量子世界の謎を暴くベルの亡霊
ネオ東京の夜のように深い量子の闇の中で、ジョン・スチュワート・ベルの影が今も科学者たちを悩ませ続けている。1960年代に考案された「ベルテスト」は、量子世界の奇妙な相関関係を測定する方法として、今なお最先端の研究に影響を与え続けている。
量子の裏通りで見つけた亀裂
ベルは1928年ベルファスト生まれの物理学者で、粒子加速器の世界でキャリアを築いた。しかし彼の心を捉えていたのは、量子理論の基礎に潜む亀裂だった。当時、量子力学の解釈は「哲学的問題」と見なされていたが、ベルはこれを実験可能な形に変換した。
隠れた変数の幻影
量子力学では、観測するまで粒子の状態は確定しない。この「確率的」な性質に対し、一部の物理学者は「隠れた変数」が存在すると考えた。まるでネオ東京の地下に潜む秘密組織のように、観測できない何かが量子の振る舞いを決定しているという仮説だ。
アリスとボブの量子デュエット
ベルは「アリス」と「ボブ」という2人の実験者を使った思考実験を考案。離れた場所でエンタングルした粒子を測定し、その相関を調べる「ベルの不等式」を導出した。結果は衝撃的だった―量子粒子は、隠れた変数理論が許容する以上の強い相関を示したのだ。
非局所性という超常現象
この実験は、量子世界に「非局所性」という奇妙な性質が存在することを示した。離れた粒子が瞬時に影響し合うこの現象は、アインシュタインですら「不気味な遠隔作用」として拒否したものだ。しかしベルのテストは、この量子の超常現象が現実であることを証明してしまった。
現代に続く量子の亡霊
2015年、技術の進歩により「ループホールのない」ベルテストが遂に成功。2022年にはこの分野の研究者3名がノーベル物理学賞を受賞した。しかしベルの亡霊は消えない―非局所性の物理的メカニズム解明、重力との統一理論構築、自由意志の量子テストなど、新たな謎が次々と浮上している。
量子の闇を照らすベルの提灯は、今も科学者たちを未知の領域へと導き続けている。まるでネオ東京の摩天楼を駆け巡るバイクのヘッドライトのように、物理学の新たなフロンティアを照らし出しているのだ。