【京都大学】見られていると絶縁体が安定化する −観測による量子多体状態の制御技術を確立−

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1しじみ ★2017/12/27(水) 05:15:47.87ID:CAP_USER
富田隆文 理学研究科博士課程学生、高橋義朗 同教授、段下一平 基礎物理学研究所助教らの研究グループは、
レーザー光を組み合わせて作る光格子に極低温の原子気体(レーザー冷却、蒸発冷却などを施し、
真空容器中の気体を絶対温度でナノケルビンの温度にまで液化・固化させることなく冷却させたもの)を導入し、
周囲の環境との相互作用によるエネルギーや粒子の出入り(以下、散逸)が
量子相転移(圧力や磁場などを変化させた際に量子力学的なゆらぎにより物質の状態が異なる状態へと変わること)に
与える影響を観測することに、世界で初めて成功しました。

 本研究成果は、2017年12月23日午前4時に米国の科学誌「Science Advances」に掲載されました。

〈概要〉

 金属の中では、規則的にイオンが配列した結晶構造の中を電子が動き回っています。
電子に代表されるような量子力学に従う粒子が多数集まり互いに相互作用している系を量子多体系といい、
このような系で起こる物理現象を解明することは物質の性質を理解する上で非常に重要です。
また、量子力学に従う物質で構成された系は、散逸の影響で容易にその状態が変わってしまうため、
量子多体系に対して散逸がどのような影響を及ぼすかを明らかにすることは、
物質中で起こる物理現象の理解や量子技術を用いたデバイスの開発にとって重要です。

 本研究グループは、「モット絶縁体−超流動相転移」と呼ばれる量子相転移に対して、
制御性の高い散逸を人工的に導入し、その影響を調べました。
その結果、モット絶縁体状態から超流動状態への相転移が散逸によって妨げられ、
超流動状態へと変化するダイナミクスに遅れが見られることが分かりました。
この現象は、環境との相互作用によって原子が常に周囲から「見られている」ことが原因で起こる量子力学的な効果によるものです。

 物質中で起きる複雑な物理現象を、人工的に作成した制御性の高い別のシステムを使ってシミュレートするこの実験は、量子シミュレーションと呼ばれています。本研究により、散逸を適切に導入することで量子多体状態を制御する基本的な技術が確立され、量子シミュレーション実験の範囲を散逸のある量子多体系にまで拡張することができたと言えます。


〈研究者からのコメント〉
極低温原子気体を用いた量子シミュレーションは21世紀に始まった比較的新しい研究方法で、
いまなお大きな発展の可能性を秘めています。
今回の研究でシミュレートした開放量子多体系のダイナミクスは、
最先端のスーパーコンピューターや数値計算技術を駆使しても正確に再現することは不可能だという意味で、
量子シミュレーションの格好のターゲットです。
自前で発展させた量子シミュレーション技術で新奇な現象を開拓していくことは、基礎物理学の醍醐味だと思います。
今後もより高度な機能をもつ量子シミュレーターを開発し、新たな物理を探索していくつもりです。

京都大学
http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2017/171223_2.html

1971952017/12/29(金) 11:18:53.44ID:x1KZIc1H
解明できなくても、現象は事実なので、応用は様々でなされている。
トンネルダイオードもそうだし、量子コンピュータもそうだ。

198名無しのひみつ2017/12/29(金) 11:21:49.58ID:vqh6XtwE
観測する=電子をぶつける

というけどさ、実際には電子はそこらじゅうにあって、いつでもぶつかっていて、
観測するのは、そのたまたまぶつかった電子の一部を観測しているだけじゃん。
電子がぶつかったら状態が決定するというのなら、常時決定した状態になっちゃ
うんじゃないの?

あと、電子自体も波動なわけで。網膜にぶつかる事で、電子の状態も決定するし、
逆に受け取り側の網膜だって、内部的には量子的なふるまいをする電子の動き
で信号が伝達されているわけで。

わけわからん。

199名無しのひみつ2017/12/29(金) 11:28:18.28ID:sM9f/3UY
いわゆるMの属性を持つ絶縁体ですな

200名無しのひみつ2017/12/29(金) 11:29:29.16ID:MRf1/I0h
2重スリット実験にしても、観測しようとしまいと空間中の電子の影響は当初から受けてる気がするけど、
電子から隔離された真空で実験したとか前提あったんかな

201名無しのひみつ2017/12/29(金) 11:29:32.23ID:x1KZIc1H
>>198
量子力学は数学的に理解する分野なので、常識的に頭で理解できるものでない。

202名無しのひみつ2017/12/29(金) 11:33:08.71ID:x1KZIc1H
あのアインシュタインですら否定的だった。
うーん、量子コンピュータについては、ビルゲーツすら理解できなかったようだ。
凡人にはわからなくても卑下することはない。事実を事実として受け入れるしかないのです。

203名無しのひみつ2017/12/29(金) 11:37:57.74ID:x1KZIc1H
アインシュタインの量子もつれについてはEPRパラドックスが有名な話。
光速度を超える物はないと言う前提が崩れてしまう。

204名無しのひみつ2017/12/29(金) 11:38:24.82ID:nW2J76ZS

205名無しのひみつ2017/12/29(金) 11:38:32.52ID:SoQ9H68q
警察に見られていると不良グループもおとなしくなるようなものか

206名無しのひみつ2017/12/29(金) 11:47:12.94ID:6iSvlB9/
見られていると挙動不審になるのが通常の観測者効果
めっちゃ見られてると逆に大人しくなるのが今回の話かな

207名無しのひみつ2017/12/29(金) 11:49:12.70ID:mZmAQLog
機械ものなんかで出張修理のときだけ具合が良くなる理由はこれだったのか

208名無しのひみつ2017/12/29(金) 14:07:54.55ID:eFq4nQuG
>>93
最初から「外部刺激」というタイトルにしないところに
ドヤ顔マウンティング感たっぷり。
量子力学ちょっとかじった奴らはほんとキモイ。
実際に結果を観測したり見たりしなくても刺激さえ与えれば
結果は変化するんだから厳密は観測が結果に影響を与えるってのは大間違い。
観測する前にすでに結果は変化している。

209名無しのひみつ2017/12/29(金) 14:24:57.95ID:fiXJ/Q1b
>>208
ちょっとかじった奴(京大教授)

210名無しのひみつ2017/12/29(金) 14:35:35.99ID:aDVhfXDK
このスレ見れば解る通りキャッチーな見出しをつければ
勘違いした人が釣れて宣伝効果が高いってわけよ

211名無しのひみつ2017/12/29(金) 15:51:09.37ID:B5FITiES
のびたさんのエッチ!

212名無しのひみつ2017/12/29(金) 21:04:51.30ID:CPUHvM/4
>>203
観測は時間軸に対して行われるもの、つまり時間0で観測(情報伝達)は物理的に不可能である、
量子演算は時間軸に対して0であるからこそ計算内容が外界ノイズに対して影響をうけない
現実には読み出し前と読み出す時間という2つの要素を排除することができないので
計算内容にノイズが含まれるように表現することがあるが、これを計算時点(量子もつれ状態)で
ノイズが積算されるような勘違いをするやつがいるだけ。
量子計算(量子もつれ)は現実には計算などしていない原理現象の最小単位なので
原理現象をアルゴリズムで論理手順で存在する情報処理計算の類と混同する無学が
計算過程の中にノイズとか言い出すということ。
量子もつれを根本的にイメージできない言葉だけの暗記で学習したお"受験学生"のお子様がミスリード
しているだけな。
量子もつれで情報伝達が行われていないからこそ、量子テレポートは光速の情報通信にはなりえない。
いいかげん光速の縛りが何故あるかすら理解できていないの多すぎるよな。

213名無しのひみつ2017/12/29(金) 23:53:24.39ID:KlaZ4pim
なんか・・・これを思い出したw
https://www.youtube.com/watch?v=hCpKNNtUwxA

214名無しのひみつ2017/12/30(土) 00:57:36.34ID:nh1IQ+ZC

215名無しのひみつ2017/12/30(土) 09:32:56.38ID:J9CY+1Rx
 


>>50

き、君はアインシュタインの生まれ変わりか?


 

216名無しのひみつ2017/12/30(土) 10:02:57.66ID:2IsmaAW7
ぶっちゃけ「物事は観測するまで確定しない」って話でしょ。

2172032017/12/30(土) 11:42:51.25ID:KIxq4vrw
>>212
勉強になります。この辺がいまいち理解できない点でした。
今後学ぶ方向ですよ。

218名無しのひみつ2017/12/30(土) 11:45:07.69ID:KIxq4vrw
>>216
そこを変に拡大解釈すると、オカルトになるのです。
ミクロ世界の現象をマクロ世界で語るのはどうかと思う。

219名無しのひみつ2017/12/30(土) 12:04:24.16ID:KoJnZHMC
オラは観られてると海綿体が安定する

220名無しのひみつ2017/12/30(土) 15:04:04.36ID:aY7a1dYo
>>216
猫は液体だからさあー

221名無しのひみつ2017/12/30(土) 18:24:46.27ID:3TVMjozU
いつもみているぞ

222名無しのひみつ2017/12/30(土) 18:41:49.88ID:aY7a1dYo
Bigbrother is watching you.
君も絶縁体の一員としての義務を果たせ

223名無しのひみつ2017/12/31(日) 08:26:53.85ID:oHIRgdVl
二重スリット実験がどうしても理解できない

224名無しのひみつ2017/12/31(日) 09:19:50.37ID:h6rWziyx
ヒトが世界を見る瞬間にによって現代過去未来を同時に生成している。

225名無しのひみつ2017/12/31(日) 15:11:04.60ID:IVhzImgz
>>223
これは分かり易いよ。
https://www.youtube.com/watch?v=vnJre6NzlOQ

226名無しのひみつ2017/12/31(日) 15:30:59.43ID:oHIRgdVl
>>225
サンキューです これは不思議だ〜

227名無しのひみつ2017/12/31(日) 16:52:33.68ID:IVhzImgz
>>226
どういたしまして。私もこれを見て、なんとか理解しました。
この現象の解釈を多くの物理学者が挑戦しましたが、
コペンハーゲン派と言われる方たちの解釈で量子力学が始まった。
ハイゼンベルグの不確定性理論により、大筋が見えたようです。

228名無しのひみつ2018/01/01(月) 04:06:24.31ID:Pf8Kev5l
宇宙の歴史から見て
人類の歴史なんか一瞬だし

人類の歴史から見ても
レコード、半導体アンプ、
カセットテープ、CD、DVD

と、最も技術の進化を経験出来た時代

もし
100万年後の社会であれば
新たに産まれた子供に、どの様に教育するだろう?

その教育カリキュラムが
この創り出された世界なのではないか

229名無しのひみつ2018/01/01(月) 08:10:11.87ID:oqygUySL
>>228
時間なんて公転から割り出した単位。
宇宙スケールで考えると、何億年と一瞬なんてたいした差ではない。

今、もっとも熱いのは、量子もつれ(エンタングルメント)ですね。
量子コンピュータや量子テレポーテーションの原理です。

230名無しのひみつ2018/01/01(月) 22:07:26.22ID:e3KWNJtg
>>227
コペンハーゲン解釈も「ハイゼンベルクの」不確定性原理も過去の遺物
量子は彼らのイメージよりはるかに不思議だけど意外にアインシュタイン風なことが解ってきた

231名無しのひみつ2018/01/02(火) 06:48:04.99ID:RdtmTRHJ
>>230
> アインシュタイン風なことが解ってきた
アインシュタイン風って意味がわからん。
ただ、量子テレポーションが光速を超えたと言うことは、間違いと指摘されてる。

232名無しのひみつ2018/01/02(火) 17:14:49.54ID:aBJdIKrk
ある情報が来る
網膜にぶつかり脳へ行こうとする
その情報は信号化して脳へ向かう
脳内で翻訳加工されて画像化する
形状化、色彩化、様々な加工が施され
行為者の行為に同化され
今日一日のある瞬間を切り取る画像にされて
一枚のアニメのセル画のように映像音声化されて
あなたに訪れるのです

233名無しのひみつ2018/01/02(火) 17:42:47.08ID:RdtmTRHJ
BSフジでマトリックスの3部作を昨日から見てしまった。
こりゃシミュレーション世界論だね。
子供たちがこう言う映画を見ると、影響を受けてしまい、真実かもと洗脳されそうで怖いわ。

234名無しのひみつ2018/01/02(火) 20:00:39.17ID:LS+Ro1lA
15年前の子供たちは今どうしてんよ

235名無しのひみつ2018/01/03(水) 10:22:42.07ID:jR5Y37gg
家政婦は観測した

236名無しのひみつ2018/01/07(日) 07:01:13.26ID:MOrSNtzq
>>40
人間以外の動物でも偏るの?

237名無しのひみつ2018/01/07(日) 08:16:55.95ID:OQzZgh7M
>>236
シミュレーション世界と考えると、動物は人間にない、視覚以外の感覚があるかもしれないよ。
人間にとって存在とは、見たから・触ったから・聞こえたからなど五感で感じたから実在を感じると言える。
物質とは、感覚で捉えたから存在するのであって、捉える前は、波動であり、空気のようなものでしょう、と妄想してみる。

238名無しのひみつ2018/01/07(日) 08:26:14.00ID:MOrSNtzq
>>159
気になるね
後は、観測器で観測した後に人が確認する前に観測記録を完全に消去した場合

239名無しのひみつ2018/01/07(日) 08:55:05.93ID:MOrSNtzq
>>237
人間と動物は通じあえないってことかな

240名無しのひみつ2018/01/07(日) 10:57:46.65ID:kcmpbbWN
つまり重要な絶縁体にはセンサー張り巡らせてモニターすれば良いってこと?

241名無しのひみつ2018/01/07(日) 11:34:34.16ID:lzy32xqf
見られていると海綿体が(以下自粛)

242名無しのひみつ2018/01/10(水) 08:33:33.59ID:0Tr1W9ca
そこら中の防犯カメラが犯人の自宅〜犯行まですべて見られた。
犯罪は見られたから存在した。

243名無しのひみつ2018/01/12(金) 23:31:05.56ID:4z0eomLv
綺麗な言葉をかけると水が綺麗な結晶になる、と言うのと何が違うんだ?

この内容如何に関わらず、気分で物性が変わる、とか糞な応用で溢れる予感しかしない。

244名無しのひみつ2018/01/13(土) 08:08:00.48ID:t27la8IU
実際に気分で変わるのが量子の世界

245名無しのひみつ2018/01/13(土) 09:07:44.42ID:KuE2Cv2O
>>2
おまえみたいなバカは科学板じゃなくてオカルト板へいけ

246名無しのひみつ2018/01/13(土) 19:00:50.06ID:KZqdKCDv
>>244
気分とか言っちゃう時点で
観測だろ

247名無しのひみつ2018/01/14(日) 08:22:56.95ID:KwYxOrbJ
>>201
そうでもなくて弱測定で量子世界に何が起こってるか
垣間見れるらしい。なんかこの世を成り立たせてる舞台裏を見るような感じらしい。負の確率とか時間が逆行してる世界。

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