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量子の不思議 その5
量子の矛盾を指摘したシュレディンガーの猫という思考実験がどのようなものなのか考えていきたいと思います。以前のブログでも紹介させていただいたことがありますが、改めて。



では、このような密閉された箱の中に、放射性物質、放射性検出器、検出器の反応によって動くハンマー、毒ガスの入った瓶、そして生きている猫が入っています。この箱を一定時間そのままにし、その後フタを開け中の状態を確認します。

もし、放射線物質が核反応を起こしていれば、検出器が反応し、その結果ハンマーが動き、毒ガスの瓶が割れ猫は死んでしまっています。

もし、放射線物質が核反応を起こしていなければ、何事も起こらず猫は無事です。

この実験では、放射線物質の核反応という量子の世界でのミクロの現象が、猫の生死というマクロな出来事に直結しているという状況が作り出されています。

・・・

ここまでの流れの中では、どこかに矛盾があるようには思えないですよね。

では、この実験のどこに矛盾があるのかというと、箱を開けたあとの状況ではなく、箱を開ける前の密閉された空間に中の状況に矛盾が発生しています。

まず、量子の世界では重ね合わせという状況が生まれます。電子が様々な場所に同時に存在しているというもの。

そして核反応という現象も量子の世界の出来事であるため、この重ね合わせが生じます。

そのため、密閉された箱の中で放射性物質が核反応を起こしている状況と、核反応を起こしていない状況が重ね合わさり、同時に存在していることになります。

・・・ここまでは量子の世界のルール上の反応なんだということで多少理解できますね。

しかし、この実験の奇妙な点はその結果から生じる猫の生死というマクロな現象にもその作用が適用されるという部分にあります。

つまり、誰も観測することができない密閉された空間という状況の中で、最終的には猫が生きているという状況と、死んでいるという状況が重ね合わさった状態になってしまうのです。



このように、量子の世界のルールが適用されている密閉された空間の中では、猫は生きてもいるし死んでもいるという、何とも不思議な状況が生まれてしまいます、

これは箱が密閉されているために、猫がどちらの状態か確認することができないということではなく、量子の世界のルールを元に考えると実際にどちらの状態の猫も同時に存在しているということになってしまうのです。

・・・

そして、この生と死が合わさっているという状態は箱のフタを開け、観測者が箱の中を見た瞬間にどちらかに決定します。



なので、実際に生と死の状態が合わさっているという状況を見ることはできませんが、量子の世界のルールに基づいて考えると、このような奇妙なことが起こってしまうのです。

しかし、実際に生と死の状態が合わさって存在しているというのは普通に考えるとあり得ない状況なわけですから、シュレディンガーさんはこの部分に量子の矛盾があると指摘したわけです。

・・・このような思考実験と呼ばれるものは、あくまでも思考の中だけで行う実験のことです。実際に行うわけではありません、あまりにもかわいそうですもんね(^^;)

つづく
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