量子世界で2本の時間の矢が出現した証拠を発見

しかし、私たちの多くの現実的な現象は、多数の自由度をもつ環境（周囲の空気や物質など）と相互作用してエントロピーが増えやすく、「不可逆」が際立つのです。

それでは、この「エントロピー増大」は本当に時間の矢を決める唯一の要因なのでしょうか？

そして量子力学レベルの仕組みはどうなっているのか？

イギリスのサリー大学で行われた研究により、量子の世界でも時間を意外なほど対称的に扱える余地がある ことが示唆され、その先にはなんと 「2本の時間の矢」 が出現しうる、という興味深い証拠が示されました

本記事では、そうした最新の研究をもとに、「不可逆性」という古くて新しい問題を根本から見直してみましょう。

「時間は本当に一方向にしか流れないのか？」「量子力学とエントロピーはどう結びつくのか？」――身近なイメージからスタートしながら、この不思議なテーマに迫ってみたいと思います。

研究内容の詳細は2025年1月29日に『Scientific Reports』にて公開されました。

量子の世界から “2本の時間の矢” が出現する

開放量子システムとは？

私たちが抱く「量子の世界」のイメージは、電子や光子のような小さな粒子を密閉空間で調べ、外部からの影響を遮断する、というものかもしれません。

ですが、実際には自然界や実験環境で、そうした粒子はほぼ常に周囲の環境とエネルギーや情報をやり取りしています。

このように、周囲とやり取りしながら振る舞う量子系を「開放量子システム」と呼び、これを専門的に扱うのが「開放量子力学」です。

研究者が注目したいのは、多くの場合「系」と呼ばれる対象（例：電子）だけのふるまいですが、実際には周囲の環境（熱浴・他の粒子・背景放射など）との相互作用を無視できません。