地球の重力が量子力学を歪めている可能性がある

量子力学には、粒子がどこに現れるかを予測するために使われる「ボルン則」という基本的な計算ルールがあります。

これは言ってみれば、量子世界における“絶対的なルールブック”のようなものです。

アメリカのイリノイ大学で行われた研究によって、地球の重力がこの量子力学の最も基本的なルールに本当に影響を及ぼすかを調べる画期的な手法が提案されました。

具体的には、高低差が約1キロメートルずつ異なる3か所に量量子もつれ状態で連携した原子時計を設置し、この微妙なルールの歪みを観測する斬新な実験方法を提案しています。

研究者らによると、既に現存する最先端技術を組み合わせれば十分実行可能であるとのことです。

もし本当に重力が量子のルールをゆがめるとしたら、私たちの宇宙や物理法則に対する理解は大きく塗り替えられることになるでしょう。

果たして地球の重力は、本当に量子の絶対ルールを変えてしまうのでしょうか？

研究内容の詳細は2025年7月21日に『PRX Quantum』にて発表されました。

重力で量子力学の確立ルールは歪むのか？

アインシュタインの理論によると、重力が強い場所では時間の流れが遅くなります。

これは「重力による時間の遅れ」と呼ばれています。

SF映画『インターステラー』では、ブラックホールの近くで時間がゆっくり進む場面が出てきます。

実際に、高さの違う場所に置いた原子時計でも、この時間の遅れは観測されています。

ただし、地球上でのこの違いはとても小さいものです。

そのため、地球でこうした変化を調べるには、とても正確な光学式の原子時計や、精密な量子の測定技術が必要になります。