不確定性原理に新たな成果

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不確定性原理に欠陥…量子物理学の原理崩す成果

読売新聞 1月16日(月)3時4分配信

読売新聞

　電子など小さな粒子の位置や速度を同時に正しく測定することは不可能とする「ハイゼンベルクの不確定性原理」が、常には成り立たないとする実験結果を、ウィーン工科大と名古屋大の研究チームがまとめた。

　８０年以上前に提唱された量子物理学の基本原理を崩す成果で、ナノ科学での新たな測定技術開発の手がかりになるという。１５日付の科学誌ネイチャー・フィジックス電子版に掲載される。

　物が見えるのは、物に当たった光が反射して、私たちの目に届くからだ。時間をおいて２度見れば、物の動き（速度）がわかる。ただ、光は波長が短いほどエネルギーが大きいので、小さな粒子を見る場合に問題が生じる。短い波長の光を使うほど、粒子の位置は詳しく測れるが、反射した時に粒子をはね飛ばすので、元の速度は測れなくなる。

　このため、位置と速度は、一方を正確に測ろうとすると、もう片方の誤差が増える。これが不確定性原理で、ドイツの物理学者ハイゼンベルクが１９２７年に提唱。３２年にノーベル物理学賞を受賞している。

　同工科大の長谷川祐司准教授らは、原子核を構成する中性子について、「スピン」という量を測定した。２種類のスピンを測ると、位置と速度の測定に相当する。その結果、二つのスピンを極めて正確に測定でき、不確定性原理を表す数式で示される誤差を下回った。

　同原理の不成立を別の数式を使って主張してきた共同研究者の小澤正直・名古屋大教授は「小さい粒子でも、位置も速度も正確に測れることが実験でも実証できた。新しい測定技術や解読不可能な量子暗号の開発などへの道が開けるのではないか」と話している。