「美しい…」
奏が軌道の図を見つめた。
零が微笑んだ。「s軌道。球対称」
「花みたい」
「p軌道は、もっと複雑」
画面に、ダンベル型の軌道が現れた。
「三つある。px、py、pz」ミリアが説明した。
「なんで三つ？」
「三次元空間だから。x、y、z 軸に沿ってる」
奏が聞いた。「d軌道は？」
零が新しい図を見せた。「五つ。もっと複雑な形」
「きれい…」
「f軌道は七つ。さらに複雑」
ミリアが付け加えた。「でも、全部数式で表せる」
「数式？」奏が驚いた。
「シュレディンガー方程式の解。波動関数」
零が説明した。「電子は、粒子であり波」
「波？」
「確率の波。軌道は、電子が見つかる確率分布」
奏がノートに書いた。「電子は、ここにいる？」
「確率的に。観測するまで、位置は定まらない」
「不思議…」
「量子力学の本質」ミリアが言った。
零が続けた。「各軌道は、量子数で指定される」
「量子数？」
「n、l、m、s。四つの数字」
「nは主量子数。エネルギーレベル」
「lは角運動量量子数。軌道の形」
「mは磁気量子数。軌道の向き」
「sはスピン量子数。電子の自転」
奏が圧倒された。「複雑…」
「でも、規則的」零が言った。
ミリアが図を描いた。「電子は、内側から順に埋まる」
「1s、2s、2p、3s、3p…」
「パウリの排他原理。一つの軌道に、最大二つの電子」
零が補足した。「スピンが反対なら、共存できる」
奏が質問した。「化学結合は？」
「軌道の重なり」ミリアが答えた。
「二つの原子の軌道が重なると、結合軌道ができる」
零が図を見せた。「σ結合とπ結合」
「σは、軸に沿った重なり」
「πは、軸に垂直な重なり」
奏が興味を示した。「二重結合は？」
「σ一つとπ一つ」
「三重結合は？」
「σ一つとπ二つ」
ミリアが説明した。「π電子は、動きやすい」
「なんで？」
「広がった軌道だから。特に、共役系では」
零が別の図を描いた。「交互に二重結合がある系。π電子が非局在化する」
「非局在化？」
「特定の結合に留まらず、分子全体に広がる」
奏が理解した。「電子の雲？」
「そう。これが、色や導電性の原因」
ミリアが例を出した。「βカロテン。共役系が長いから、オレンジ色」
「色と、電子？」
「可視光を吸収する。電子が励起される」
零が説明した。「共役系が長いほど、低エネルギーの光を吸収」
「だから、色が変わる」
奏がノートに整理した。「電子軌道が、色を決める」
「性質のほとんどは、電子配置で決まる」ミリアが言った。
零が続けた。「反応性、安定性、磁性…すべて電子」
奏が呟いた。「電子軌道に恋をした…」
二人が奏を見た。
「こんなに美しくて、複雑で、すべてを決める」
ミリアが微笑んだ。「科学者の多くが、同じ気持ちを持つ」
零が静かに言った。「見えないものの美しさ」
奏が図を見つめた。「この形、本当に実在するの？」
「確率分布としては、実在する」
「でも、見えない」
「電子顕微鏡でも、直接は見えない。でも、間接的には観測できる」
ミリアが付け加えた。「数式と実験が、一致する」
「それが、信じる理由」
奏がノートを閉じた。「見えないものを信じる」
零が頷いた。「科学の信仰」
「でも、証拠に基づいた信仰」ミリアが言った。
三人は沈黙した。見えない軌道が、すべてを決める。
「電子は、宇宙の音楽を奏でる」奏が呟いた。
零が微笑んだ。「詩的だけど、正確」
ミリアが窓を開けた。「量子の世界は、詩の世界」
奏が深呼吸した。「恋してもいい？」
「もう恋してる」二人が笑った。