『無から有が生まれる』不可能と言われたシュウィンガー効果を模倣

何もない真空の空間から、突然モノが生まれてくる――そんなSF映画のような現象が、本当に起きる可能性があるのでしょうか？

この現象はシュウィンガー効果と呼ばれ、1951年にアメリカの物理学者ジュリアン・シュウィンガーが理論的に予測しました。

シュウィンガー効果では、非常に強力な電場を真空にかけることで、何もないはずの空間から電子と陽電子（電子の反粒子）がペアになって生まれてくると考えられています。

ただ、この現象を実験室で再現するには、現在の技術では不可能なほどの強い電場が必要であるため、いまだに直接観測されたことはありません。

しかし今回、カナダのブリティッシュコロンビア大学（UBC）で行われた研究によって、この難題に新しい道筋が示されました。

研究チームは、極低温で摩擦がなくなる「超流動」という特殊な状態のヘリウム⁴の薄膜を使って、巨大な電場と真空の役割を置き換える巧妙な理論モデルを作り上げました。

このモデルでは、真空からの粒子生成の代わりに「渦」と「反渦」という、逆方向に回転するペアが量子トンネルという現象によって生まれることを示しています。

果たして、私たちはついに「何もないところから何かが生まれる」瞬間を目の当たりにできるのでしょうか？

研究内容の詳細は2025年9月1日に『PNAS』にて発表されました。

真空から『粒子がポンと現れる』という不思議な理論

「真空」と聞くと、多くの人は何も存在しない、完全に空っぽの空間をイメージするかもしれません。

確かに、普通のイメージでは真空とは物質がまったく存在しない空間のことです。

しかし、量子論（原子や電子など、極めて小さな世界を扱う物理学）の世界では、そのイメージは大きく覆されてしまいます。