１つの光子が同時に2カ所で観測される：多世界解釈の必然性に疑問符

一つの光の粒子が、同じ瞬間に離れた二つの場所に存在するとしたら──まるでSFのような話ですが、量子の世界ではこれが現実です。

日本の広島大学（HU）で行われた研究によって、たった１個の光子が“同時に二つの経路に存在した痕跡を観測技術を駆使して可視化することに成功しました。

この発見は、量子力学で人気の仮説である「多世界解釈」に新たな議論を投げかけるものとなりました。

あなたは観測の瞬間が粒子の「過去」を書き換えるかもしれない量子の世界観に、どこまで踏み込む準備ができていますか？

研究内容の詳細は2025年5月1日に『arXiv』にて発表されました。

多世界か単一世界か：決着の舞台裏

量子力学の奇妙さを物語る有名な例に「二重スリット実験」があります。

これは1粒の電子や光子を2つのスリットに向けて放つと、粒子1個にもかかわらずあたかも同時に両方のスリットを通過したかのように干渉縞と呼ばれる明暗のパターンがスクリーン上に現れる現象です。

発射される粒子は1個だけ、検出されるときも1個だけなのに、途中では「自分自身と干渉する」ように振る舞う──すなわち一つの粒子が複数の場所に存在する状態になっていると考えられます。

量子力学ではこれを「重ね合わせ（スーパーポジション）」と呼び、粒子が取りうる複数の状態が同時に存在している状態だと説明します。

しかし、どのスリットを通ったかを観測すると状況は一変します。

観測した瞬間に干渉縞は消え、粒子は必ずどちらか一方のスリットを通ったことになってしまいます。

この「観測すると振る舞いが変わる」という謎をめぐり、量子力学では長年さまざまな解釈が議論されてきました。

伝統的なコペンハーゲン解釈では「粒子が観測されるまではどの経路を通ったかは意味をなさない」とし、観測によって粒子の状態がひとつに確定する（波動関数の収縮）と考えます。