私たちは日常的に縦・横・高さという三次元空間しか意識していません。
しかし、デンマーク工科大学によって行われた最新の量子実験によって「光の状態が、古典物理の想像をはるかに超える37もの次元にまたがって存在している」という驚くべき可能性が示されました。
この結果は、光子たちが古典的には見えない多くの自由度（状態空間）を持っていることを示唆しており、私たちの知る“三次元空間”という常識を超えた「量子世界ならではの余分な次元」の存在を浮き彫りにしています。
まるで一枚の紙に見える地図が、開いてみたら複雑に折り畳まれた広大な世界だった――そんなイメージに近いかもしれません。
いったいどのようにして光は「37次元」の姿を現し、そこに量子力学特有の不思議な性質が隠れているのでしょうか。
研究内容の詳細は2025年1月29日に『Science Advances』にて公開されました。
目次
- 37次元の光
37次元の光
研究のキーワードとなるのが「GHZ（Greenberger-Horne-Zeilinger）パラドックス」です。
なにやら難しそうな横文字ですが、内容は極めてシンプルです。
GHZパラドックスは、「離れた粒子同士が量子力学的につながっている」ときに起こる、不思議な矛盾を示す議論です。
簡単に言えば「古典的な考え方では絶対に起こりえないこと」が、量子力学の計算だと「100%起こる」と予言されてしまう、という矛盾（パラドックス）です。
たとえば古典的な理屈で考えると、ある方程式を立てたときに「1 = -1」というありえない結論に至ってしまうことがあります。
でも量子力学なら、そもそもの前提が古典とは違うため、この矛盾を乗り越えてしまうことがあります。
このような普通はあり得ないのに量子力学ならOKとなるケースをGHZパラドックスと呼ぶわけです。
