宇宙のモノは見るまで存在しない?NTTとイリノイ大学が実験で証明

世界は見るまで存在しないのか?

A
電子や光子などの極めて小さい素粒子は、その振る舞いが量子力学で記述されます。そして、量子力学によれば、これらの素粒子は、普段は確率として、ぼんやりとした霧の塊ように存在しており、観測を行なうまではその厳密な位置や速度などの状態を確定できません。つまり、見ていない(観測をしていない)素粒子は、見るまでは存在していないともいうことができるのです。
B
この非実在性「見るまでは存在しない」は、素粒子のような微視的世界では厳密な実験で実証されているにゃ。けどにゃ、人間スケールの巨視的世界では、例えば月の非実在性「誰も見ていない間は月は存在していない」というのは、通常の常識的にはあり得ないと考えらていたにゃ。
A
そうです、本当に巨視的世界にも物理学的見地から量子力学的非実在性が当てはまらないのかどうかは、これまで未解決だったわけです。具体的には、ある物理系で実在性の破れを確認するためには実在性が満たすレゲット・ガーグ不等式と呼ばれる条件がその物理系で破れることを示す必要があります。この不等式は実在性が成り立てば必ず満たされるが、量子力学のように実在性が成り立たない系では満たされない場合があります。
A
しかし、実験で直接レゲット・ガーグ不等式の破れを示すためには、量子性が保たれる時間内に3回の高精度な測定が必要などの厳しい条件があり実証が困難だったわけです。
B
うむ。そこで、日本電信電話株式会社と米国イリノイ大学は、アルミニウム超伝導回路から成る超伝導磁束量子ビットにおいて実在性の破れの検証実験を行ない、実験誤差標準偏差の84倍の精度で超伝導磁束量子ビットの電流状態の非実在性を実証したわけにゃりね。すごいにゃ!

超伝導磁束量子ビットを用いた巨視的実在性問題の実験的検証に成功

日本電信電話株式会社(本社:東京都千代田区、代表取締役社長:鵜浦博夫、以下 NTT)は、米国イリノイ大学と共同で、超伝導磁束量子ビット※1を用いることによって超伝導電流における実在性※2の破れの実証に成功しました。

観測されたものは観測する前から存在しているという性質は実在性と呼ばれ、日常見る巨視的世界では常識と考えられています。一方で電子一個の振る舞いのように量子力学で記述される微視的世界では観測によって初めてその状態が定まり、観測以前にその状態が実在していたとは言えない非実在性が現れます。巨視的世界も量子力学に従っているのであれば非実在性が現れると考えられます。巨視的世界でも非実在性が現れるのかそれとも量子力学に適用限界があり巨視的世界では非実在性が現れないのかという問題(巨視的実在性問題)は量子力学の黎明期からある未解決問題の一つでした。

今回、NTT物性科学基礎研究所は、アルミニウム超伝導回路から成る超伝導磁束量子ビットにおいて実在性の破れの検証実験を行い、実験誤差標準偏差の84倍の精度で超伝導磁束量子ビットの電流状態の非実在性を実証しました。これによって量子力学が微視的なスケールのみならず電流状態という巨視的なスケールまで適用できることを明らかにしました。

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