サイエンス
「時間は一つではない」を証明へ。原子時計が捉える「時間の量子重ね合わせ」の仕組み
アインシュタインの相対性理論と量子力学が交差する「時間の量子重ね合わせ」現象を、最先端のイオントラップ型原子時計で観測可能にする理論的枠組みが構築された。原子の運動と時計の内部時間が量子もつれを起こすことで生じる「コヒーレンスの喪失」を、時間が量子的に振る舞うシグナルとして利用し、検出感度を劇的に向上させることで次世代量子ネットワークや重力センサーへの応用が期待される。
別名: Quantum superposition of time
量子力学の重ね合わせ原理を時間概念に適用した理論的現象。九州大学などの研究チームは、トラップイオン原子時計において、時計の空間的な運動状態の重ね合わせが、時計が経験する固有時の重ね合わせを引き起こすことを示した。これにより、時計の内部状態(針)と外部の運動状態が量子もつれ(エンタングルメント)の状態に陥る。これは、一般相対性理論と量子力学が交差する領域における新しい物理現象であり、時間の進みが単一の連続体ではなく、量子論的な確率分布として振る舞うことを示唆している。
アインシュタインの相対性理論と量子力学が交差する「時間の量子重ね合わせ」現象を、最先端のイオントラップ型原子時計で観測可能にする理論的枠組みが構築された。原子の運動と時計の内部時間が量子もつれを起こすことで生じる「コヒーレンスの喪失」を、時間が量子的に振る舞うシグナルとして利用し、検出感度を劇的に向上させることで次世代量子ネットワークや重力センサーへの応用が期待される。
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