【宇宙】量子力学と二重スリット実験と観測

どうもー！！

しあわせパンダです。

まず、前回も書いた量子力学についてざっくり説明します。

ちょっと読んでみて難しそうって感じの人は、飛ばしてくださいw

まず量子力学ってなんやねん？という方にご説明。

超簡単に言うと「めっちゃミクロの世界を分析するための学問」です。

高校生でも習いますが、物質は原子でできてます。

その原子はもっと細かくすると陽子とか素粒子でできてます。

そのとっても小さい素粒子とかが、どんな働きしてるんだっけ？というのを突き詰める学問が量子力学です。

物理学と量子力学の違いは、大きいものと小さいものどっちを研究してるかだけです。

そして、この量子力学の一番面白いポイントは「自分達が生きてる大きい世界の法則とミクロの世界の法則は違う」というのを解き明かしてしまった事です！

普通に考えたら、大きい世界も小さい世界も同じ法則で動いてるように思いますよね？

そんな頭の硬い現代人に革命を起こしました！

さっき出てきた素粒子には、いくつか種類があります。

・物質を作る素粒子

・力を与える素粒子

・質量を与える素粒子

の3種類です。

その中で、とっても面白い研究があるのでご紹介します。

二重スリット実験です。

上の図のように、二本の切れ目(スリット)を入れた紙に向けてスプレーするとします。

例えば普通の塗装用スプレーとかだと、壁に二本の線かできると思います。

そこで、今度は豆電球とかで光を照らすとします。

そしたら、どうなるでしょう？

こんな感じになります。

なぜかというと、光は波の性質を持っているので、下の図のように２つのスリットから出た光が重なったり打ち消しあったりしてこんな模様になります。

じゃあ、電子銃で一粒ずつの電子を飛ばしたらどうなるでしようか？

当然こうなります。

ですが、沢山打つとどうなるでしょうか？

あれ？

一粒ずつ発射してるのに、なんでこうなるの？

粒ならば、スリットの形状に線ができるのでは？

この結果からこう考えられます。

電子って粒で発射してたら、一度光みたいな波になってスクリーンに到達する時に粒に戻ってるのかな？

でも、そうだとしてどっちのスリットから電子は出て行ってるんだろう？

そう思ってセンサーをつけてわかるようにしたんです。

するとどうなったか？

こうなったんです。

え！？

わけがわからない！！

だってさっきは違ったじゃん。

さっきは一度波になってたからあの模様だったのに、これだと普通に粒飛ばした感じになってる！！

そうなんです。

この実験がヤバイのは、粒子は普通に実験すると波の性質を持ってるのに、センサーとかで観測をすると「あ、見られてる」って気づいて波が粒になっちゃうんです。

つまり、量子力学のミクロの世界では、観測しなければ粒と波の性質を持ってたのに、観測することによって、粒の性質だけになるという、わけわからない性質が証明されたんです。

つまり、物質とか色んなエネルギーを構成してる粒子は「観測されることによって性質を変える」つまり「観測する事が様々なものに影響を与えてる」ってわかったんです！！！

それで？って思った方、いらっしゃるかもなので次回はもっとわかりやすくお話していきます。