Dec 14, 2005

シュレディンガーの猫はいつ死ぬか?

なんか竹内薫風のちょっとイヤミなタイトルですが,「お前ら! ナカムラに物理を教えてくれませんか?」シリーズ(そんなシリーズあったんかい!)第1弾。

最近はやりの量子情報などのからみででERPのパラドックスについては、みなさん、ご存じと思う。(‥‥って実は知らない人が圧倒的多数なのはわかってるが、ここでそれを説明しだすと長くなるので‥‥)。ふたつのペアで生成された電子なり光子が十分遠くにはなれたあとで、片方のスピンを測った瞬間に、他方のスピンも確定するという話である。で、質問:

上の説明で「瞬間に」と書いてあるが、それがどの系からみて「瞬間」なのか? 

ご存じのように相対性理論によると、空間的に離れた2点では「同時」という概念は相対的であり、観測者の乗っている系によってちがってくる。だから「粒子Aのスピンが確定したと同時に粒子Bのスピンも確定する」と言うときにはどの系から見ているかを指定しないと意味がない。粒子Bの場所にシュレディンガーの猫がいれば,粒子Aを測定することによって死亡確定したりする(だいぶはしょって書いてますけど,ERPを知ってるひとならわかるよね)わけだが,それはいつなんだろう,というのが疑問なわけです。

いや,実は最近これが気になって,ちょっと考えたりネットなどで調べたりしたんだけど,よくわからないのです。観測の理論なんかもよく知らないし。このサイトを読んでいる方のなかには物理の達人もいらっしゃると思うので,あつかましくも「教えて君」を決め込む次第。ひょっとしたら「そんなもん,量子情報の教科書に書いてあるわい」というのかも知れませんが,悲しいかな,ナカムラの勤める大学は物理系の学科がないので,そんなマニアックな教科書はないのです。同じ疑問をもってて,やはり同じくそういう教科書等へのアクセスが悪いひともいるだろうし。

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