慣性の法則破れる? - 量子力学において粒子はまっすぐ進まないことが判明

広島大学は、自由空間中の粒子の動きを測定し、3か所の粒子の位置分布の理論的分析から、粒子の8%が直線に沿って動いておらず、ニュートンの第1法則を破る可能性があると発表した。

同成果は、同大先端物質科学研究科量子物質科学専攻のホフマン・ホルガ 准教授によるもの。詳細は米国の学術誌「Physical Review A」掲載された。

ニュートンの第1法則によれば、自由空間中の粒子は常に直線に沿って動くはずだが、この法則は量子力学においても有効なのかについては、不確定性原理によって「運動中」の粒子を正確にとらえることができないため、明らかにはなっていなかった。

今回の研究は、位置の状態と運動量の状態との量子干渉効果を利用。その結果、ニュートンの第1法則に反する明白な証拠が、3つの異なる時間における位置測定の統計から得られる可能性が示されたとする。

同成果についてホルガ氏は、3か所の粒子の位置分布の理論的分析から、少なくとも粒子の8%が直線に沿って動いていないことがわかるとしている。また、今後、量子の干渉効果が結果的にニュートンの第1法則を破る可能性の最も顕著な証拠となりうることを示しているとコメントしている。



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