量子トリックにより「観測しないこと」で物体を冷却することに成功

科学の世界で「何も起きなかった」ということが、実は大きな意味を持つ場合があります。

イギリスのインペリアル・カレッジ・ロンドン（ICL）で行われた研究によって、「『光子が出なかった』と判定された瞬間 を選び出すことで、従来の冷却限界をさらに押し下げられることが実証されました。

ごく大雑把に言えば「物体からときどき光が出る➔物体から光が出ない「無の状態」を選んで測定する➔観測の影響が物体に及びその瞬間だけ物体のエネルギーが下がる➔無を使った冷却達成」というわけです。

物体からの光子を意図的に見なかったことにするだけで物体の冷却が達成できるというと信じがたく思えますが、量子の世界では観測が物理現象に直接介入して物体の冷却を達成できるのです。

この量子のトリックにより、これまで限界があると考えられていた振動の冷却を一歩先に進めることができる可能性が開けました。

研究内容の詳細は『Physical Review Letters』にて発表されました。

レーザー冷却の限界と量子の逆転発想

忙しい人向けのざっくり解説

教室で机を叩くと必ず音がするけれど、もし“音がしなかった瞬間”だけを選んで並べたら、まるで机が自分から静かになったように感じるかもしれません。

今回の研究は、まさにその量子版です。物体から時々飛び出す光子を見張り、光が一つも現れない刹那を検出すると、その瞬間に球の振動エネルギーそのものが本当に下がることが分かりました。

“無”を測るだけで冷えるなんて、古典物理では起こりえない逆転現象です。この技術ではレーザーで球を照らし続けながら単一光子検出器で「ゼロ」を見つけるたびに、その静けさを“確定”させるように働きかけます。