まさおレポート

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ハイゼンベルグの不確定性原理は小沢によって修正されている。

2016-05-19 | AIの先にあるもの

ハイゼンベルグの不確定性原理は小沢によって修正されている。

「小澤の不等式」ウィーン工科大学の長谷川祐司准教授のグループによる実験で実証
  εqηp ≧ h/4π  (hはプランク定数,最後の文字は円周率のパイ)

位置と運動量をともに厳密に決める測定はできない

  εqηp + σqηp + σpεq ≧ h/4π
ハイゼンベルクは不確定性原理を考える際,この量子ゆらぎと測定による誤差や乱れを混同した形跡がありますが,量子ゆらぎというのはもともと物体に備わっている性質で,測定とは関係なく決まります。小澤教授はこれを厳密に区別した上で観測の理論を構築し,新たな不確定性の式を導きました。

 小澤の式は量子ゆらぎが無限大になっても測定はできます。量子もつれになった2つの粒子ならそうした測定が可能であることも,理論的に示唆されました。

 
 ウィーン工科大学原子核研究所の長谷川祐司准教授らが,中性子のスピン測定で小澤の不等式の実験をしているとの噂を聞いたのは,今から2年ほど前です。そしてこのたび,実験の結果が明らかになりました。

 中性子のスピン「片方を測定するともう片方の乱れが大きくなる」というトレードオフの関係 長谷川准教授らは,まずある中性子のx成分を測定し,続いて同じ中性子のy成分を測定しました。

ハイゼンベルクの式が正しければ,y成分の乱れは無限大に発散するはず。でも実際は1.5弱に収まっています どの実験条件でもxの誤差とyの乱れの積はh/4πより小さく,ハイゼンベルクの式はまったく成立しません。

 スピンxとスピンyの量子ゆらぎは量子力学から理論的に求めることができ,実際の測定結果もよく一致しました。この値を用いて小澤の不等式の左辺を計算すると,どの実験条件でもh/4πを超え,小澤の不等式は確かに成立していることがわかりました。


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