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物理の基本原則ほころび 「不確定性原理」修正か

名古屋大など新理論実証

現代物理学の基本原理と約80年前から認められてきた「不確定性原理」が当てはまらない場合があることを、名古屋大学などの共同研究グループが実験で確かめた。日常生活を支える半導体やレーザーが開発できたのもこの原理を根幹とする理論が基になっている。実験結果は従来の前提を大きく変え、これまでにない画期的な測定・制御技術に道を開く可能性がある。

小澤正直名大教授、長谷川祐司ウィーン工科大准教授らによる成果。15日付の英科学誌ネイチャーフィジックス(電子版)に論文が掲載される。

不確定性原理は、ミクロの世界は一定以上の精度で測れないとしてきた。電子など粒子の位置を知るには光を当てる必要があるが、光の影響で電子の運動量(速度)の測定誤差が大きくなる。正確な位置と運動量を同時に知ることは不可能との立場だ。

研究グループは人工的に発生させた中性子の持つ磁石の性質を2台の装置で観測する実験で、中性子の状態を精度良く測れる方法があることを突き止めた。不確定性原理とは矛盾するが、小澤教授の理論では説明がついた。

電子などの位置や運動量の誤差が正確に分かれば、ミクロの世界を扱う技術への波及効果も大きい。

情報を緻密に制御することで、スーパーコンピューターの能力をはるかに上回る量子コンピューターの実現などに役立つ見通し。盗み見られた痕跡を僅かなデータ変化から読み取り、絶対に盗聴ができない量子暗号通信の高度化にもつながる。

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