(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023124285
(43)【公開日】2023-09-06
(54)【発明の名称】物質生成方法、及び物質生成装置
(51)【国際特許分類】
C01B 19/02 20060101AFI20230830BHJP
C12P 13/06 20060101ALN20230830BHJP
【ＦＩ】
C01B19/02 Z
C12P13/06 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022027958
(22)【出願日】2022-02-25
(71)【出願人】
【識別番号】801000027
【氏名又は名称】学校法人明治大学
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100188558
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 雅人
(74)【代理人】
【識別番号】100175824
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 淳一
(74)【代理人】
【識別番号】100152272
【弁理士】
【氏名又は名称】川越 雄一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100181722
【弁理士】
【氏名又は名称】春田 洋孝
(72)【発明者】
【氏名】楠瀬 博明
(72)【発明者】
【氏名】大岩 陸人
【テーマコード（参考）】
4B064
【Ｆターム（参考）】
4B064AE04
4B064DA16
4B064DA20
(57)【要約】
【課題】カイラリティを有する物質の鏡像異性体を作り分ける原理に基づいて、生成する対象となる物質の鏡像異性体を作り分けることができる物質生成方法を提供すること。
【解決手段】物質生成方法は、１種類以上の第１物質から第２物質を生成させる物質生成ステップと、前記物質生成ステップによって前記１種類以上の第１物質から前記第２物質が生成される過程の少なくとも一部を含む期間において、前記１種類以上の第１物質に２つの場を印加する印加ステップと、を有し、前記第２物質は、電気トロイダル双極子が誘起される物質であり、前記２つの場のうちの一方の第１場は、極性ベクトル場であり、前記２つの場のうちの他方の第２場は、軸性ベクトル場であり、前記第１場と前記第２場とのうちの一方は、時間変動しない静的な場であり、前記第１場と前記第２場とのうちの他方は、時間変動する動的な場である。
【選択図】図１１
【解決手段】物質生成方法は、１種類以上の第１物質から第２物質を生成させる物質生成ステップと、前記物質生成ステップによって前記１種類以上の第１物質から前記第２物質が生成される過程の少なくとも一部を含む期間において、前記１種類以上の第１物質に２つの場を印加する印加ステップと、を有し、前記第２物質は、電気トロイダル双極子が誘起される物質であり、前記２つの場のうちの一方の第１場は、極性ベクトル場であり、前記２つの場のうちの他方の第２場は、軸性ベクトル場であり、前記第１場と前記第２場とのうちの一方は、時間変動しない静的な場であり、前記第１場と前記第２場とのうちの他方は、時間変動する動的な場である。
【選択図】図１１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
１種類以上の第１物質から、生成する対象となる第２物質を生成させる物質生成ステップと、
前記物質生成ステップによって前記１種類以上の第１物質から前記第２物質が生成される過程の少なくとも一部を含む期間において、前記１種類以上の第１物質に２つの場を印加する印加ステップと、
を有し、
前記第２物質は、電気トロイダル双極子が誘起される物質であり、
前記２つの場のうちの一方の第１場は、極性ベクトル場であり、
前記２つの場のうちの他方の第２場は、軸性ベクトル場であり、
前記第１場と前記第２場とのうちの一方は、時間変動しない静的な場であり、
前記第１場と前記第２場とのうちの他方は、時間変動する動的な場である、
物質生成方法。
前記物質生成ステップによって前記１種類以上の第１物質から前記第２物質が生成される過程の少なくとも一部を含む期間において、前記１種類以上の第１物質に２つの場を印加する印加ステップと、
を有し、
前記第２物質は、電気トロイダル双極子が誘起される物質であり、
前記２つの場のうちの一方の第１場は、極性ベクトル場であり、
前記２つの場のうちの他方の第２場は、軸性ベクトル場であり、
前記第１場と前記第２場とのうちの一方は、時間変動しない静的な場であり、
前記第１場と前記第２場とのうちの他方は、時間変動する動的な場である、
物質生成方法。
【請求項2】
前記１種類以上の第１物質は、予め決められた１種類の無機物質であり、
前記第２物質は、結晶化された前記無機物質であり、
前記物質生成ステップは、
前記無機物質を加熱して融解する融解ステップと、
前記融解ステップにより融解された前記無機物質を冷却して前記第２物質として結晶化させる結晶化ステップと、
を含み、
前記過程は、前記融解ステップによって前記無機物質が融解されてから、前記結晶化ステップによって前記無機物質が前記第２物質として結晶化されるまでの過程である、
請求項１に記載の物質生成方法。
前記第２物質は、結晶化された前記無機物質であり、
前記物質生成ステップは、
前記無機物質を加熱して融解する融解ステップと、
前記融解ステップにより融解された前記無機物質を冷却して前記第２物質として結晶化させる結晶化ステップと、
を含み、
前記過程は、前記融解ステップによって前記無機物質が融解されてから、前記結晶化ステップによって前記無機物質が前記第２物質として結晶化されるまでの過程である、
請求項１に記載の物質生成方法。
【請求項3】
前記印加ステップは、前記結晶化ステップによって前記無機物質の温度が前記無機物質の融点よりも高い予め決められた温度になった場合に、前記無機物質への前記２つの場の印加を開始する、
請求項２に記載の物質生成方法。
請求項２に記載の物質生成方法。
【請求項4】
前記第２物質は、高分子化合物であり、
前記１種類以上の第１物質は、前記第２物質の生成に用いる１種類以上の物質であり、
前記物質生成ステップは、
前記１種類以上の第１物質を混合させる混合ステップと、
前記混合ステップによって混合された前記１種類以上の第１物質を前記第２物質として高分子化させる化学変化を起こさせる化学反応ステップと、
を含み、
前記過程は、前記混合ステップによって前記１種類以上の第１物質が混合されてから、前記化学反応ステップによって前記１種類以上の第１物質が前記第２物質として高分子化されるまでの過程である、
請求項１に記載の物質生成方法。
前記１種類以上の第１物質は、前記第２物質の生成に用いる１種類以上の物質であり、
前記物質生成ステップは、
前記１種類以上の第１物質を混合させる混合ステップと、
前記混合ステップによって混合された前記１種類以上の第１物質を前記第２物質として高分子化させる化学変化を起こさせる化学反応ステップと、
を含み、
前記過程は、前記混合ステップによって前記１種類以上の第１物質が混合されてから、前記化学反応ステップによって前記１種類以上の第１物質が前記第２物質として高分子化されるまでの過程である、
請求項１に記載の物質生成方法。
【請求項5】
前記第１場は、時間変動しない静的な電場であり、
前記第２場は、時間の経過に伴い強さが単調増加する動的な磁場であり、
前記第２場の方向は、前記第１場の方向と同じ方向、又は、前記第１場の方向と反対の方向である、
請求項１から４のうちいずれか一項に記載の物質生成方法。
前記第２場は、時間の経過に伴い強さが単調増加する動的な磁場であり、
前記第２場の方向は、前記第１場の方向と同じ方向、又は、前記第１場の方向と反対の方向である、
請求項１から４のうちいずれか一項に記載の物質生成方法。
【請求項6】
前記第１場は、時間の経過に伴い強さが単調増加する動的な電場であり、
前記第２場は、時間変動しない静的な磁場であり、
前記第２場の方向は、前記第１場の方向と同じ方向、又は、前記第１場の方向と反対の方向である、
請求項１から４のうちいずれか一項に記載の物質生成方法。
前記第２場は、時間変動しない静的な磁場であり、
前記第２場の方向は、前記第１場の方向と同じ方向、又は、前記第１場の方向と反対の方向である、
請求項１から４のうちいずれか一項に記載の物質生成方法。
【請求項7】
１種類以上の第１物質から、生成する対象となる第２物質を生成させる物質生成部と、
前記物質生成部によって前記１種類以上の第１物質から前記第２物質が生成される過程の少なくとも一部を含む期間において、前記１種類以上の第１物質に２つの場を印加する印加部と、
を備え、
前記第２物質は、電気トロイダル双極子が誘起される物質であり、
前記２つの場のうちの一方の第１場は、極性ベクトル場であり、
前記２つの場のうちの他方の第２場は、軸性ベクトル場であり、
前記第１場と前記第２場とのうちの一方は、時間変動しない静的な場であり、
前記第１場と前記第２場とのうちの他方は、時間変動する動的な場である、
物質生成装置。
前記物質生成部によって前記１種類以上の第１物質から前記第２物質が生成される過程の少なくとも一部を含む期間において、前記１種類以上の第１物質に２つの場を印加する印加部と、
を備え、
前記第２物質は、電気トロイダル双極子が誘起される物質であり、
前記２つの場のうちの一方の第１場は、極性ベクトル場であり、
前記２つの場のうちの他方の第２場は、軸性ベクトル場であり、
前記第１場と前記第２場とのうちの一方は、時間変動しない静的な場であり、
前記第１場と前記第２場とのうちの他方は、時間変動する動的な場である、
物質生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、物質生成方法、及び物質生成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
生成する対象となる対象物質の鏡像異性体を作り分ける技術の研究、開発が行われている。
【0003】
これに関し、予め決められた種類の有機物質の鏡像異性体を作り分ける方法が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０００－００５７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ここで、特許文献１に記載されたような方法は、試行錯誤の結果として特定された方法である。すなわち、特許文献１に記載されたような方法は、有機物質の鏡像異性体を作り分ける原理に基づいて提案された方法ではない。そして、従来、有機物質の鏡像異性体を作り分ける原理は、知られていなかった。このため、特許文献１に記載されたような方法では、有機物質の鏡像異性体の作り分けの効率化を図ろうとしても、その効率化を実現する方法は、更なる試行錯誤の結果として得るよりほかなかった。このような問題は、無機物質の鏡像異性体の作り分けにおいても、同様に存在する問題である。
【0006】
そこで本発明は、上記従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、カイラリティを有する物質の鏡像異性体を作り分ける原理に基づいて、生成する対象となる物質の鏡像異性体を作り分けることができる物質生成方法、及び物質生成装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る物質生成方法は、１種類以上の第１物質から、生成する対象となる第２物質を生成させる物質生成ステップと、前記物質生成ステップによって前記１種類以上の第１物質から前記第２物質が生成される過程の少なくとも一部を含む期間において、前記１種類以上の第１物質に２つの場を印加する印加ステップと、を有し、前記第２物質は、電気トロイダル双極子が誘起される物質であり、前記２つの場のうちの一方の第１場は、極性ベクトル場であり、前記２つの場のうちの他方の第２場は、軸性ベクトル場であり、前記第１場と前記第２場とのうちの一方は、時間変動しない静的な場であり、前記第１場と前記第２場とのうちの他方は、時間変動する動的な場である。
【0008】
また、上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る物質生成装置は、１種類以上の第１物質から、生成する対象となる第２物質を生成させる物質生成部と、前記物質生成部によって前記１種類以上の第１物質から前記第２物質が生成される過程の少なくとも一部を含む期間において、前記１種類以上の第１物質に２つの場を印加する印加部と、を備え、前記第２物質は、電気トロイダル双極子が誘起される物質であり、前記２つの場のうちの一方の第１場は、極性ベクトル場であり、前記２つの場のうちの他方の第２場は、軸性ベクトル場であり、前記第１場と前記第２場とのうちの一方は、時間変動しない静的な場であり、前記第１場と前記第２場とのうちの他方は、時間変動する動的な場である。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、カイラリティを有する物質の鏡像異性体を作り分ける原理に基づいて、生成する対象となる物質の鏡像異性体を作り分けることができる物質生成方法、及び物質生成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】物質生成装置１の構成の一例を示す図である。
【図2】制御装置１Ｃのハードウェア構成の一例を示す図である。
【図3】制御装置１Ｃの機能構成の一例を示す図である。
【図4】テルルの結晶の一例を示す図である。
【図6】テルルの結晶の他の例を示す図である。
【図8】融解された第１テルルＭ１に外場を印加せずに冷却させた場合における第２テルルの左手系及び右手系それぞれの結晶の自由エネルギーを比較する図である。
【図9】極性ベクトル場Ｅｚと軸性ベクトル場ωｚとの積が負の値となるように、極性ベクトル場Ｅｚと軸性ベクトル場ωｚとの２つの場を、融解された第１テルルＭ１に印加しながら冷却させた場合における第２テルルの左手系及び右手系それぞれの結晶の自由エネルギーを比較する図である。
【図10】極性ベクトル場Ｅｚと軸性ベクトル場ωｚとの積が正の値となるように、極性ベクトル場Ｅｚと軸性ベクトル場ωｚとの２つの場を、融解された第１テルルＭ１に印加しながら冷却させた場合における第２テルルの左手系及び右手系それぞれの結晶の自由エネルギーを比較する図である。
【図11】物質生成装置１が第１テルルＭ１から第２テルルを生成する処理の流れの一例を示す図である。
【図12】物質生成装置１がアスパラギン酸及び各種の酵素からＬ－アラニンを選択的に生成する処理の流れの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
＜実施形態＞
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、カイラリティを有する物質において誘起される電気トロイダル双極子と呼ばれるベクトル場と、当該物質において誘起される電気トロイダル単極子と呼ばれるスカラー場とが登場する。この電気トロイダル双極子及び電気トロイダル単極子について、例えば、以下の文献１～３の３つの文献に詳しい説明が記載されている。このため、本明細書では、電気トロイダル双極子及び電気トロイダル単極子の詳細について、必要だと判断される内容を除いて、説明を省略する。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、カイラリティを有する物質において誘起される電気トロイダル双極子と呼ばれるベクトル場と、当該物質において誘起される電気トロイダル単極子と呼ばれるスカラー場とが登場する。この電気トロイダル双極子及び電気トロイダル単極子について、例えば、以下の文献１～３の３つの文献に詳しい説明が記載されている。このため、本明細書では、電気トロイダル双極子及び電気トロイダル単極子の詳細について、必要だと判断される内容を除いて、説明を省略する。
【0012】
・文献１："Microscopic Description of Electric and Magnetic Toroidal Multipoles in Hybrid Orbitals", Satoru Hayami and Hiroaki Kusunose, Journal of the Physical Society of Japan 87, 033709 (2018).
・文献２："Classification of atomic-scale multipoles under crystallographic point groups and application to linear response tensors", Satoru Hayami, Megumi Yatsushiro, Yuki Yanagi, and Hiroaki Kusunose, PHYSICAL REVIEW B 98, 165110 (2018).
・文献３：「スピンと軌道の電子論」、楠瀬博明著、 講談社
・文献２："Classification of atomic-scale multipoles under crystallographic point groups and application to linear response tensors", Satoru Hayami, Megumi Yatsushiro, Yuki Yanagi, and Hiroaki Kusunose, PHYSICAL REVIEW B 98, 165110 (2018).
・文献３：「スピンと軌道の電子論」、楠瀬博明著、 講談社
【0013】
＜物質生成方法の概要＞
まず、実施形態に係る物質生成方法の概要について説明する。
まず、実施形態に係る物質生成方法の概要について説明する。
【0014】
実施形態に係る物質生成方法は、物質生成ステップと、印加ステップを有する。物質生成ステップは、１種類以上の第１物質から、生成する対象となる第２物質を生成させる。印加ステップは、物質生成ステップによって１種類以上の第１物質から第２物質が生成される過程の少なくとも一部を含む期間において、１種類以上の第１物質に２つの場を印加する。ここで、第２物質は、電気トロイダル双極子が誘起される物質である。２つの場のうちの一方の第１場は、極性ベクトル場である。２つの場のうちの他方の第２場は、軸性ベクトル場である。第１場と第２場とのうちの一方は、時間変動しない静的な場である。第１場と第２場とのうちの他方は、時間変動する動的な場である。これにより、物質生成方法は、カイラリティを有する物質の鏡像異性体を作り分ける原理に基づいて、生成する対象となる物質の鏡像異性体を作り分けることができる。なお、電気トロイダル双極子が誘起される物質は、３つ以上の粒子（例えば、原子、分子等）の結合によって構成される物質のことである。
【0015】
＜物質生成方法を利用した物質生成装置の構成＞
以下、図１に示した物質生成装置１を例に挙げて、実施形態に係る物質生成方法を利用した物質生成装置の構成について説明する。そして、以下では、物質生成装置１の動作を説明することにより、実施形態に係る物質生成方法について詳しく説明する。なお、本実施形態において、ある物質の鏡像異性体は、左手系のカイラリティを有する当該物質と、右手系のカイラリティを有する当該物質とのそれぞれのことである。
以下、図１に示した物質生成装置１を例に挙げて、実施形態に係る物質生成方法を利用した物質生成装置の構成について説明する。そして、以下では、物質生成装置１の動作を説明することにより、実施形態に係る物質生成方法について詳しく説明する。なお、本実施形態において、ある物質の鏡像異性体は、左手系のカイラリティを有する当該物質と、右手系のカイラリティを有する当該物質とのそれぞれのことである。
【0016】
図１は、物質生成装置１の構成の一例を示す図である。物質生成装置１は、１種類以上の第１物質から第２物質を生成する装置である。ここで、第２物質は、電気トロイダル双極子が誘起される物質であれば、如何なる種類の無機物質であってもよく、如何なる種類の有機物質であってもよい。以下では、一例として、第２物質が、結晶化されたテルルである場合について説明する。結晶化されたテルルは、電気トロイダル双極子が誘起される無機物質の一例である。この場合、物質生成装置１は、１種類以上の第１物質として、物質生成装置１による結晶化が行われる前のテルル（すなわち、他の装置等により結晶化されているテルルであってもよく、結晶化されていないテルルであってもよい）のみ用いて、結晶化されたテルルを第２物質として生成する。以下では、説明の便宜上、物質生成装置１による結晶化が行われる前のテルルを第１テルルと称し、物質生成装置１による結晶化が行われた後のテルルを第２テルルと称して説明する。すなわち、物質生成装置１は、第１テルルを加熱して融解し、その後、融解した第１テルルを冷却して第２テルルとして結晶化させる。このようにして、物質生成装置１は、第１テルルから第２テルルを生成する。この際、物質生成装置１は、第２テルルの鏡像異性体を作り分けることができる。すなわち、物質生成装置１は、ユーザーから受け付けた操作に応じて、第１テルルから、当該操作に応じたカイラリティを有する第２テルルを選択的に生成することができる。なお、第１物質及び第２物質は、テルルに代えて、他の種類の無機物質であってもよい。また、物質生成装置１は、１種類以上の第１物質として、複数種類の無機物質を用いて、第２物質を生成する構成であってもよい。また、第１物質として用いる物質は、カイラリティを有する物質であってもよく、カイラリティを有さない物質であってもよい。
【0017】
図１に示した例では、第１テルルＭ１は、第１テルルの一例を示す。第１テルルＭ１は、融解される前後のテルルを収容する容器ＲＳ内に収容されている。容器ＲＳは、テルルの融点よりも高い融点を有する耐熱容器であり、容器ＲＳの外部から容器ＲＳの内部の加熱及び冷却を行うことが可能な容器であれば、如何なる容器であってもよい。
【0018】
物質生成装置１は、物質生成部１Ａと、印加部１Ｂと、制御装置１Ｃを備える。なお、物質生成装置１は、物質生成部１Ａと、印加部１Ｂと、制御装置１Ｃとともに、容器ＲＳを備える構成であってもよい。また、物質生成装置１は、制御装置１Ｃを備えない構成であってもよい。この場合、物質生成装置１には、制御装置１Ｃと同様の機能を有する制御装置が外部から通信可能に接続される。また、図１では、物質生成部１Ａと、印加部１Ｂと、制御装置１Ｃとのそれぞれは別体である。しかしながら、物質生成部１Ａと、印加部１Ｂと、制御装置１Ｃとのうちの一部または全部は、一体に構成されてもよい。
【0019】
物質生成部１Ａは、第１テルルＭ１から、生成する対象となる第２テルルを生成させる装置である。
【0020】
図１に示した例では、物質生成部１Ａは、融解部ＨＴと、結晶化部ＣＬを備える。
【0021】
融解部ＨＴは、第１テルルＭ１を加熱して融解する。図１に示した例では、融解部ＨＴは、容器ＲＳに取り付けられており、容器ＲＳの外部から容器ＲＳの内部を加熱して、容器ＲＳ内に収容された第１テルルＭ１を融解する加熱装置である。
【0022】
結晶化部ＣＬは、融解部ＨＴにより融解された第１テルルＭ１を冷却して第２テルルとして結晶化させる。図１に示した例では、結晶化部ＣＬは、容器ＲＳに取り付けられており、容器ＲＳの外部から容器ＲＳの内部の温度を予め決められた温度Ｔ１以下の温度にまで冷却する冷却装置である。温度Ｔ１は、テルルの融点よりも低い温度であれば、如何なる温度であってもよい。これにより、結晶化部ＣＬは、容器ＲＳの内部において融解された第１テルルＭ１を冷却して第２テルルとして結晶化させることができる。結晶化部ＣＬは、制御装置１Ｃからの要求に応じて、容器ＲＳの内部において単位時間あたりに温度が下がる速さの調整が可能な構成であってもよく、当該速さの調整が不可能な構成であってもよい。
【0023】
印加部１Ｂは、物質生成部１Ａによって第１テルルＭ１から第２テルルが生成される対象過程の少なくとも一部を含む対象期間ＰＤにおいて、第１テルルＭ１に２つの場を印加する装置である。このため、印加部１Ｂは、容器ＲＳ内に収容された第１テルルＭ１へ第１場Ｆ１を印加する第１場印加装置１Ｂ１と、容器ＲＳ内に収容された第１テルルＭ１へ第２場Ｆ２を印加する第２場印加装置１Ｂ２との２つの装置を有する。なお、図１では、図を簡略化するため、第１場印加装置１Ｂ１と、第２場印加装置１Ｂ２との２つの装置を、１つの長方形状のブロックによってまとめて示している。
【0024】
第１場Ｆ１は、極性ベクトル場である。第２場Ｆ２は、軸性ベクトル場である。また、第１場Ｆ１と第２場Ｆ２とのうちの一方は、時間変動しない静的な場であり、また、第１場Ｆ１と第２場Ｆ２とのうちの他方は、時間変動する動的な場である。以下では、一例として、第１場Ｆ１が、時間変動しない静的な電場である場合について説明する。この場合、第２場Ｆ２は、例えば、時間の経過に伴い強さが単調増加する動的な磁場である。なお、第１場Ｆ１が、時間の経過とともに強さが単調増加する動的な電場であった場合、第２場Ｆ２は、例えば、時間変動しない静的な磁場である。なお、時間変動する動的な場は、時間の経過とともに強さが単調減少する場であってもよい。すなわち、時間変動する動的な場は、微係数の符号が一定な場であればよい。また、時間変動する動的な場は、時間の経過とともに増減を繰り返すが全体として減少する場等の時間変動する場であってもよい。
【0025】
対象過程は、融解部ＨＴによって第１テルルＭ１が融解されてから、結晶化部ＣＬによって第１テルルＭ１が第２テルルとして結晶化されるまでの過程である。この場合、対象期間ＰＤは、例えば、結晶化部ＣＬによって第１テルルＭ１の温度がテルルの融点よりも高い予め決められた温度Ｔ０になってから、結晶化部ＣＬによる容器ＲＳの内部の冷却が終了されるまでの期間、すなわち、融かした第１テルルＭ１が第２テルルとして冷え固まるまでの間の期間である。なお、対象期間ＰＤは、対象過程の少なくとも一部を含む他の期間であってもよい。また、温度Ｔ０は、テルルの融点よりも高い温度のうち、テルルの融点に近い温度であるほど望ましい温度である。これは、第１テルルの第２テルルとしての結晶が始まる直前において、第１場Ｆ１と第２場Ｆ２との２つの場の印加が開始されることにより、効率よくテルルの鏡像異性体の作り分けを行うことができるからである。
【0026】
印加部１Ｂは、対象期間ＰＤが始まるタイミングにおいて、第１テルルＭ１への第１場Ｆ１と第２場Ｆ２との２つの場の印加を開始する。前述した通り、当該タイミングは、テルルの鏡像異性体の作り分けの効率化を図るためには、第１テルルの第２テルルとしての結晶が始まる直前のタイミングであることが望ましいが、他のタイミングであってもよい。なお、第１テルルの第２テルルとしての結晶が始まる直前のタイミングは、事前の実験等により特定することができる。
【0027】
ここで、第１場Ｆ１が電場であり、第２場Ｆ２が磁場である場合、第２場Ｆ２の方向は、第１場Ｆ１の方向と同じ方向、又は、第１場Ｆ１の方向と反対の方向である。物質生成装置１は、このような第１場Ｆ１の方向に対する第２場Ｆ２の方向に応じて、左手系のカイラリティを有する第２テルルと、右手系のカイラリティを有する第２テルルとのいずれかを選択的に生成することができる。すなわち、物質生成装置１は、対象期間ＰＤにおいて、融解された第１テルルＭ１に第１場Ｆ１と第２場Ｆ２との２つの場を印加しながら、第１テルルＭ１を冷却して第２テルルとして結晶化させることにより、第２テルルの鏡像異性体を作り分けることができる。物質生成装置１による第２テルルの鏡像異性体の作り分けの原理については、後述する。
【0028】
制御装置１Ｃは、物質生成部１Ａと、印加部１Ｂとのそれぞれを制御する。制御装置１Ｃは、例えば、ノートＰＣ（Personal Computer）、デスクトップＰＣ、ワークステーション、タブレットＰＣ、多機能携帯電話端末（スマートフォン）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の情報処理装置であるが、これらに限られるわけではない。
【0029】
制御装置１Ｃは、無線又は有線によって、物質生成部１Ａと印加部１Ｂとのそれぞれと通信可能に接続される。制御装置１Ｃと物質生成部１Ａとの間の通信方式は、如何なる通信方式であってもよい。また、制御装置１Ｃと印加部１Ｂとの間の通信方式は、如何なる通信方式であってもよい。
【0030】
【0031】
制御装置１Ｃは、例えば、プロセッサー１１と、記憶部１２と、入力受付部１３と、通信部１４と、表示部１５を備える。制御装置１Ｃが備えるこれらの機能部は、バスを介して相互に通信可能に接続されている。また、制御装置１Ｃは、通信部１４を介して物質生成部１Ａ、印加部１Ｂのそれぞれと通信を行う。
【0032】
プロセッサー１１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。なお、プロセッサー１１は、ＣＰＵに代えて、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の他のプロセッサーであってもよい。プロセッサー１１は、記憶部１２に格納された各種プログラムを実行する。
【0033】
記憶部１２は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を含む記憶装置である。なお、記憶部１２は、制御装置１Ｃに内蔵されるものに代えて、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等のデジタル入出力ポート等によって接続された外付け型の記憶装置であってもよい。記憶部１２は、制御装置１Ｃが処理する各種の情報、各種のプログラム等を記憶する。
【0034】
入力受付部１３は、例えば、表示部１５と一体に構成されたタッチパネルである。なお、入力受付部１３は、キーボード、マウス、タッチパッド、その他の入力装置であってもよい。
【0035】
通信部１４は、例えば、ＵＳＢ等のデジタル入出力ポート、イーサネット（登録商標）ポート等を含んで構成される通信装置である。
【0036】
表示部１５は、例えば、液晶ディスプレイパネル、有機ＥＬ（ElectroLuminescence）ディスプレイパネル等を含む表示装置である。
【0037】
【0038】
制御装置１Ｃは、記憶部１２と、入力受付部１３と、通信部１４と、表示部１５と、制御部１６を備える。
【0039】
制御部１６は、制御装置１Ｃの全体を制御する。これにより、制御部１６は、物質生成装置１の全体を制御する。制御部１６は、融解制御部１６１と、結晶化制御部１６２と、印加制御部１６３を備える。制御部１６が備えるこれらの機能部は、例えば、プロセッサー１１が、記憶部１２に記憶された各種のプログラムを実行することにより実現される。また、当該機能部のうちの一部又は全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェア機能部であってもよい。
【0040】
融解制御部１６１は、融解部ＨＴを制御する。
【0041】
結晶化制御部１６２は、結晶化部ＣＬを制御する。
【0042】
印加制御部１６３は、印加部１Ｂを制御する。
【0043】
＜物質生成装置が第２物質の鏡像異性体を作り分ける原理＞
以下、物質生成装置１が第２テルルの鏡像異性体を作り分ける原理を例に挙げて、物質生成装置１が第２物質の鏡像異性体を作り分ける原理について説明する。
以下、物質生成装置１が第２テルルの鏡像異性体を作り分ける原理を例に挙げて、物質生成装置１が第２物質の鏡像異性体を作り分ける原理について説明する。
【0044】
図４は、左手系のカイラリティを有するテルルの結晶の一例を示す図である。なお、図４に示した三次元座標系ＴＣは、三次元座標系ＴＣが描かれた図における方向を示す三次元直交座標系である。以下では、説明の便宜上、図４に示した三次元座標系ＴＣのＺ軸の正方向を第１方向と称して説明する。図４に示した通り、テルルの結晶は、左巻の螺旋構造を有している。また、図４に示した点線の矢印は、図４に示したテルルの結晶が左巻の螺旋構造を有していることを明確に示すための補助線であり、この左巻の螺旋構造上に配置した仮想的な点が当該左巻の螺旋構造に沿って第１方向に向かって移動した場合の軌跡を示している。換言すると、当該矢印は、図４に示した左手系のテルルの結晶と左ねじが進む方向との関係性を示している。図４では、当該結晶は、当該結晶の螺旋構造の中心軸が三次元座標系ＴＣにおけるＺ軸と平行な軸となるように配置されている。テルルのようにカイラリティを有する無機物質の結晶には、前述の電気トロイダル双極子が誘起される。カイラリティを有する無機物質の結晶において誘起される電気トロイダル双極子は、当該結晶に含まれる各粒子上に誘起されるベクトル場である。当該結晶に含まれるある１つの粒子を第１粒子と称すると、当該結晶において、第１粒子には、第１粒子に応じた電気トロイダル双極子が誘起される。例えば、図４に示した粒子Ａ１～粒子Ａ３のそれぞれは、テルル原子の一例を示す。そして、粒子Ａ１は、粒子Ａ２と結合している。また、粒子Ａ２は、粒子Ａ３と結合している。図４に示したテルルの結晶において、粒子Ａ１上には、粒子Ａ１に応じた電気トロイダル双極子が誘起される。また、図４に示したテルルの結晶において、粒子Ａ２上には、粒子Ａ２に応じた電気トロイダル双極子が誘起される。また、図４に示したテルルの結晶において、粒子Ａ３上には、粒子Ａ３に応じた電気トロイダル双極子が誘起される。
【0045】
ここで、図５は、図４に示した結晶において電気トロイダル双極子が誘起されている様子の一例を示す図である。ただし、図５は、三次元座標系ＴＣにおけるＺ軸の負方向に向かって当該結晶を見た場合の当該結晶を示す図である。このため、図５では、図４に示したテルルの結晶を構成する複数の粒子のうち、粒子Ａ１、粒子Ａ２、粒子Ａ３の３つの粒子以外の粒子は、粒子Ａ１、粒子Ａ２、粒子Ａ３のそれぞれの背後に隠れて見えていない。図５に示した３つのベクトル場Ｖ１～Ｖ３のそれぞれは、図４に示した結晶において誘起されている電気トロイダル双極子の一例を示す。ベクトル場Ｖ１は、粒子Ａ１上に誘起されている電気トロイダル双極子である。ベクトル場Ｖ２は、粒子Ａ２上に誘起されている電気トロイダル双極子である。ベクトル場Ｖ３は、粒子Ａ３上に誘起されている電気トロイダル双極子である。なお、図５では、図４に示した結晶において誘起される電気トロイダル双極子（すなわち、ベクトル場Ｖ１～ベクトル場Ｖ３等）を、当該結晶の外側から内側へ向かう矢印ベクトルによって示している。しかしながら、実際の当該電気トロイダル双極子は、現段階においていずれの方向を向いて誘起されるのか測定することができておらず、当該矢印ベクトルが示す方向とすべて逆向きに誘起される場合があることを付記しておく。
【0046】
一方、図６は、右手系のカイラリティを有するテルルの結晶の他の例を示す図である。以下では、説明の便宜上、図６に示した三次元座標系ＴＣのＺ軸の正方向を第２方向と称して説明する。図６に示した通り、テルルの結晶は、右巻の螺旋構造を有している。また、図６に示した点線の矢印は、図６に示したテルルの結晶が右巻の螺旋構造を有していることを明確に示すための補助線であり、この右巻の螺旋構造上に配置した仮想的な点が当該右巻の螺旋構造に沿って第２方向に向かって移動した場合の軌跡を示している。換言すると、当該矢印は、図６に示した右手系のテルルの結晶と右ねじが進む方向との関係性を示している。図６に示したテルルの結晶も、当該結晶の螺旋構造の中心軸が三次元座標系ＴＣにおけるＺ軸と平行な軸となるように配置されている。例えば、図６に示した粒子Ａ４～粒子Ａ６のそれぞれは、テルル原子の一例を示す。そして、粒子Ａ４は、粒子Ａ５と結合している。また、粒子Ａ５は、粒子Ａ６と結合している。図６に示したテルルの結晶において、粒子Ａ４上には、粒子Ａ４に応じた電気トロイダル双極子が誘起される。また、図６に示したテルルの結晶において、粒子Ａ５上には、粒子Ａ５に応じた電気トロイダル双極子が誘起される。また、図６に示したテルルの結晶において、粒子Ａ６上には、粒子Ａ６に応じた電気トロイダル双極子が誘起される。
【0047】
ここで、図７は、図６に示した結晶において電気トロイダル双極子が誘起されている様子の一例を示す図である。ただし、図７は、三次元座標系ＴＣにおけるＺ軸の負方向に向かって当該結晶を見た場合の当該結晶を示す図である。このため、図７では、図６に示したテルルの結晶を構成する複数の粒子のうち、粒子Ａ４、粒子Ａ５、粒子Ａ６の３つの粒子以外の粒子は、粒子Ａ４、粒子Ａ５、粒子Ａ６のそれぞれの背後に隠れて見えていない。図７に示した３つのベクトル場Ｖ４～Ｖ６のそれぞれは、図６に示した結晶において誘起されている電気トロイダル双極子の一例を示す。ベクトル場Ｖ４は、粒子Ａ４上に誘起されている電気トロイダル双極子である。ベクトル場Ｖ５は、粒子Ａ５上に誘起されている電気トロイダル双極子である。ベクトル場Ｖ６は、粒子Ａ６上に誘起されている電気トロイダル双極子である。なお、図７では、図６に示した結晶において誘起される電気トロイダル双極子（すなわち、ベクトル場Ｖ４～ベクトル場Ｖ６等）を、当該結晶の内側から外側へ向かう矢印ベクトルによって示している。しかしながら、実際の当該電気トロイダル双極子は、現段階においていずれの方向を向いて誘起されるのか測定することができておらず、当該矢印ベクトルが示す方向とすべて逆向きに誘起される場合があることを付記しておく。ただし、一般的に、左手系のカイラリティを有するテルルの結晶に含まれる各粒子（すなわち、テルル原子）上に誘起される電気トロイダル双極子の当該結晶に対する方向と、右手系のカイラリティを有するテルルの結晶に含まれる各粒子（すなわち、テルル原子）上に誘起される電気トロイダル双極子の当該結晶に対する方向とは、互いに異なる方向である。
【0048】
図４～図７に示したように、ある無機物質のカイラリティは、当該無機物質の結晶に誘起されている電気トロイダル双極子の方向によって区別することができる。このため、図５に示した左手系のカイラリティを有するテルルの結晶では、電気トロイダル双極子を、当該結晶の外側から内側へ向かう方向に向かって誘起されるように描いている。また、図７に示した右手系のカイラリティを有するテルルの結晶では、電気トロイダル双極子は、当該結晶の内側から外側へ向かう方向に向かって誘起されるように描いている。
【0049】
なお、テルル以外の無機物質のカイラリティについても、電気トロイダル双極子の向きによって規定することができる。そして、以下において説明する鏡像異性体の作り分けの原理は、テルル以外の無機物質に対しても、適用可能である。
【0050】
また、電気トロイダル双極子が誘起される無機物質の結晶構造は、テルルの結晶のように必ずしも螺旋構造ではない。また、高分子化合物のような有機物質が第２物質である場合、第２物質の構造は、螺旋構造よりも複雑な構造を有している。しかしながら、これらの場合であっても、第２物質には、電気トロイダル双極子が誘起される。そして、第２物質のカイラリティは、第２物質において誘起された電気トロイダル双極子の向きによって規定することができる。すなわち、電気トロイダル双極子が誘起される物質であれば、如何なる物質であれ、電気トロイダル双極子の向きによってカイラリティを規定することができる。そして、以下において説明する鏡像異性体の作り分けの原理は、このような有機物質に対しても、適用可能である。
【0051】
以上のようにして第２物質に誘起される電気トロイダル双極子は、第２物質を構成する複数の粒子同士の相対的な位置を示す位置ベクトルとの内積によって、新たなスカラー場として定義し直すことができる。これはすなわち、カイラリティを有する物質には、電気トロイダル双極子に加えて、このような新たなスカラー場が誘起されることを意味する。以下では、説明の便宜上、この新たなスカラー場を、電気トロイダル単極子と称して説明する。例えば、あるカイラリティを有する結晶に含まれる粒子として、第１粒子、第２粒子、第３粒子の３つの粒子を例に挙げると、これら３つの粒子の重心位置からの第１粒子の相対的な位置を示す位置ベクトルと第１粒子に誘起された電気トロイダル双極子との内積と、当該重心位置からの第２粒子の相対的な位置を示す位置ベクトルと第２粒子に誘起された電気トロイダル双極子との内積と、当該重心位置からの第３粒子の相対的な位置を示す位置ベクトルと第３粒子に誘起された電気トロイダル双極子との内積の総和によって定義されるスカラー場が、当該結晶に誘起される電気トロイダル単極子である。そして、電気トロイダル単極子は、擬スカラー場である。
【0052】
ここで、電気トロイダル単極子が誘起される物質へ外場を印加した場合において、ハミルトニアンにおける電気トロイダル単極子との相互作用項の形は、群論による対称性の議論に基づいて特定することができる。そして、そのような相互作用項が示す相互作用に基づく自由エネルギーＦは、結合定数をａ、電気トロイダル単極子をＧ０、予め決められた方向をＺ軸方向とした場合におけるＺ軸方向に向かって第１物質に印加される極性ベクトル場をＥｚ、当該Ｚ軸周りの回転場として第１物質に印加される軸性ベクトル場をωｚによって示すと、以下に示した式（１）のように表される。
【0053】
【数1】
【0054】
なお、上記の式（１）において、自由エネルギーＦは、時間反転に対して不変でなければならない。このため、極性ベクトル場Ｅｚと、軸性ベクトル場ωｚとのうちの一方が時間反転に対して符号を変える場である場合は、極性ベクトル場Ｅｚと、軸性ベクトル場ωｚとのうちの他方は、時間変動する動的な場（すなわち、単調増加する場、単調減少する場、時間の経過とともに増減を繰り返すが全体として減少する場等）でなければならない。
【0055】
上記の式（１）によって表される自由エネルギーＦは、結合定数ａの符号にかかわらず、負の値として算出される。これは、自然界の現象が自由エネルギーを減少させる方向へ進むためである。ここで、結合定数ａは、物質に応じて決まる値である。以下では、一例として、結合定数ａが正である場合について説明する。この場合、極性ベクトル場Ｅｚと軸性ベクトル場ωｚとの積が正の値となるように、融解された第１テルルＭ１に対して極性ベクトル場Ｅｚと軸性ベクトル場ωｚとを印加しながら、当該第１テルルＭ１を冷却して第２テルルとして結晶化させると、第２テルルに誘起される電気トロイダル単極子は、前述の相互作用の存在により、負の値となるように誘起される。ここで、第２テルルに誘起される電気トロイダル単極子の値の符号は、第２テルルのカイラリティと対応付けることができる。以下では、一例として、電気トロイダル単極子の値が負であることと、左手系の第２テルルとが対応付けられている場合について説明する。この場合、すなわち、第２テルルに誘起される電気トロイダル単極子の値が負の値になることは、容器ＲＳ内において、左手系のカイラリティを有する第２テルルが選択的に生成されることを意味する。なお、実際には、電気トロイダル単極子の値が負であることと、左手系の第２テルルとが必ず対応付いているとは限らない。これは、電気トロイダル単極子の値の符号に対応付けられるカイラリティがテルルの場合について現時点で測定されていないからである。このため、繰り返しになるが、電気トロイダル単極子の値が負であることと、左手系の第２テルルとが対応付けられている場合、第２テルルに誘起される電気トロイダル単極子の値が負の値になることは、容器ＲＳ内において、左手系のカイラリティを有する第２テルルが選択的に生成されることを意味する。以下では、説明の便宜上、極性ベクトル場Ｅｚと軸性ベクトル場ωｚとの積が正の値である場合において式（１）により算出される自由エネルギーＦを、左手系の結晶の自由エネルギーと称して説明する。一方、極性ベクトル場Ｅｚと軸性ベクトル場ωｚとの積が負の値となるように、融解された第１テルルＭ１に対して極性ベクトル場Ｅｚと軸性ベクトル場ωｚとを印加しながら、当該第１テルルＭ１を冷却して第２テルルとして結晶化させると、第２テルルに誘起される電気トロイダル単極子は、前述の相互作用の存在により、正の値となるように誘起される。ここで、電気トロイダル単極子の値が負であることと、左手系の第２テルルとが対応付けられている場合、電気トロイダル単極子の値が正であることと、右手系の第２テルルとが対応付けられる。このため、当該場合、電気トロイダル単極子の値が正であることは、右手系のカイラリティを有する第２テルルが選択的に生成されることを意味する。なお、実際には、電気トロイダル単極子の値が正であることと、右手系の第２テルルとが必ず対応付いているとは限らない。これも、電気トロイダル単極子の値の符号に対応付けられるカイラリティが、現時点で測定されていないからである。このため、繰り返しになるが、電気トロイダル単極子の値が正であることと、右手系の第２テルルとが対応付けられている場合、第２テルルに誘起される電気トロイダル単極子の値が正の値になることは、容器ＲＳ内において、右手系のカイラリティを有する第２テルルが選択的に生成されることを意味する。以下では、極性ベクトル場Ｅｚと軸性ベクトル場ωｚとの積が負の値である場合において式（１）により算出される自由エネルギーＦを、右手系の結晶の自由エネルギーと称して説明する。
【0056】
図８は、融解された第１テルルＭ１に外場を印加せずに冷却させた場合における第２テルルの左手系及び右手系それぞれの結晶の自由エネルギーを比較する図である。図８に示したグラフの縦軸は、第２テルルの結晶の自由エネルギーを示す。そして、図８に示した鞍点ＥＬは、左手系のカイラリティを有する第２テルルの結晶の自由エネルギーの最小値の一例を示す。また、図８に示した鞍点ＥＲは、右手系のカイラリティを有する第２テルルの結晶の自由エネルギーの最小値の一例を示す。図８に示したように、これら２つの最小値は、互いに同じ値である。このような場合、融解された第１テルルが冷却されて結晶化された第２テルルには、左手系のカイラリティを有する第２テルルの結晶と、右手系のカイラリティを有する第２テルルの結晶とは、ほぼ同じ量含まれることになる。
【0057】
一方、図９は、極性ベクトル場Ｅｚと軸性ベクトル場ωｚとの積が正の値となるように、極性ベクトル場Ｅｚと軸性ベクトル場ωｚとの２つの場を、融解された第１テルルＭ１に印加しながら冷却させた場合における第２テルルの左手系及び右手系それぞれの結晶の自由エネルギーを比較する図である。図９に示したグラフの縦軸は、第２テルルの結晶の自由エネルギーを示す。そして、図９に示した鞍点ＥＬは、第２テルルの左手系の結晶の自由エネルギーの最小値の一例を示す。また、図９に示した鞍点ＥＲは、第２テルルの右手系の結晶の自由エネルギーの最小値の一例を示す。図９に示したように、第２テルルの左手系の結晶の自由エネルギーの最小値は、第２テルルの右手系の結晶の自由エネルギーの最小値よりも小さい。このため、極性ベクトル場Ｅｚと軸性ベクトル場ωｚとの積が正の値となるように、第１場Ｆ１と第２場Ｆ２との２つの場を、融解された第１テルルＭ１に印加しながら冷却させた場合、結晶化された第２テルルには、左手系のカイラリティを有する第２テルルの結晶が選択的に含まれることになる。
【0058】
また、図１０は、極性ベクトル場Ｅｚと軸性ベクトル場ωｚとの積が負の値となるように、極性ベクトル場Ｅｚと軸性ベクトル場ωｚとの２つの場を、融解された第１テルルＭ１に印加しながら冷却させた場合における第２テルルの左手系及び右手系それぞれの結晶の自由エネルギーを比較する図である。図１０に示したグラフの縦軸は、第２テルルの結晶の自由エネルギーを示す。そして、図１０に示した鞍点ＥＬは、第２テルルの左手系の結晶の自由エネルギーの最小値の一例を示す。また、図１０に示した鞍点ＥＲは、第２テルルの右手系の結晶の自由エネルギーの最小値の一例を示す。図１０に示したように、第２テルルの右手系の結晶の自由エネルギーの最小値は、第２テルルの左手系の結晶の自由エネルギーの最小値よりも小さい。このため、極性ベクトル場Ｅｚと軸性ベクトル場ωｚとの積が負の値となるように、第１場Ｆ１と第２場Ｆ２との２つの場を、融解された第１テルルＭ１に印加しながら冷却させた場合、結晶化された第２テルルには、右手系のカイラリティを有する第２テルルの結晶が選択的に含まれることになる。
【0059】
ここで、物質生成装置１において、第１場Ｆ１は、上記の式（１）における極性ベクトル場Ｅｚの一例である。また、物質生成装置１において、第２場Ｆ２は、上記の式（１）における軸性ベクトル場ωｚの一例である。すなわち、物質生成装置１は、容器ＲＳ内に収容された第１テルルＭ１が融解されてから、融解された第１テルルＭ１が第２テルルとして結晶化されるまでの過程の少なくとも一部において、第１場Ｆ１と第２場Ｆ２との２つの場の積が正の値となるようにこれら２つの場を印加することにより、左手系のカイラリティを有する第２テルルを選択的に生成することができる。また、物質生成装置１は、当該過程の少なくとも一部において、第１場Ｆ１と第２場Ｆ２との２つの場の積が負の値となるようにこれら２つの場を印加することにより、右手系のカイラリティを有する第２テルルを選択的に生成することができる。そして、第１場Ｆ１と第２場Ｆ２との２つの場の積の値の符号は、第１場Ｆ１の方向に対する第２場Ｆ２の方向によって決まる。すなわち、例えば、第１場Ｆ１が電場であり、第２場Ｆ２が時間の経過とともに強さが単調増加する磁場であり、第１場Ｆ１の方向と第２場Ｆ２の方向とが同じ方向である場合、第１場Ｆ１と第２場Ｆ２との２つの場の積が正の値となる。この場合、物質生成装置１は、当該過程の少なくとも一部において、第１場Ｆ１と第２場Ｆ２との２つの場を印加すると、左手系のカイラリティを有する第２テルルを選択的に生成することができる。また、例えば、第１場Ｆ１が電場であり、第２場Ｆ２が時間の経過とともに強さが単調増加する磁場であり、第１場Ｆ１の方向と第２場Ｆ２の方向とが反対の方向である場合、第１場Ｆ１と第２場Ｆ２との２つの場の積が負の値となる。この場合、物質生成装置１は、当該過程の少なくとも一部において、第１場Ｆ１と第２場Ｆ２との２つの場を印加すると、右手系のカイラリティを有する第２テルルを選択的に生成することができる。以上のような鏡像異性体の作り分けの原理は、テルルに限らず、電気トロイダル双極子が誘起される他の如何なる無機物質に対しても適用可能であり、且つ、電気トロイダル双極子が誘起される他の如何なる有機物質に対しても適用可能である。
【0060】
＜物質生成装置が第１テルルから第２テルルを生成する処理＞
以下、図１１を参照し、物質生成装置１が１種類以上の第１物質から第２物質を生成する処理の一例として、物質生成装置１が第１テルルＭ１から第２テルルを生成する処理について説明する。図１１は、物質生成装置１が第１テルルＭ１から第２テルルを生成する処理の流れの一例を示す図である。なお、以下では、一例として、物質生成装置１が第１テルルＭ１から左手系のカイラリティを有する第２テルルを選択的に生成する場合について説明する。このため、以下では、一例として、図１１に示したステップＳ１１０の処理が行われるよりも前のタイミングにおいて、第１場Ｆ１の方向と第２場Ｆ２の方向とが同じ方向となるように、第１場印加装置１Ｂ１と第２場印加装置１Ｂ２とのそれぞれが配置されている場合について説明する。また、以下では、一例として、当該タイミングにおいて、容器ＲＳ内に第１テルルＭ１が収容されている場合について説明する。また、以下では、一例として、当該タイミングにおいて、第１テルルＭ１から左手系のカイラリティを有する第２テルルを生成する処理を開始する操作を制御装置１Ｃが受け付けている場合について説明する。
以下、図１１を参照し、物質生成装置１が１種類以上の第１物質から第２物質を生成する処理の一例として、物質生成装置１が第１テルルＭ１から第２テルルを生成する処理について説明する。図１１は、物質生成装置１が第１テルルＭ１から第２テルルを生成する処理の流れの一例を示す図である。なお、以下では、一例として、物質生成装置１が第１テルルＭ１から左手系のカイラリティを有する第２テルルを選択的に生成する場合について説明する。このため、以下では、一例として、図１１に示したステップＳ１１０の処理が行われるよりも前のタイミングにおいて、第１場Ｆ１の方向と第２場Ｆ２の方向とが同じ方向となるように、第１場印加装置１Ｂ１と第２場印加装置１Ｂ２とのそれぞれが配置されている場合について説明する。また、以下では、一例として、当該タイミングにおいて、容器ＲＳ内に第１テルルＭ１が収容されている場合について説明する。また、以下では、一例として、当該タイミングにおいて、第１テルルＭ１から左手系のカイラリティを有する第２テルルを生成する処理を開始する操作を制御装置１Ｃが受け付けている場合について説明する。
【0061】
融解制御部１６１は、融解部ＨＴを制御し、容器ＲＳの内部を融解部ＨＴに加熱させ、容器ＲＳ内に収容された第１テルルＭ１を融解する（ステップＳ１１０）。ここで、融解制御部１６１は、例えば、容器ＲＳ内の温度が、テルルの融点よりも高い所定の温度になるまで加熱することにより、容器ＲＳ内に収容された第１テルルＭ１を完全に融解する。この場合、例えば、容器ＲＳには、温度センサーが設けられている。そして、この場合、融解制御部１６１は、この温度センサーからの出力に基づいて、容器ＲＳの内部を融解部ＨＴに加熱させ、容器ＲＳ内に収容された第１テルルＭ１を融解する。所定の温度は、事前の実験、熱力学に基づく理論計算等によって、容器ＲＳ内に収容された第１テルルＭ１が完全に融解する場合における容器ＲＳ内の温度として決められる。これにより、融解制御部１６１は、ステップＳ１１０において、容器ＲＳ内に収容された第１テルルＭ１を完全に融解することができる。なお、容器ＲＳ内に収容された第１テルルＭ１が完全に融解されていることは、容器ＲＳ内に収容された第１テルルＭ１がすべて融解されていることを意味する。また、融解制御部１６１は、ステップＳ１１０において、他の方法により、容器ＲＳ内に収容された第１テルルＭ１を完全に融解する構成であってもよい。
【0062】
次に、結晶化制御部１６２は、結晶化部ＣＬを制御し、容器ＲＳ内を結晶化部ＣＬに冷却させ始める（ステップＳ１２０）。
【0063】
次に、結晶化制御部１６２は、前述の温度センサーからの出力に基づいて、容器ＲＳ内の温度が温度Ｔ０に到達するまで待機する（ステップＳ１３０）。なお、結晶化制御部１６２は、ステップＳ１３０において、他の方法により、容器ＲＳ内の温度が温度Ｔ０に到達するまで待機する構成であってもよい。また、結晶化制御部１６２は、ステップＳ１３０において、第１テルルＭ１の温度が温度Ｔ０に到達するまで待機する構成であってもよい。図１１では、ステップＳ１３０の処理を「温度Ｔ０？」によって示している。
【0064】
印加制御部１６３は、容器ＲＳ内の温度が温度Ｔ０に到達したと結晶化制御部１６２が判定した場合（ステップＳ１３０－ＹＥＳ）、印加部１Ｂを制御し、第１場Ｆ１と第２場Ｆ２との２つの場の第１テルルＭ１への印加を印加部１Ｂに開始させる（ステップＳ１４０）。
【0065】
次に、結晶化制御部１６２は、第１テルルＭ１が第２テルルとして結晶化されるまで待機する（ステップＳ１５０）。図１１では、ステップＳ１５０の処理を「結晶化？」によって示している。ここで、結晶化制御部１６２は、例えば、ステップＳ１５０において、前述の温度センサーからの出力に基づいて、容器ＲＳ内の温度が前述の温度Ｔ１以下であると判定した場合、第１テルルＭ１が第２テルルとして結晶化されたと判定する。一方、結晶化制御部１６２は、例えば、ステップＳ１５０において、温度センサーからの出力に基づいて、容器ＲＳ内の温度が前述の温度Ｔ１より高いと判定した場合、第１テルルＭ１が第２テルルとして結晶化していないと判定する。なお、結晶化制御部１６２は、ステップＳ１５０において、他の方法により、第１テルルＭ１が第２テルルとして結晶化されるまで待機する構成であってもよい。
【0066】
結晶化制御部１６２は、第１テルルＭ１が第２テルルとして結晶化されたと判定した場合（ステップＳ１５０－ＹＥＳ）、ステップＳ１２０において開始した冷却を終了させる。また、印加制御部１６３は、当該場合、ステップＳ１４０において開始した場の印加を終了させる（ステップＳ１６０）。そして、制御装置１Ｃは、図１１に示したフローチャートの処理を終了させる。
【0067】
以上のように、物質生成装置１は、第１場Ｆ１と第２場Ｆ２と電気トロイダル単極子との相互作用により、第１テルルＭ１から第２テルルの左手系を選択的に生成することができる。また、物質生成装置１は、ステップＳ１４０において印加する第２場Ｆ２の方向を反対の方向になるように第２場印加装置１Ｂ２を配置し直すことにより、第１テルルＭ１から右手系のカイラリティを有する第２テルルを選択的に生成することができる。すなわち、物質生成装置１は、カイラリティを有する物質の鏡像異性体を作り分ける原理に基づいて、生成する対象となる物質の鏡像異性体を作り分けることができる。
【0068】
以上のような無機物質の鏡像異性体の作り分けは、例えば、結晶のカイラリティに応じた特有の機能を持たせたデバイスの開発等に有用である。換言すると、物質生成装置１は、例えば、このような物質生成方法による無機物質の鏡像異性体の作り分けにより、結晶のカイラリティに応じた特有の機能を持たせたデバイスの開発を促進させることができる。
【0069】
なお、物質生成装置１は、前述した通り、融解された第１テルルの冷却の速さを調整可能な構成であってもよい。この場合、物質生成装置１は、融解された第１テルルの冷却の速さを調整する（例えば、当該速さを遅くする）ことにより、結晶化の効率を向上させることができる。
【0070】
＜実施形態の変形例＞
以下、実施形態の変形例について説明する。実施形態の変形例では、第２物質は、予め決められた種類の高分子化合物の一例であるアラニンである。また、実施形態の変形例では、１種類以上の第１物質は、アラニンの生成に用いる１種類以上の物質であり、例えば、アスパラギン酸と、アスパラギン酸の脱炭酸に必要な各種の酵素である。この場合、物質生成装置１の物質生成部１Ａは、融解部ＨＴ及び結晶化部ＣＬに代えて、混合部ＭＸと、化学反応部ＣＭを備える。また、この場合、物質生成装置１の制御装置１Ｃは、融解制御部１６１及び結晶化制御部１６２に代えて、混合制御部１６４、化学反応制御部１６５を備える。
以下、実施形態の変形例について説明する。実施形態の変形例では、第２物質は、予め決められた種類の高分子化合物の一例であるアラニンである。また、実施形態の変形例では、１種類以上の第１物質は、アラニンの生成に用いる１種類以上の物質であり、例えば、アスパラギン酸と、アスパラギン酸の脱炭酸に必要な各種の酵素である。この場合、物質生成装置１の物質生成部１Ａは、融解部ＨＴ及び結晶化部ＣＬに代えて、混合部ＭＸと、化学反応部ＣＭを備える。また、この場合、物質生成装置１の制御装置１Ｃは、融解制御部１６１及び結晶化制御部１６２に代えて、混合制御部１６４、化学反応制御部１６５を備える。
【0071】
混合部ＭＸは、容器ＲＳ内に収容された１種類以上の第１物質を混合させる装置である。
【0072】
化学反応部ＣＭは、混合部ＭＸによって混合された１種類以上の第１物質を第２物質として高分子化させる化学反応を起こさせる装置である。この一例において、化学反応部ＣＭは、酵素を用いてアスパラギン酸の脱炭酸を起こさせてＬ－アラニンを生成させる装置である。
【0073】
混合制御部１６４は、混合部ＭＸを制御する。
【0074】
化学反応制御部１６５は、化学反応部ＣＭを制御する。
【0075】
＜物質生成装置が１種類以上の第１物質から第２物質を生成する処理＞
以下、図１２を参照し、物質生成装置１が１種類以上の第１物質から第２物質を生成する処理の一例として、物質生成装置１がアスパラギン酸及び各種の酵素から、左手系のカイラリティを有するアラニンであるＬ－アラニンを選択的に生成する処理について説明する。この場合、前述の対象過程は、混合部ＭＸによってアスパラギン酸及び各種の酵素が混合されてから、化学反応部ＣＭによってアスパラギン酸の脱炭酸が行われた結果としてアラニンが生成されるまでの過程である。図１２は、物質生成装置１がアスパラギン酸及び各種の酵素からＬ－アラニンを選択的に生成する処理の流れの一例を示す図である。なお、以下では、一例として、図１２に示したステップＳ２１０の処理が行われるよりも前のタイミングにおいて、第１場Ｆ１の方向と第２場Ｆ２の方向とが同じ方向となるように、第１場印加装置１Ｂ１と第２場印加装置１Ｂ２とのそれぞれが配置されている場合について説明する。また、以下では、一例として、当該タイミングにおいて、容器ＲＳ内にアスパラギン酸及び各種の酵素が収容されている場合について説明する。また、以下では、一例として、当該タイミングにおいて、物質生成装置１がアスパラギン酸及び各種の酵素から、Ｌ－アラニンを生成する処理を開始する操作を制御装置１Ｃが受け付けている場合について説明する。
以下、図１２を参照し、物質生成装置１が１種類以上の第１物質から第２物質を生成する処理の一例として、物質生成装置１がアスパラギン酸及び各種の酵素から、左手系のカイラリティを有するアラニンであるＬ－アラニンを選択的に生成する処理について説明する。この場合、前述の対象過程は、混合部ＭＸによってアスパラギン酸及び各種の酵素が混合されてから、化学反応部ＣＭによってアスパラギン酸の脱炭酸が行われた結果としてアラニンが生成されるまでの過程である。図１２は、物質生成装置１がアスパラギン酸及び各種の酵素からＬ－アラニンを選択的に生成する処理の流れの一例を示す図である。なお、以下では、一例として、図１２に示したステップＳ２１０の処理が行われるよりも前のタイミングにおいて、第１場Ｆ１の方向と第２場Ｆ２の方向とが同じ方向となるように、第１場印加装置１Ｂ１と第２場印加装置１Ｂ２とのそれぞれが配置されている場合について説明する。また、以下では、一例として、当該タイミングにおいて、容器ＲＳ内にアスパラギン酸及び各種の酵素が収容されている場合について説明する。また、以下では、一例として、当該タイミングにおいて、物質生成装置１がアスパラギン酸及び各種の酵素から、Ｌ－アラニンを生成する処理を開始する操作を制御装置１Ｃが受け付けている場合について説明する。
【0076】
混合制御部１６４は、混合部ＭＸを制御し、容器ＲＳの内部を混合部ＭＸに攪拌させ、容器ＲＳ内に収容されたアスパラギン酸及び各種の酵素を混合する（ステップＳ２１０）。ここで、混合制御部１６４は、例えば、ステップＳ１１０において、予め決められた時間が経過するまでの間、容器ＲＳの内部を混合部ＭＸに攪拌させる。予め決められた時間は、事前の実験等によって、容器ＲＳの内部のアスパラギン酸及び各種の酵素が完全に混合するのに要する時間として決められる。
【0077】
次に、印加制御部１６３は、印加部１Ｂを制御し、第１場Ｆ１と第２場Ｆ２との２つの場のアスパラギン酸及び各種の酵素への印加を印加部１Ｂに開始させる（ステップＳ２２０）。
【0078】
次に、化学反応制御部１６５は、化学反応部ＣＭを制御し、酵素を用いてアスパラギン酸の脱炭酸を起こさせてアラニンを生成させる化学反応を化学反応部ＣＭに開始させる（ステップＳ２３０）。
【0079】
次に、化学反応制御部１６５は、ステップＳ２３０において開始した化学反応が終了するまで待機する（ステップＳ２４０）。化学反応制御部１６５は、例えば、ステップＳ２３０の処理を開始したタイミングから所定の待機時間が経過したと判定した場合、当該化学反応が終了したと判定する。一方、化学反応制御部１６５は、例えば、当該タイミングから所定の待機時間が経過していないと判定した場合、当該化学反応が終了していないと判定する。なお、化学反応制御部１６５は、ステップＳ２４０において、他の方法により、当該化学反応が終了するまで待機する構成であってもよい。
【0080】
制御装置１Ｃは、ステップＳ２３０において開始した化学反応が終了したと化学反応制御部１６５が判定した場合（ステップＳ２４０－ＹＥＳ）、図１２に示したフローチャートの処理を終了させる。
【0081】
以上のように、物質生成装置１は、第１場Ｆ１と第２場Ｆ２と電気トロイダル単極子との相互作用により、アスパラギン酸及び各種の酵素からＬ－アラニンを選択的に生成することができる。また、物質生成装置１は、ステップＳ２２０において印加する第２場Ｆ２の方向を反対の方向になるように第２場印加装置１Ｂ２を配置し直すことにより、アスパラギン酸及び各種の酵素から右手系のカイラリティを有するアラニンであるＤ－アラニンを選択的に生成することができる。すなわち、物質生成装置１は、カイラリティを有する物質の鏡像異性体を作り分ける原理に基づいて、生成する対象となる有機物質の鏡像異性体を作り分けることができる。
【0082】
以上のような有機物質の鏡像異性体の作り分けは、例えば、創薬の効率化等において有用である。換言すると、物質生成装置１は、例えば、このような物質生成方法による有機物質の鏡像異性体の作り分けにより、創薬の効率化を図ることができる。
【0083】
なお、上記において説明した事項は、物質生成装置１としての機能を損なわない限りにおいて、如何様に組み合わされてもよい。
【0084】
以上説明したように、実施形態に係る物質生成方法は、１種類以上の第１物質から、生成する対象となる第２物質を生成させる物質生成ステップと、生成ステップによって１種類以上の第１物質から第２物質が生成される過程の少なくとも一部を含む期間において、１種類以上の第１物質に２つの場を印加する印加ステップと、を有し、第２物質は、電気トロイダル双極子が誘起される物質であり、２つの場のうちの一方の第１場は、極性ベクトル場であり、２つの場のうちの他方の第２場は、軸性ベクトル場であり、第１場と第２場とのうちの一方は、時間変動しない静的な場であり、第１場と第２場とのうちの他方は、時間変動する動的な場である。これにより、物質生成方法は、生成する対象となる対象物質の左手系と右手系とを作り分ける原理に基づいて、対象物質の左手系と右手系とを作り分けることができる。ここで、上記において説明した例では、第１テルルＭ１は、１種類以上の第１物質の一例である。また、上記において説明した例では、アスパラギン酸及び各種の酵素は、当該１種類以上の第１物質の一例である。また、上記において説明した例では、第２テルル及びアラニンのそれぞれは、当該第２物質の一例である。また、上記において説明した例では、第１場Ｆ１は、当該第１場の一例である。また、上記において説明した例では、第２場Ｆ２は、当該第２場の一例である。また、上記において説明した例では、時間変動しない静的な電場は、当該時間変動しない静的な場の一例である。
【0085】
また、物質生成方法では、１種類以上の第１物質は、予め決められた１種類の無機物質であり、第２物質は、結晶化された無機物質であり、物質生成ステップは、無機物質を加熱して融解する融解ステップと、融解ステップにより融解された無機物質を冷却して第２物質として結晶化させる結晶化ステップと、を含み、生成ステップによって無機物質から第２物質が生成される過程は、融解ステップによって無機物質が融解されてから、結晶化ステップによって無機物質が第２物質として結晶化されるまでの過程である、構成が用いられてもよい。ここで、上記において説明した例では、第１テルルは、当該無機物質の一例である。また、上記において説明した例では、第２テルルは、当該第２物質の一例である。
【0086】
また、物質生成方法では、印加ステップは、結晶化ステップによって無機物質の温度が無機物質の融点よりも高い予め決められた温度になった場合に、無機物質への２つの場の印加を開始する、構成が用いられてもよい。ここで、上記において説明した例では、温度Ｔ０は、当該予め決められた温度の一例である。
【0087】
また、物質生成方法では、第２物質は、高分子化合物であり、１種類以上の第１物質は、第２物質の生成に用いる１種類以上の物質であり、物質生成ステップは、１種類以上の第１物質を混合させる混合ステップと、混合ステップによって混合された１種類以上の第１物質を第２物質として高分子化させる化学変化を起こさせる化学反応ステップと、を含み、生成ステップによって１種類以上の第１物質から第２物質が生成される過程は、混合ステップによって１種類以上の第１物質が混合されてから、化学反応ステップによって１種類以上の第１物質が第２物質として高分子化されるまでの過程である、構成が用いられてもよい。ここで、上記において説明した例では、Ｌ－アラニンは、当該第２物質の一例である。また、上記において説明した例では、アスパラギン酸及び各種の酵素は、当該１種類以上の第１物質の一例である。
【0088】
また、物質生成方法では、第１場は、時間変動しない静的な電場であり、第２場は、時間の経過に伴い強さが単調増加する動的な磁場であり、第２場の方向は、第１場の方向と同じ方向、又は、第１場の方向と反対の方向である、構成が用いられてもよい。
【0089】
また、物質生成方法では、第１場は、時間の経過に伴い強さが単調増加する動的な電場であり、第２場は、時間変動しない静的な磁場であり、第２場の方向は、第１場の方向と同じ方向、又は、第１場の方向と反対の方向である、構成が用いられてもよい。
【0090】
また、実施形態に係る物質生成装置は、１種類以上の第１物質から、生成する対象となる第２物質を生成させる物質生成部と、物質生成部によって１種類以上の第１物質から第２物質が生成される過程の少なくとも一部を含む期間において、１種類以上の第１物質に２つの場を印加する印加部と、を備え、第２物質は、電気トロイダル双極子が誘起される物質であり、２つの場のうちの一方の第１場は、極性ベクトル場であり、２つの場のうちの他方の第２場は、軸性ベクトル場であり、第１場と第２場とのうちの一方は、時間変動しない静的な場であり、第１場と第２場とのうちの他方は、時間変動する動的な場である。これにより、物質生成装置は、生成する対象となる対象物質の左手系と右手系とを作り分ける原理に基づいて、対象物質の左手系と右手系とを作り分けることができる。ここで、上記において説明した例では、物質生成部１Ａは、当該物質生成部の一例である。また、上記において説明した例では、印加部１Ｂは、当該印加部の一例である。
【0091】
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない限り、変更、置換、削除等されてもよい。
【0092】
また、以上に説明した装置（例えば、物質生成装置１、制御装置１Ｃ）における任意の構成部の機能を実現するためのプログラムを、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録し、そのプログラムをコンピューターシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピューターシステム」とは、ＯＳ（Operating System）や周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ（Compact Disk）－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバーやクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリー（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【0093】
また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピューターシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピューターシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【符号の説明】
【0094】
１…物質生成装置、１Ａ…物質生成部、１Ｂ…印加部、１Ｂ１…第１場印加装置、１Ｂ２…第２場印加装置、１Ｃ…制御装置、１１…プロセッサー、１２…記憶部、１３…入力受付部、１４…通信部、１５…表示部、１６…制御部、１６１…融解制御部、１６２…結晶化制御部、１６３…印加制御部、１６４…混合制御部、１６５…化学反応制御部、ＣＬ…結晶化部、ＣＭ…化学反応部、Ｆ１…第１場、Ｆ２…第２場、ＨＴ…融解部、Ｍ１…第１テルル、ＭＸ…混合部、ＲＳ…容器、ＴＣ…三次元座標系
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】