地球に住む私たちは、太陽が発する光エネルギーの恩恵を受けています。

植物が光合成をしたり太陽光パネルで発電できるのは、光エネルギーを利用しているからです。

そして光のエネルギーが消費されれば、光は消えてしまいます。

一方、光はエネルギーだけでなく運動量も持っていることが知られています。

そのためソーラーセイルのような光から運動量を受け取って徐々に加速していくシステムも考案されています。

ではこの光の運動量を0にしたら何が起こるのでしょうか?

2022年に米国ハーバード大学(Harvard University)で行われた研究は、光を全く屈折しない材料に入れると、運動量が0になり、存在確率が材料内部全体に拡散して、どこにあるか全く不明になる、と報告されました。

また運動量が0になった光を二重スリット実験に使用すると、理論上、光の波長が無限になって「しま模様」がなくなってしまうことが示されました。

運動量がなくなった光に、いったい何が起きたのでしょうか?

目次

  • 光の運動量を0にすると二重スリット実験で「しま模様」が消えると判明
  • 運動量が0に確定した光子の存在確率は無限に広がる

光の運動量を0にすると二重スリット実験で「しま模様」が消えると判明

光の運動量を0にすると二重スリット実験で「しま模様」が消えると判明
光の運動量を0にすると二重スリット実験で「しま模様」が消えると判明 / Credit: Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences . In Einstein’s footsteps and beyond Zero-index metamaterials offers new insights into the foundations of quantum mechanics

光は多様なエネルギーを運んでいることは古くから知られていました。

私たちの目がたくさんの色を感じられるのも、太陽が発する光が色に応じた多様なエネルギーを持っているからです。