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「コペンハーゲン解釈」って呼ぶのをやめよう

Shogo TANIMURA

Published Jan 6, 2025• 0 citations
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Abstract

2025年1月11,12日に岡山大学津島キャンパスで開催された第11回QUATUO研究会における講演資料。全57ページ。量子力学は抽象的・数学的な物理理論だが、この理論を現実世界における経験・観察事項とどのように対応させるかという方式・規則が、量子力学の解釈である。量子力学の解釈には諸説あるが、今日一番標準的とされているのがコペンハーゲン解釈である。とは言うものの、コペンハーゲン解釈の内容についても諸説あり、論者ごとにコペンハーゲン解釈の内容をそのつど適当に設定しているように見える。このような混乱がどうして起こったのか、そもそも誰が最初に「コペンハーゲン解釈」という用語を使い始めたのかを探る論考を解説した。今のところ、1955年にハイゼンベルクが言ったあるいは書いたのが「コペンハーゲン解釈」の初出だと思われる。ハイゼンベルクの動機について歴史的背景を交えながら推測した。結論としては、コペンハーゲン解釈は内容が不明確で、形式的に量子力学の解釈になっておらず、命名の動機も科学的な理由はないので、「コペンハーゲン解釈」という呼称の使用は控えた方がよいという判断に達した。一方で、ボーアを囲む研究者たちの平等で自由闊達な精神風土は「コペンハーゲン精神」と呼ばれることがあり、仁科芳雄氏はこの精神と量子力学の知識を日本に持ち帰った物理学者としても知られている。仁科芳雄氏を顕彰する施設である仁科会館を2025年1月13日に研究会メンバーたちと一緒に訪ね見学した。ここで見聞したことの一部を講演資料の補足ページで紹介した。

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ナノ量子系の電気伝導は、一般に周期性をもたない不規則な磁場依存性を示すことが知られている。この磁気伝導度ゆらぎは、試料内で電子が複雑に散乱・干渉することで引き起こされ、試料固有の振動が観測されることから「量子指紋」と呼ばれる。一方で、不規則に振動する量子指紋を解読することは従来の解析手法では困難であり、ミクロな内部情報を抽出することはできなかった。そこで本研究では、量子指紋を解読可能な深層生成ネットワークを開発し、複雑な磁気伝導度ゆらぎからミクロな内部情報の抽出に挑戦した。講演では、開発ネットワークによる試料のミクロ構造および量子干渉情報の生成と、実験データへの応用について報告する。

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ナノ量子系の電気伝導は、一般に周期性をもたない不規則な磁場依存性を示すことが知られている。この磁気伝導度ゆらぎは、試料内で電子が複雑に散乱・干渉することで引き起こされ、試料固有の振動が観測されることから「量子指紋」と呼ばれる。一方で、不規則に振動する量子指紋を解読することは従来の解析手法では困難であり、ミクロな内部情報を抽出することはできなかった。そこで本研究では、量子指紋を解読可能な深層生成ネットワークを開発し、複雑な磁気伝導度ゆらぎからミクロな内部情報の抽出に挑戦した。講演では、開発ネットワークによる試料のミクロ構造および量子干渉情報の生成と、実験データへの応用について報告する。
2025年1月6,7日に核融合科学研究所で開催されたプラズマ科学のフロンティア2024研究会における講演。2025年は量子力学100周年記念にあたる年であることを踏まえて、量子力学に関連した物理学の未解決問題を列挙し、とくに重力の量子論の必要性の有無について議論した。とくに、量子力学的粒子間にニュートン重力ポテンシャルが作用するというだけでは、重力場が量子場であることの証拠にはならないことを指摘した。それは、2つの電子の間にクーロンポテンシャルが作用する状況が電磁場が量子場であることの証拠にはならないことと同型である。重力場そのもの(リーマン曲率の成分など)が非可換物理量であることを実証するのが量子重力場の直接的な検証になるであろう。もしくは、量子系が重力場の源になるときは、必ず時空位置に関する波束の収縮を伴い、古典化しているのかもしれない。対偶を言えば、位置の重ね合わせ状態にある系は重力場の源になれない、のかもしれない。その意味で、重力場は古典場しかないのかもしれない。
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