アインシュタインが否定した【量子力学】不思議すぎる物理学が面白すぎる！！

量子力学とは、物理学の分野の一つであり、微視的なスケール（原子や分子のレベル）での物理現象を記述する理論です。20世紀初頭に発展し、古典物理学（ニュートン力学や電磁気学など）では説明できない一連の現象を理解するために提唱されました。

量子力学は以下のような特徴を持っています：

1. 波動性と粒子性：光や物質の振る舞いは、波動としても、粒子としても扱われます。これを波粒二重性といいます。

2. 不確定性原理：ハイゼンベルクの不確定性原理によれば、同時に粒子の位置と運動量を完全に正確に知ることはできません。位置を正確に知りたい場合は運動量が不確定になり、逆も同様です。

3. 状態の重ね合わせ：量子力学では、系が特定の状態にあるだけでなく、複数の状態の重ね合わせにあるという考え方があります。この状態は観測によって決定されます。

4. 量子力学の方程式：シュレーディンガー方程式や量子力学の基本的な数学的枠組みを用いて、量子系の振る舞いを数学的に記述します。

量子力学は、原子や分子の性質、素粒子物理学、物質の性質、物質の振る舞いなど、微小なスケールでの多くの物理現象を説明するために広く使われています。また、現代のテクノロジーや情報通信技術においても重要な役割を果たしています。

量子力学は物理学なのですが、通常の物理学では考えられないような不思議な物理学なのです。
どこが不思議なのか？有名な実験があります。

アインシュタインは量子力学の不確定性原理に対して特に批判的でした。
しかし実際に量子力学の実験を行っています。

アインシュタイン＝ポドルスキー＝ローゼンのパラドックス

イメージしやすい例を使って説明します。
山田さんには直線距離で日本から約12,500キロ離れたモザンビークにカルロスという友達がいます。

ある日、山田さんとカルロスは特別な魔法の粒子を使って実験をしようと考えます。この魔法の粒子は、お互いに強い結びつきを持っているとされています。つまり、一度接続されると、どれだけ遠く離れてもお互いに影響を与えることができるのです。

魔法の粒子には、矢印の向きが「上」か「下」のどちらかがあるとされています。

ここで面白いことが起こります。山田さんが魔法の粒子の向きを測定すると、それが「上」だった場合、カルロスの粒子も遠く離れて「下」になることがわかります。逆に、山田さんが「下」だと測定した場合、カルロスの粒子も「上」になるのです。

これは驚くべきことですね！遠く離れた日本ととモザンビークで、粒子がまるで一体のもののように、互いに関係しあっているのです。

アインシュタイン＝ポドルスキー＝ローゼンのパラドックスは、このように遠く離れた2つの粒子が瞬時に影響しあっているという、量子力学の奇妙な性質を示すものです。このパラドックスは、普通の物理法則では説明できないような振る舞いを示すことから、量子力学の謎の一つとなっています。

この実験結果はもはや超能力とも思える結果ですね！
他にも色々興味深い実験があるので次の記事で書きますね！