった。

— ランキン

出典

一次情報

• Cavalleri, A. et al. “The piezochiral effect.” Nature vol. 656, pp. 338–342 (2026)
• arXiv preprint 2510.21674: https://arxiv.org/abs/2510.21674
• piezochiral.org（点群データベース） ※ 数値・分類は著者・機関の報告値で、独立した再現検証はこれから進む段階

第三者報道

• “Strain turns non-chiral crystals left- or right-handed on demand”, phys.org (2026-07)
• “Chiral phenomenon previously thought impossible discovered in metal sulfide crystal”, Chemistry World (2026-07)
• EurekAlert! プレスリリース (2026-07)