第３章 光とともに ナンバー1528

ナンバー1528　2017.01.26　　量子が存在する複素数の空間
足立育郎氏が直感的に宇宙から受け取ったという原子や電子の動きを図にした
ものと、シュレディンガーの波動方程式から導きだされた電子の回転運動の
状態を図に表したものは、似ている点が多いと感じるのは私だけでしょうか？　
これらの図から、ある特定の形状の中から電子は飛び出すことなく
回転運動を続けることで、原子の形が維持されていることが
わかりますが、原子はなぜこのような形をしているのでしょうか？　
また電子や陽子は止まることなく常に一定の速度で回転を
続けていますが、そのエネルギーはどこから得ているのでしょうか？　
またなぜ量子はある単位を基準にした整数倍の飛び飛びの
離散的なエネルギー値だけを取って変化するのでしょうか？　
そして電子は必ず右回りまたは左回りに、休むことなく
回り続けていますが、それはなぜでしょうか？　
このような様々な疑問がわいてきますが、ミクロの世界には
真空が広がっていて、原子の周りの空間も、原子の中の
電子と原子核のあいだにある空間もすべて真空です。
真空の世界の粒子は、位置を特定しようとすると運動量が決められなく
なり、粒子でありながら波のように広がった状態にも同時になる
重ね合わせの状態であるため、常に仮想粒子が生成と消滅を繰り返して
沸き立つ波で振動していますから、真空は不安定で不確定な空間です。
このように仮想粒子が沸き立っているような真空の海にすっぽりと
浸っているのが、原子のなかの電子や陽子、中性子などですから、
こうした真空の影響を常に受けていると思われます。
また、量子力学の世界を数学的に表そうとすると複素数を
扱うことになりますし、そこにはオイラーの公式も登場します。
複素数は実数と虚数を組み合わせたものですから、現実には存在しない
ものと考えられていますが、虚数を使うことで量子力学によって
扱われている粒子が回転運動をしていることを表すことができます。
複素数が量子力学の基本方程式に現れるということは、原子が存在している
空間、その中の電子や陽子などが回転運動をしている場は、虚数を扱うイメージの
世界と実数を扱う現実の世界の境目、あるいは中間にある空間？ということになります。
虚数すなわち２乗して－１になるという計測できないイメージの世界の数と、
実際に計ることのできる実数の世界のはざまにあるのが量子の世界と考えられます。
量子が存在するミクロの世界は、私たちの肉眼や電子顕微鏡といったもので
具体的に観測できない世界ですが、同時にこのような量子がつくる原子によって、
この世界の物質が構成されていますから、量子は実数と虚数の二つの世界に
存在することができる二重の性質を重ね合わせて持つことになります。
ナンバー1529につづく