サイエンス
米研究チーム、超流体を「超固体」へ変換することに世界初成功
20世紀初頭、物理学界は液体ヘリウムが絶対零度付近で摩擦を完全に失い、容器の壁を這い上がる「超流動（Superfluidity）」という現象に衝撃を受けた。それから約1世紀。人類は今、量子力学が支配する物質の新たな極限状 […]
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量子力学
量子力学
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サイエンス“無”から物質が産まれる瞬間を捉えることに成功：粒子加速器が捉えた「量子真空」からの実体化とスピンの継承
物理学における最大の謎の一つは、「我々の目に見える物質はいかにして『何もない』真空から現れるのか」という問いである。ニューヨーク州ロングアイランドにあるブルックヘブン国立研究所（Brookhaven National L […]
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テクノロジー時間は現実の根源的な構成要素なのか？ 物理学における「静かな革命」は、そうではないことを示唆している
時間は、現実の最も基本的な要素のように感じられる。秒が刻まれ、日が過ぎ去り、惑星の運動から人間の記憶に至るまで、すべてが単一の不可逆的な方向に展開していくように見える。私たちはまさにその順序で生まれ、そして死ぬ。時間を軸 […]
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テクノロジーシュレーディンガーの猫が現実に？“ウイルス並み”に巨大な金属粒子で「量子重ね合わせ」を観測することに成功
オーストリア・ウィーン大学とドイツ・デュースブルク・エッセン大学の共同研究チームは、数千個の原子から構成される「巨大な」金属ナノ粒子においても、量子力学特有の「波としての性質」が現れることを実証した。この発見は、これまで […]
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サイエンスこれまで不可能と考えられていた物質の新たな状態を発見：量子臨界点から生まれる「あり得ない」トポロジカル量子状態とは
現代物理学の根幹を揺るがす、驚くべき発見が報告された。我々が物質を理解する上で長年頼りにしてきた「電子＝粒子」という描像が完全に破綻しているにもかかわらず、そこから極めて堅牢な「トポロジカル（位相幾何学的）秩序」が生まれ […]
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サイエンス「液体ヘリウム上の電子」が量子コンピュータを変える：理研が実証した「究極の純粋空間」での読み出し革命
現在、世界中の研究機関やテック企業が開発を競う量子コンピュータ。その心臓部である「量子ビット（Qubit）」の実装方式には、超伝導回路、シリコン量子ドット、イオントラップなど様々なアプローチが存在する。しかし、どの方式も […]
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サイエンス人類は万物の理論に到達できるのか？世界初「重力子トラップ」が挑む、量子力学と相対性理論の統合
現代物理学には、100年以上にわたって解決されていない巨大な亀裂が存在する。 一方には、Albert Einsteinが提唱した「一般相対性理論」がある。これは、時空の滑らかな歪みとして重力を記述し、宇宙の巨視的な構造を […]
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サイエンス量子コンピュータの「バックアップ」がついに可能に：九州大学の研究者らが量子複製不可能定理の壁を“合法的に”越える「暗号化クローン」技術を開発
物理学には、絶対に破ることのできない「鉄の掟」が存在する。その一つが、量子力学の世界における「量子複製不可能定理（No-Cloning Theorem）」だ。この定理は、「未知の量子状態を完全にコピーすることはできない」 […]
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サイエンス「無秩序」が「秩序」を生む逆説：量子スピンの協調が自己駆動するマイクロ波信号の謎を解明
量子力学の世界では、多数の粒子がまるで一つの意思を持ったかのように振る舞う「協調現象」が、驚くべき力を発揮することがある。その代表例が「超放射」だ。個々の粒子がバラバラにエネルギーを放出するのではなく、一斉に足並みをそろ […]
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サイエンス「物理学の新たな章」の幕開け：MITが解明した“あり得ない”量子現象と、奇妙な準粒子「エニオン」の正体
物理学の教科書には、長らく「決して交わらない水と油」として記述されてきた2つの現象がある。それが「超伝導」と「磁性」だ。 しかし2025年、この鉄則が覆された。通常であれば互いに排斥し合うはずのこの2つの量子状態が、特定 […]
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サイエンスアインシュタインとボーアの世紀の量子論争に終止符：ボーアの相補性原理、1世紀を経てついに実証
科学史における最も有名な討論の一つが、中国の物理学者チームによって最終的な解決を見た。量子力学の黎明期にAlbert Einstein（アルベルト・アインシュタイン）が提唱した「思考実験」を、中国科学技術大学（USTC） […]
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サイエンス孤高の天才ラマヌジャンの100年前の「円周率公式」が最先端の「ブラックホール・量子力学」を解き明かす鍵だった
1914年、インドが生んだ不世出の天才数学者シュリニヴァーサ・ラマヌジャン（Srinivasa Ramanujan）は、マドラスからケンブリッジへと向かう船出の直前、ある論文を発表した。そこには円周率（\(\pi\)）を […]