【量子が存在する証拠】｢量子を見る」のはとてもむずかしい？

量子を見たくても見るのはとてもむずかしい！

量子力学が少しずつわかってきた１９００年ごろになると、物理学者たちは量子が存在することの〝証拠〟がほしくなりました
彼らは「量子があるというのなら証拠を見せろ！」などと、子どものケンカ並みに拳(こぶし)を振り上げて激論しました
ですが、「量子を見る」ことはなかなかむずかしい
そもそも「量子を見る」というのは、２つ異なる現象を指している場合があるのです

１つ目は、原子とか電子とか「１個の量子を見る」という意味です
たとえば電球からの発光は「光子」と呼ばれる量子の粒ですが、暗い部屋でも１秒当たり１兆個（１０¹²個）程度目に飛び込んできます
それを本当に真っ暗にすると、光の粒が１個、２個と数えられるようになります
このように「数えられるような量の量子を見る」というのが１つ目の「量子を見る」という意味の表現です

２つ目は、「量子の性質を見る」という意味です
バナップルがバナナとアップルの重ね合わせであることを確認したり、「量子テレポーテーションは本当に可能か見てみたい」などのように、「量子が量子らしく活躍する」様子を確認したいということで、これを物理学者は「量子性を見る」といいます

ところが、どちらのケースでも「量子を見る」のは相当むずかしいのです
数えられる程度の量子を見るためには、そもそもの「物の量」を減らす必要があります
光なら実験室を十分に暗くする
酸素原子なら空気中に多過ぎる（１ｌ当たり１０²²個程度）ため、空気を吸い出して酸素原子をわずかに残す
こうした技術が必要となりますが、これがかなりたいへん

それに２つ目の「量子の性質を見る」では、量子フルーツの例で見たように、バナップルの正体を知ろうとすると「重ね合わせ」を放棄してふつうのフルーツになってしまう
そのために量子らしさをキープするには人の目から遠ざけなければなりません
いわば十二分な隔離が必要になるのですが、そうした作業をこなして、実験的に「量子を見る」というのは、難度がとても高いのです

量子は本当にあるのか？

物理学者は数えられる量の量子を見ることを「量子レベルの小さなシグナルを見る」といい、「バナップルは本当にあるのか」などの量子の性質を見ることを「量子性を見る」と表現するが、そのどちらも見ることは非常にむずかしい。

重ね合わせの量子はスーパーシャイだ！

重ね合わせはスーパーシャイだ！

人の目から隔離するとのびのび

バナップル状態の量子重ね合わせは人に見られると、すぐにバナナとアップルに戻ってしまう
つまり「重ね合わせの量子はスーパーシャイ」
バナップルのような重ね合わせの量子をそのままキープするには、人の目から遠ざけなければならない
いわばひたすら隔離して、誰にも邪魔されないような環境をつくらなければ量子は活動しないのだ

量子を見るにはどうすれば？

量子を見るには「物の量」を減らす必要がある
光を見るには実験室を十分に暗くしなければならないし、多過ぎる酸素原子を見るには真空ポンプを使って空気を吸い出さなければならない
要するに「空っぽ」の状態をつくらないと、光とか電子や原子が見られないのだが、そうした環境を用意することは意外とむずかしい

【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）

量子の存在する証拠ー量子を見るのは難しい！！

量子の数を見るにも「環境の整備」が大変だし、量子の性質を見る「環境の整備」も大変だ

例えは非科学的かもしれないが、超常現象や心霊現象と似ているかも・・・・

どちらもすごく科学が進めばいつか「わかる」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株は反落、日経平均株価は３日続伸

１月３１日（現地時間）のＮＹ株（ダウ平均株価）は、反落し、終値は前日比３３７ドル４７セント安の４万４５４４ドル６６セント

ハイテク株中心のナスダックは５４．３１ポイント安の１万９６２７．４４

Ｓ＆Ｐ５００は３０．６４ポイント安の６０４０．５３



１月３１日（日本時間）の日経平均株価は３日続伸し、終値は前日比５８円５２銭高の３万９５７２円４９銭だ

（この記事は、ネットニュースの記事で作りました）

１月３１日のダウ平均株価の終値は前日比３３０ドル超の大幅下落

便利な電子機器の進化を邪魔する「量子トンネル効果」とは？

進化を邪魔する「悪ガキ」、その名も量子トンネル効果！

わたしたちの生活には、家の内壁や外壁のほか、至るところに〝壁〟があります
こうした壁は内外の遮断が大きな役割ですが、驚くことに量子には、〝壁〟をスルッとすり抜ける「量子トンネル効果」があります
これは数多い「量子のふしぎ」の中でも代表格といえる量子の効果です

量子トンネル効果は、量子の「波の性質」に基づいています
たとえば、電子や光などの量子を壁に投げつけます
もちろん大半は跳ね返りますが、量子の波成分の一部が壁内にしみていき、壁が薄いと裏側からポロッと出てくるのです

さまざまな実験検証が行われ、応用として量子トンネル効果を使ったいくつかのデバイスが市販されています
「トンネルダイオード」や「フラッシュメモリ」などの半導体部品では、量子トンネル効果をうまく使って壁をすり抜ける電子を操作できます
おそらくスマートフォン（以下スマホ）にも入っているもっとも身近な量子デバイスです

ただし、この「量子トンネル効果」が最近、悪さばかりしているのです
パソコンのいちばん重要な〝計算する部品〟の電気のスイッチ「トランジスタ」は、小さくつくればつくるほどパソコンの性能を向上させますが、現在の大きさ（数ナノメートル）より小さくすると、量子トンネル効果で電気が常にすり抜けて流れるため、スイッチとして機能しなくなるのです
残念ながら量子トンネル効果は、コンピュータの進化を少し邪魔する「悪ガキ」でもあるわけです

ところで、わたしたちにも「量子トンネリング」ができるのでしょうか
答えはＹｅｓ（のはず）ですが、分厚い壁だと全身がすり抜けられる確率はかなり下がります
また、手足や頭などすべて同時にすり抜けられる確率はとても低く、壁の中に挟まる可能性が相当高いかも
ですが、量子力学的にはすり抜けられる可能性はゼロではありません

量子トンネル効果

ふつうのものの場合

必ず上を超えないとダメ

量子の場合

スルッ！

人も壁をすり抜けられる可能性はゼロではないが、壁が厚いと全身をすり抜けさせるのはむずかしいかもしれない

壁をすり抜けたネコ！

以前テレビの「怪奇現象スペシャル」で、台風で窓やドアを全部閉めきっていたのに、外にいたはず
の飼いネコが部屋の中に突然現れたというのを放映していました
あれは何のふしぎもないのです
たぶん量子トンネリングで入ってきたんでしょう？

トンネル効果を使っているデバイスと「悪ガキ」極小トランジスタ

電子機器はコンパクトであればあるほどいいが、小さくし過ぎると量子トンネル効果が邪魔をしはじめる
なんて悪ガキだ！

【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）

「量子トンネル効果」は聞いた事があります

わたしたちの生活には、家の内壁や外壁のほか、至るところに〝壁〟があります
こうした壁は内外の遮断が大きな役割ですが、驚くことに量子には、〝壁〟をスルッとすり抜ける「量子トンネル効果」があります
これは数多い「量子のふしぎ」の中でも代表格といえる量子の効果です

量子トンネル効果は、量子の「波の性質」に基づいています
たとえば、電子や光などの量子を壁に投げつけます
もちろん大半は跳ね返りますが、量子の波成分の一部が壁内にしみていき、壁が薄いと裏側からポロッと出てくるのです

さまざまな実験検証が行われ、応用として量子トンネル効果を使ったいくつかのデバイスが市販されています
「トンネルダイオード」や「フラッシュメモリ」などの半導体部品では、量子トンネル効果をうまく使って壁をすり抜ける電子を操作できます
おそらくスマートフォン（以下スマホ）にも入っているもっとも身近な量子デバイスです

ただし、この「量子トンネル効果」が最近、悪さばかりしているのです
パソコンのいちばん重要な〝計算する部品〟の電気のスイッチ「トランジスタ」は、小さくつくればつくるほどパソコンの性能を向上させますが、現在の大きさ（数ナノメートル）より小さくすると、量子トンネル効果で電気が常にすり抜けて流れるため、スイッチとして機能しなくなるのです
残念ながら量子トンネル効果は、コンピュータの進化を少し邪魔する「悪ガキ」でもあるわけです


量子トンネル効果・・・

・ふつうのものの場合

必ず上を超えないとダメ

量子の場合

・スルッ！

人も壁をすり抜けられる可能性はゼロではないが、壁が厚いと全身をすり抜けさせるのはむずかしいかもしれない




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

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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
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