量子力学の未解決問題 : 観測問題、量子古典対応、量子重力

Abstract

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。