【粒子と波動の二重性】量子の不思議な性質とは

量子はすべて「粒と波」だ！

わたしたちが日ごろ目にするサッカーボールは「粒」です
転がっているボールの個数を数えることができますが、これは実は重要な粒の性質なのです
また、ボール同士がぶつかると別々に飛んでいきますが、これも粒の性質です
それに対して、波の代表は「水の波」です
波は個数を数えられないうえに、波同士はぶつからず、すり抜けていきます。
そして波が重なると強め合ったり、打ち消し合ったりする干渉も波の性質です

わたしたちが生活で使うものには粒や波があふれています
たとえば、ビー玉や靴、ミカンなどは数えられるので粒です
水の波や音波、光やラジオ波などの電磁波、地震のような振動も波として伝わります
これらの粒や波は、割と簡単にどちらか区別できますが、ふつうはどちらか１つです

ところが量子は、そのどちらの性質も合わせ持つ変わった存在なのです
「粒子と波動の二重性」という言葉を聞いたことがあるかもしれませんが、それこそが量子の振る舞いなのです
あとに光の粒と波の性質を紹介しますが、光以外にも電子や原子などの「物」が波として振る舞うことが１９２４年にルイ・ド・ブロイによって提起され実験的にもつぎつぎと観測されました

物の波は、光などに比べその波長が極端に小さく、さまざまな精密測定に使えることがわかってきました
原子を冷やしてつくる原子レーザーや物質波と呼ばれるものは、超高感度な加速度センサーとしても応用研究がされています
また、電子や中性子の波を用いた干渉計なども、材料測定などに幅広く利用されています

「粒と波」、一見、わたしたちの感覚からするとまったく異なるものですが、量子の世界ではそれは同じものの２つの顔なのです
量子技術の発展によりいままでなじみのない「物質の波」も、もっと活躍の場が増え、これまで見られなかった新たな世界を見せてくれることでしょう

「粒と波」

粒 → ぶつかる
波 → ぶつからないですり抜ける
サッカーボールは粒だが、粒の性質としてボール同士が衝突すると別々に飛んでいく
また、波は水波に代表されるが、波は個数として数えられないうえ、波同士はぶつからずにすり抜ける

「粒」と「波」の性質を持つ「量子」

粒 → さまざまな粒
波 → さざなみ・音波・電波

数えられるものは「粒」であり、日常に使われるもののほとんどが粒である
波を感じるものには海の波や音（音波）、光やラジオ波（電磁波）などがある
ところが、量子は、こうした「粒」と「波」の性質を持つふしぎな存在である

光のレーザー → きれいな光の波
原子レーザー → きれいな物の波

どちらもさまざまな精密測定で大活躍！

ルイ・ド・ブロイ（１８９２〜１９９７年）
フランスの理論物理学者
１９２９年ノーベル物理学賞受賞

【出典】『眠れなくなるほど面白い 図解 量子の話』著：久富隆佑、やまざき れきしゅう

（この記事は、ラブすぽの記事で作りました）

この世の中のものは「粒」か「波」でできている

目に見えるもの（可視の世界）はどちらか一方だ

しかし目に見えないごく小さな世界の量子は「粒」と「波」の両方の性質をもっている

光にも同じように「粒」と「波」の両方の性質がある（二重性）
（光も量子）

光が相対性理論と量子（力学）論をつなぐカギになるかも・・・




眠れなくなるほど面白い 図解 量子の話: 量子の世界を知らずして たぶん 未来は語れない。 単行本

物理の世界を一変させた量子（力学）論
相対性理論もかなり「ぶっとんだ」理論だが、量子（力学）論も「ぶっとんだ」凄い理論だ
この驚異の量子の世界を追う

ＮＹ株は反発、日経平均株価は続伸

３０日（現地時間）のＮＹ株（ダウ平均株価）は、反発し、終値は前日比１６８ドル６１セント高の４万４８８２ドル１３セント

ハイテク株中心のナスダックは４９．４３ポイント高の１万９６８１．７５

Ｓ＆Ｐ５００は３１．８６ポイント高の６０７１．１７



３０日（日本時間）の日経平均株価は続伸し、終値は前日比９９円１９銭高の３万９５１３円９７銭だった、前日の米ハイテク株の下落を受けて安く始まったが、アドテストなど値がさの半導体関連株が朝安後に持ち直し、日経平均の押し上げ要因となった、その後は株価指数先物への買いも断続的に入り、上げ幅は２００円に迫る場面があった

（この記事は、ネットニュースの記事で作りました）

クモの半数は巣を作らない？！

ハエトリグモ

クモの狩りと言えば、“くもの巣”を張って獲物が引っかかるのを待ち続けるイメージがありますが、その方法で獲物をとるクモは全体の半数ほどに過ぎません
残りは網を張らずに徘徊しながら獲物を獲ったり、その場で網を投げつけて捕らえたりします
網を張るものを造網性、張らないものを徘徊性と言います

ハエトリグモは徘徊性で、よく動き回り、歩きながら餌を探します
一般の家でもよく見かけ、「家グモ」と呼ばれるクモはほとんどがハエトリグモ
ハエトリグモはハエだけではなく、カやダニ、ゴキブリの幼虫なども食べることから、益虫とされています
脚にはネバネバした毛があり、ガラス面のようなツルツルした場所でも容易に歩くことができます

ハエトリグモは自分の体の６倍もの距離を飛ぶことができ、英名を「ジャンピング・スパイダー」と言います
徘徊中、獲物に出会うと直接獲物に飛びかかってしとめます
捕らえた獲物に消化液を注入してドロドロにし、吸い取るようにして食べるのが特徴です
また、徘徊中はつねに糸を出していますが、これは罠を作ったり獲物を捕らえたりするためではなく、高いところから落ちたときの命綱代わりとされています

ハエトリグモは視力もよく、物の形や色も認識するとされています
同じように視力のいいクモにメダマグモがいます
一般に造網性のクモは視力が弱いのですが、メダマグモは造網性ながら発達した目を持ち、暗闇でも獲物がよく見えます
メダマグモは、放射状の網ではなく、小さな網を作って待ち伏せし、近づいてきた獲物に網を投げつけるという方法で狩りをします

【出典】『眠れなくなるほど面白い 図解 ハンター生物の話』
監修：今泉忠明　日本文芸社刊

執筆者プロフィール
国立科学博物館で哺乳類の分類学・生態学を学ぶ
上野動物園の動物解説員を経て、「ねこの博物館」(静岡県伊東市)館長
著書も多数

（この記事は、ラブすぽの記事で作りました）

クモの狩りと言えば、“くもの巣”を張って獲物が引っかかるのを待ち続けるイメージがありますが、その方法で獲物をとるクモは全体の半数ほどに過ぎません
残りは網を張らずに徘徊しながら獲物を獲ったり、その場で網を投げつけて捕らえたりします
網を張るものを造網性、張らないものを徘徊性と言います

変わった狩りでは・・・

ハエトリグモ
ハエトリグモは自分の体の６倍もの距離を飛ぶことができ、英名を「ジャンピング・スパイダー」と言います
徘徊中、獲物に出会うと直接獲物に飛びかかってしとめます

メダマグモ
ハエトリグモ同様視力がいい
一般に造網性のクモは視力が弱いのですが、メダマグモは造網性ながら発達した目を持ち、暗闇でも獲物がよく見えます
メダマグモは、放射状の網ではなく、小さな網を作って待ち伏せし、近づいてきた獲物に網を投げつけるという方法で狩りをします

がいます





眠れなくなるほど面白い 図解 ハンター生物の話: 生きるために進化した生物たちの狩りワザを解説! 単行本

陸・海・空のハンター生物の狩りの方法をイラスト付きで紹介
私は動物に興味があり今泉忠明氏の関連本も多く愛読しました