２重スリット実験というものをご存知でしょうか。
物体は波でありながら粒子でもあるという、
量子力学における波動性・粒子性の問題点を示す実験の事です。
実験には、電子を発射する電子銃、
電子の通り道になる２穴のスリット、
そして電子に反応する感光板を用意します。
電子銃から発射された電子がスリットを抜け、
感光板に当った反応によって
量子の状態を知ることができます。
＼(^o^)／２重スリットたん
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でははず、『量子が粒子状であったなら』どのような
実験結果が得られるでしょうか。
電子銃から発射された電子は直進し、スリットを抜けて
感光板に投射されます。
粒子は直進するので、感光板にはスリットと同じ様な形の
２本線の反応が残ります。
＼(^o^)／粒子反応たん
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では、『量子が波動状であったなら』どのような
実験結果になるでしょうか。
電子銃から波動状の電子が発射され、スリットまで到着します。
２つのスリットの穴を通り過ぎたとき、波動が２つに分かれます。
ちょうど湖面に石を２つ投げ込んだような波紋が発生し、
それがお互い干渉しあって
感光板には『干渉縞』と呼ばれる反応が残ります。
＼(^o^)／干渉縞たん
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これは電子の到着地点に波動性がある事を示し、
つまり、電子は『波』の状態であると言えます。
このように、感光板の反応によって
量子が粒子であるか、波動であるかを知ることができます。
では実際に実験するとどのような実験結果が得られるでしょうか。
まず電子銃から大量の電子を発射すると、
感光板には干渉縞の反応が見られます。
この結果から量子は波動状であると言えます。
では電子銃から１個のみの電子を発射すると、
どんな反応が起こるでしょうか。
その場合、感光板には１個の点として反応します。
つまり量子が直進してスリットを通過した事を表します。
この場合、量子は粒子状である事を示します。
電子銃からの電子の量を変えることで、
まったく矛盾した結果が得られました。
ただし、この結果では
『極小の波であったために点として反応した』や
『粒子同士がぶつかり合い干渉縞を投射した』等
どっちとも取れる解釈が可能です。
では今度は電子銃から１個の電子を連続して発射してみましょう。
上記の実験結果から、感光板に反応は点の集合となり、
点の分布は粒子反応と同じ様な形になると思われます。
しかし、実際に上記の実験を行うと
点の分布は『干渉縞』と同じ様な形になります。
干渉縞が発生したという事は、電子が到着する地点に
偏りがあるという事、つまり量子に波動性があるという事です。
それでは量子は波動なのでしょうか？
しかし干渉縞とは複数の波動が干渉しあって出来る模様です。
したがって、単一の電子では干渉縞を発生させる事はできないのです。
量子が『粒子』であっても『波動』であっても矛盾が発生する、
これが２重スリット実験です。
上記の問題において、以下の様な解釈がなされています。
【コペンハーゲン解釈】
量子の状態はいくつかの矛盾する状態が重なり合って存在するという物で、
観測される前は波動の状態で観測後は粒子の状態に切り替る、という解釈。
【エヴェレット解釈】
多世界解釈とも呼ばれます。
粒子が右スリットを通った世界と左スリットを通った世界が存在し、
スリットを通った粒子が別次元からの干渉により干渉縞を作った、という解釈。
【ド・ブロイ=ボーム解釈】
パイロット波（ガイドウェーブ）という未知の波動が存在しており、
それに流された粒子が干渉縞の干渉分布に投射された、という解釈。
上記の解釈をごらんの通り、
これだという解決策が未だ見つかっていない状況です。
これらを難題にしているのはひとえに
『量子力学においての観測の困難さ』が影響しています。
例えば、電子銃・スリット前後・感光版に観測装置を取り付け、
その都度の電子の状態を観測したとしましょう。
これを行えば、電子がどんな状態で移動してくるのかが
一発でわかるはずです。
しかし、実際に上記のように観測装置を設置すると、
感光板には干渉縞ではなく、普通の粒子の反応が投射されます。
量子力学では『観測』によって、量子の状態に影響を与えてしまうのです。
では、なぜ観測によって量子の状態が変わってしまったのでしょうか。
恐らく、観測装置と量子の間には性的な従属関係があると考えられます。
量子とスリットは同棲３年目で、良好な関係が続いていました。
しかし量子にはスリットに決して言えない秘密があります。
それは波動と粒子の両方の状態を持っていること、
そしてそれを弱みに観測装置に脅されていることです。
スリットの居ない所でハードなプレイを要求される量子。
スリットとの関係を保つために観測装置のされるがままになり、
精神的に追い詰められると同時に、観測装置とのプレイに
性的な充実感を得ている事に戸惑う量子。
スリットは量子の態度が最近おかしい事を感じながらも
大丈夫と言い張る量子を信じて暖かく見守っていました。
次第に量子は観測装置に見られているだけで
上気する自分の体を持て余すようになってしまいました。
| 量子 ： |
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どうしよぅ･･･ 観測装置に見つめられて確立分布が確定しちゃうよぉ･･･
こんな状態でスリットを通ったら粒子投射しちゃう･･･
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| 観測 ： |
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ヘヘッ こんなビンビンに波束収束しやがって、
こんな激しい（最大で光速度以上）波動関数の縮小、
エヴェレット派が黙っちゃいないぜ。
誘ってんじゃねぇのか。
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| 量子 ： |
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やめてぇぇぇ♥♥♥ 見にゃいぃれぇぇぇ♥♥♥
きひゃうぅぅぅ！！！♥♥♥ 波束収束きひゃうぅぅぅぅ！！！♥♥♥
観測装置の光子衝突で波動関数縮小しひゃうぅぅぅぅ！！！♥♥♥
ひぎぃぃぃぃぃぃ！！！！！！！！♥♥♥♥♥
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| 観測 ： |
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見られるだけで量子デコヒーレンスしやがって、
おら！スリットの見てる前で粒子投射しやがれ！！！！
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| 量子 ： |
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おﾞぉおォおんごぉ！！！♥♥♥ らめぇぇぇぇぇぇ！！！♥♥♥
干渉縞じゃにゃきゃらめぇぇにゃのぉおおぉぉぉぉ！！！！♥♥♥♥♥
スリットが居るのにいぃかしゃれひゃうっ！！！♥♥♥
量子デコヒーレンスきひゃうぅぅぅぅぅぅ！！！！♥♥♥♥♥
いぃぎぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃ！！！！♥♥♥♥♥♥♥♥
ぁあああ あぉがっ！！！♥♥♥ らめぇぇぇぇ！！！♥♥♥
感光板に投射しひゃうぅぅぅぅ！！！♥♥♥♥
スリットに見りゃれてる前で波束崩壊しひゃうぅぅぅ！！！♥♥♥
アクメ粒子見りゃれひゃううぅぅ！！！♥♥♥♥
粒子！！粒子きひゃうぅぅぅぅ！！！！♥♥♥♥♥♥♥♥
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一際大きく仰け反った跡、量子は感光板にスリットと同じ形の
反応を起こしてその場でへたり込んでしまった。
肩を上下させながら、快感と恥辱で朦朧とする頭で
必死にスリットの姿を探したが、
視界の端で観測装置の薄ら笑いを感じ、
量子の体はまた火照りだした。
感光板には、もう干渉縞が発生する事は無かった。
今回の日記は
みさくら語コンバータ を使用して書きました。
