インターネットをうろうろしていると、たまにクレイジーな発見をすることがあります。例えば、3M社の巨大なプラスチックシートが生み出した奇妙な現象についての古い記録です。簡単に言うと、高速で移動する帯電プラスチックシートが何らかの効果を生み出し、人間が見えない壁を通り抜けられないようにしたそうです。まるで力場のようですね。正直、これが本当かどうかは疑わしいですが、とりあえず実際に起こったと仮定してみましょう。もしそうだとしたら、この中には実際に起こったと確信できる、興味深い物理法則を示す部分もあります。しかも、いくつかは自宅でも試せるんです。
プラスチックで物を帯電させることはできますか?
はい、可能です。これは摩擦電気効果と呼ばれ、乾燥機で乾かした靴下が静電気を帯びる様子で見られます。基本的な原因は、異なる素材同士の摩擦接触ですが、おそらく少し異なることが起こっているのでしょう。
二つの物質をこすり合わせるだけでなく、引き離すことでも電荷の分離が起こり得ることが分かっています。この効果を自宅で簡単に再現する方法をご紹介します。透明の粘着テープ（どのメーカーでも使えると思います）を用意します。ローラーからテープを10～20cm（鉛筆より少し長め）ほどの長さに切り取ります。テープの片方の端を折り曲げて、上部に小さな「持ち手」を作ります。次に、このテープをテーブルなどの硬い面に貼り付けます。必要であれば、このテープの持ち手にラベルを書いても構いません。「L」（下側）などと書いてください。次に、同じくらいの大きさの別のテープを「L」テープの上に重ねて、同じ手順を繰り返します。上のテープに「U」（上側）と書いてください。
2枚のテープを重ねたら、下のテープから上に引っ張り上げて、テープがくっついた状態を保ちます。こんな感じになります。
物理の準備はできました。2本のテープの持ち手をつかみ、素早く引き離してください。こんな感じです。
ドカン！これで、反対の電荷を持つ2本のテープができました。2本のテープが互いに引き合っているのが分かります。でも、一体何が起こっているのでしょうか？100%確信はありませんが、基本的に2本のテープを引き裂くと、一部の電荷（おそらく電子）が片方のテープに、もう片方のテープよりも強く引き寄せられます。その結果、片方のテープは電子が過剰で全体的に負に帯電し、もう片方のテープは電子が不足して全体的に正に帯電します。
どのテープがプラスで、どのテープがマイナスか、どうやって見分けるのでしょうか？実は、見分けるのはそれほど簡単ではありません。また、粘着テープのブランドによっては、U字型テープがプラス、U字型テープがマイナスになっているものもあります。本当にどちらのテープがマイナスかを見分けたいなら、別の既知の電荷を持つテープに近づける必要があります。反発するテープはマイナスです。
もう1組のテープ（U字型テープとL字型テープ）を作ると、さらに面白いことが起こります。2つのU字型テープを近づけるとどうなるでしょうか？2つのU字型テープは同じ電荷を持っているため、反発し合います。
二つの物体が反発する場合、それらは同じ電荷を持っている必要があります。しかし、物体が引き合う場合、必ずしも反対の電荷を持っているとは限りません。しかし、テープ（またはプラスチック）に過剰な電荷を帯びさせることは明らかです。粘着テープを使った帯電は、空気中の湿度が高くても効果を発揮するため、非常に便利です。
帯電した物体は中性物体と相互作用できますか?
3M社の「見えない壁」という奇妙な話の一つに、それが人間を押し戻すという話があります。この見えない壁は、過剰な（あるいは超帯電した）プラスチックだけが原因ではないはずです。問題は、電荷は中性物質を引き寄せることはできても、反発することができないということです。
まずは実演から始めましょう。帯電テープ（どれでも構いません）を1本用意し、紙を細かくちぎります（数枚あれば十分です）。ちぎった紙をテーブルの上に置き、帯電テープをその上にかざします。すると、次のようなことが起こります。
帯電している紙は中性紙を引き寄せます。よく考えてみると、これはかなりすごいことですよね。あ、どちらのテープでも使えるはずです。ぜひ試してみてください。
しかし、なぜテープと紙の間に相互作用が起こるのでしょうか？答えは、中性紙にも電荷（陽子と電子）が残っているからです。この仕組みを説明するために、テープが負に帯電していると仮定します。テープが中性紙に近づくと、負のテープは紙の負電荷を押し、正電荷を引っ張ります。その結果、紙にわずかな電荷分離が生じます。電荷間の電気力は距離とともに減少するため、正電荷とテープ間の引力は、負電荷間の反発力よりも大きくなります。つまり、正のテープと中性紙の間には引力が生じるのです。
二つの物体を電気的に反発させる唯一の方法は、それらの電荷を同じにすることです。つまり、3Mの奇妙な目に見えない壁には何か別のことが起こっているに違いありません。
イオン化された空気はどうですか?
ビル・ビーティは3M社の見えない壁を説明する理論を提唱しています。プラスチックシートがイオン化した空気を生成し、それが壁を形成したのではないか、というものです。イオン化した空気とは、酸素分子または窒素分子が電子を1つ余分に持つか失って電荷を帯びた状態です。この電荷を帯びた空気は、同じ電荷を持つプラスチック部分からは反発され、反対の電荷を持つプラスチック部分には引き寄せられます。ビーティの理論では、このイオン化した空気は何らかの方法で3M社のプラスチックシートの近くの特定の場所に閉じ込められると考えられています。閉じ込められたイオン化した空気は、空気圧の差を生み出し、それが見えない壁として機能するのです。これは本当にすごい話ですが、もしかしたら実現するかもしれません。
粘着テープを使えばもっとクレイジーなことができる
これは電荷や壁とは全く関係ありません。唯一関係があるのは、透明なテープの話をしているということです。どうやら、このテープを使ってX線を作れるらしいです。ええ、本当です。でもご安心ください。テープを剥がすたびにX線が作られるわけではありません。これを機能させるには、真空状態でロールからテープを剥がす必要があります。すると、ドカン！ X線が出てくるんです。
これは面白いチャレンジになりそうです。容器から空気を抜き、粘着テープを使ってX線写真を作る装置を作れるか試してみてください。それに歯科用レントゲンフィルムをつなげて、何か面白い画像を作るのもいいかもしれません。難しいかもしれませんが、できると思います。
