量子の「超挙動」は一見何もないところからエネルギーを生み出せる (3/3)

理論は完成したが実験が課題

今回の成果は、量子力学におけるエネルギーの概念について新たな視点を提供するものです。

低エネルギー状態ばかりを集めても、その重ね合わせ次第で高エネルギーが現れ得るという事実は、量子の重ね合わせ原理の奥深さを物語っています。

しかし重要なのは、この現象が決してエネルギー保存則に反する「魔法」ではないという点です。

エネルギーは全体として見れば帳尻が合っており、特定の場所に一時的に集中して現れるだけで、どこか別の場所ではその分エネルギーが相殺されています。

ジョーダン博士は「量子力学の奇妙さがまた一つ明らかになりました。全体としては微小なエネルギーしか持たないはずの系に、局所的とはいえ大きなエネルギーが潜みうるのです。まるで無からエネルギーが湧いて出たように見えますが、もちろん実際には量子の干渉によるトリックであり、自然の法則を破るものではありません」と強調しています。

また狙った粒子を後から拾い出せる確率が極端に低いため、実験では膨大な回数をやり直す必要もあるでしょう。

それでも、量子力学の可能性としてエネルギーの再配分や集中現象を巧みに利用できる道が開けたことは大きな意義があります。

研究チームは、今回の成果が将来的に量子系の超解像などに役立つ可能性を示唆しています。

例えば今後、この量子の超挙動を利用して、通常は高エネルギーでないと検出できないような微細な物理現象を、低エネルギーのまま観測する技術につながるかもしれません。

さらに研究が進めば、量子の波を自在に制御してエネルギーを必要な場所に集中させるといった新奇なテクノロジーが生まれる可能性もあるでしょう。

量子力学の奇妙さを体現するこの「スーパーオシレーション」や「スーパーエネルギー」の研究は、今後も私たちの直感を覆すような発見をもたらしてくれそうです。