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MITの物理学者チームが、量子力学の根幹を揺るがし続けた98年来の歴史的論争に、ついに最終的な決着をつけた。ノーベル賞物理学者Wolfgang Ketterle（ヴォルフガング・ケターレ）教授が率いる研究チームは、1万個以上の原子を絶対零度近くまで冷却し、それを「スリット」として利用するという、史上最も理想化された「二重スリット実験」を敢行。光が粒子と波の二つの顔を同時に見せることは不可能であると、前例のない精度で証明した。この結果は、Niels Bohr（ニールス・ボーア）の主張を裏付け、Albert Einstein（アルベルト・アインシュタイン）がこの特定の量子シナリオについては誤っていたことを示している。 量子力学の心臓部に横たわる世紀の謎：「二重スリット実験」 物理学の世界で最も有名かつ不可解な実験は何かと問われれば、多くの科学者は「二重スリット実験」と答えるだろう。1801年に
皆さんは「もしもあのとき違う選択をしていたら、今ごろどうなっていただろう？」と考えたことはありませんか。 人間は誰しも、日常生活の中で小さなターニングポイントをいくつも迎えます。 たとえば、今この瞬間、この文章を読んでいる“あなた”とはほんの少しだけ違う行動や選択をしている“もうひとりのあなた”が、見えない別の世界に同時に存在している──そんな奇妙な話は、いかにもSF小説に出てきそうな設定です。 しかし実は、この「並行世界（パラレルワールド）」の概念は、量子力学という現代物理学の基礎理論の解釈として、真剣に議論されてきた歴史があります。 これがいわゆる「多世界解釈（MWI）」です。 多世界解釈の根本的なアイデアは、「量子力学において生じる“重ね合わせ”のすべての可能性が、実際に現実として同時に存在する」というものです。 たとえば有名なシュレディンガーの猫の思考実験では「生きている猫」と「死
「負の温度」はこの世の何よりも熱いこの世でもっとも冷たい温度として知られているのが、絶対零度（0K＝－273.15℃）です。 古典物理によれば、物体の温度は内部の粒子の運動エネルギーによって決まり、0Kの物体は粒子がまったく動かず、エネルギーレベルがすべてゼロにそろった状態と解釈されます。 しかし、そこから少し温度を上げると、粒子のエネルギーは多様化していきます。 たとえば100℃の液体内では、“すべてが100℃相当のエネルギーを持つ”わけではなく、少数の高エネルギー粒子と多数の低エネルギー粒子に分かれているのです。 たとえば100℃の液体の内部にある粒子のエネルギー状態を調べ上げると、全てが100℃に匹敵するエネルギーを平均して持っているわけではなく、一部の高エネルギー粒子とその他多くの低エネルギー粒子によって構成されていることがわかります。 正の温度の世界では一部の高エネルギー粒子とそ
かつて、「永遠に思えるブラックホールもやがて質量を失い、最後には蒸発するだろう」とホーキングは予言し、物理学界に衝撃を走らせた。ただ、その観測は長いあいだ困難を極めていた。その新たな可能性を切り拓くのが、「人工ブラックホール」を用いた検証である。本連載では、その研究の最前線で世界的な注目を集める物理学者の2人、片山春菜氏（広島大学助教）と畠中憲之氏（広島大学教授）にその意義を解説してもらおう。 そもそも「量子」とは？さて、ホーキング博士が考案した、 「ブラックホールに量子効果を導入する」というアイデアは、 具体的にどういうことでしょうか。これを理解するために、量子効果について簡単に触れておくことにしましょう。 原子や電子などのミクロな世界では、私たちが日常生活で経験することとは大きく違うことが起きています。実際、粒子だと思っていた電子は波のようにふるまい、波と思っていた光は粒子のようにふ
みなさんこんにちは！ サイエンスライターな妖精の彩恵りりだよ！ 今回の解説は、宇宙の全ての物質を網羅したチャートについて詳しく解説するよ！ 普段解説しているニュースと違って、この論文は何か新しい科学的発見とかそういう話じゃないけど、全てを網羅した結果、宇宙そのものに関して中々面白い事実が分かってきた、というユニークな研究でもあるよ！ 宇宙の全ての物質を語れる理論は存在しない 私たちの宇宙には素粒子、原子、ウイルス、生物、惑星、恒星、銀河、ブラックホールなど、実に多種多様な物質が存在するよね？物質はどのように誕生したのか？というのは物理学の究極の課題の1つだよ。 また、それと関連する話題として、宇宙を正確に記述する物理学の理論が未完成だという問題もあるよ。現在の物理学は、「一般相対性理論」と「量子力学」の2本柱で構築されているけど、課題も存在するよ。 例えば、一般相対性理論は宇宙や銀河くらい
意識は量子効果で形成されているのかもしれません。 カナダのアルバータ大学（University of Alberta）とアメリカのプリストン大学（Princeton University）で行われた研究によれば、ヒトの意識は量子的な効果で発生しているという量子意識仮説を支持する発見あった、とのこと。 量子意識仮説はブラックホールの存在を示した業績で2020年にノーベル物理学賞を受賞したロジャーペンローズ博士らによって提唱されており、脳科学と量子論を融合した野心的な理論となっています。 かつてはブラックホールの存在と同じく「荒唐無稽」であるとみなされていましたが、新たな研究では量子意識仮説を裏付けるような実験的な結果が得られました。 ヒトの意識は本当に量子効果で形成されているのでしょうか？ 研究内容の詳細は2022年4月18日に開催された『Science of Conciousness』会議
物理学には2つの柱となる理論がある。1つは重力の理論で時空の理論でもある「一般相対性理論」。もう1つは素粒子の理論のベースとなる「量子力学」だ。一般相対論からは「ワームホール」、量子力学からは「量子もつれ」といういずれも奇妙な物理現象の存在が導き出される。これら2つの物理現象が実は等価であるとする仮説を米プリンストン高等研究所のフアン・マルダセナ博士らが提唱、注目を集めている。ブラックホール間に近道が存在
量子力学の可逆性と量子決定論に基づきブラックホール内の情報が保存されているとしたら、それはどこにあるのか？その原理はどうなっているのか？ イベントホライズンテレスコープにより撮影されたM87中心部の超大質量ブラックホール。2019年4月10日13時 (UTC) に公表。 ブラックホール情報パラドックス（ブラックホールじょうほうパラドックス、Black hole information paradox）は、ブラックホールに関するパラドックス。 ブラックホール熱力学によれば、ブラックホールの性質はブラックホールに落下した物質とは無関係に決まる。すなわちブラックホールに落下した物体の情報は失われるとされる。一方で、量子力学においては情報は常に保存されるとされる[1][2]。 2つの主な原理が存在する。 量子決定論は、現在の波動関数を与えれば、その未来の変化は、進化作用素によって一意に定まることを
量子の非局所性の厳密検証に成功――新方式の量子コンピュータにも道：アインシュタイン提唱の「物理学の100年論争」が決着！（1/3 ページ） 東京大学 教授の古澤明氏らの研究チームは2015年3月、約100年前にアインシュタインが提唱した「量子（光子）の非局所性」を世界で初めて厳密に検証したと発表した。検証に用いた技術は、「新方式の超高速量子暗号や超高効率量子コンピュータへの応用が可能」（古澤氏）とする。 東京大学 教授の古澤明氏らの研究チームは2015年3月24日、約100年前にアインシュタインが提唱した「量子（光子）の非局所性」を世界で初めて厳密に検証したと発表した。検証に用いた技術は、「新方式の超高速量子暗号や超高効率量子コンピュータへの応用が可能」（古澤氏）とする。なお、この研究成果は、英国の科学雑誌「Nature Communications」（2015年3月24日［現地時間］オン
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