『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

実は量子論でいう「真空」は、まったく静かな無ではなく、目に見えない小さなエネルギーのゆらぎ（ランダムな揺れ動き）が絶え間なく生じている場所なのです。

このゆらぎをイメージするなら、静かな海面が実はとても小さな波で絶えず揺らいでいるようなものだと考えるとよいでしょう。

そしてこの微小なゆらぎからは、一瞬だけ粒子と反粒子というペアが生まれては消えるという、不思議な現象が繰り返されています。

これらの粒子ペアは「仮想粒子」と呼ばれ、ふだんはあまりに寿命が短いために、本物の粒子になることはありません。

まるで、生まれた瞬間にすぐに消えてしまう幽霊のような存在なのです。

ところが、もしこの真空に途方もなく強い電場（電気の力を生む場）をかけることができれば、仮想粒子の運命が劇的に変わります。

強力な電場のエネルギーによって、仮想粒子のペアが「本物の粒子」に昇格し、真空の中から電子と陽電子（電子の反対の性質を持つ粒子）のペアが実際に現れるというのです。

この魔法のような現象が「シュウィンガー効果」と呼ばれ、1951年に理論物理学者ジュリアン・シュウィンガーによって予言されました。

しかし、この理論が予言する粒子の生成を実際に実験室で観測するには、私たちが現在持つ技術ではまったく届かないほど、非常に強力な電場が必要です。

そのため、このシュウィンガー効果は長らく理論上の予言にとどまり、「真空から有を生み出す」という現象は夢のような話として扱われてきました。

ここで、カナダのブリティッシュコロンビア大学（UBC）の研究チームは、まったく違う発想でこの問題にアプローチしました。

彼らが着目したのは、「アナログ実験」という方法です。

コラム：アナログ実験とは？

アナログ実験とは、本物の現象をそのまま再現するのが困難な場合に、別のもっと扱いやすい物理系を使ってその現象を“模倣”し、その本質を理解しようとする実験手法です。その面白い例のひとつが、宇宙空間にあるブラックホールやホワイトホールを身近な水の流れで模倣してしまう実験です。例えば蛇口から水を出してシンクの底に水が落ちると、水は四方八方に薄く広がり、あるところで小さな円い「輪っか」を作ります。じつは、この何気ない「水の輪っか」が、宇宙の理論で知られるホワイトホールという天体とよく似た性質を示しているのです。