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　量子化は通常，ミクロな量子世界で見られるが，量子ホール効果は導体の表面に流れる電流が量子化されるマクロな現象だ。この量子化を説明することは物理学の未解決問題とされてきたが，最近，数理物理学者らがトポロジー（形の性質を研 … 続きを読む →

一部の物理学者は，波動関数の収縮は実際に起こっている物理現象であり，測定可能な効果を伴っていると考えている。その1つに「連続的自発的局在化（CSL）」という考え方がある。CSLによると，波動関数の収縮はミクロ世界で絶えず … 続きを読む →

量子世界では，粒子が同時に2つの場所に存在するという不可思議なことが起こりうる。物理学者はこれを「重ね合わせ」と呼ぶ。量子的な重ね合わせは実際に実験室で何度も確認されているが，非常にデリケートで壊れやすい。重ね合わせにな … 続きを読む →

この特集に収められた2編の記事は，両方とも常識的な物理の話ではないことを，まず断っておく必要がある。   1本目の「時空の量子化をとらえる」は量子重力の効果を検出する卓上実験の解説である。だが，少々この分野を聞 … 続きを読む →

「アインシュタインと散歩していたとき，彼は不意に足を止め，私のほうを向いて『君は，君が見上げているときだけ月が存在していると本当に信じるのか？』と尋ねた」 ──物理学者A. パイス   2015年，欧米の3つの … 続きを読む →

すべての革命が華々しく始まるわけではない。量子力学においては1964年，物理学者ジョン・ベルが1つの数式を発表したときに，そんな静かな革命が始まった。その数式は，量子力学の創始者たちを悩ませた哲学的問題に答えを出すための … 続きを読む →

空間は当然のものと考えられてきた。空間とはつまりは空っぽであり，その他すべての背景だ。時間も同様に，単に絶え間なく経過していく。だが物理学者が数々の理論の統合を目指すその長い苦闘から学んだものがあるとすれば，それは空間と … 続きを読む →

  アインシュタインの予言から1世紀を経て重力波が直接観測された。重力波は時空の歪みが波の形で光速で伝わる現象だ。その存在は1970年代，中性子星という超高密度のコンパクトな天体2つからなる連星の観測から間接的 … 続きを読む →

　「神はサイコロを振らない」というアインシュタインの有名な主張は量子力学に対する強烈な反駁とされてきたが，発言の記録を詳しく調べると，それは誤解であることがわかる。彼は量子力学の非決定性を拒否したのではなく，より深いレベ … 続きを読む →

　ブラックホールから粒子が漏れ出すというホーキングの発見は，物理学の理解に残るギャップを露呈した。この「ホーキング放射」はブラックホール内部で情報が破壊されることを意味するように思える。しかし，量子力学は情報の消失を禁じ … 続きを読む →

　万物を説明する究極理論の有力候補，「超弦理論」によれば，重力を伝える重力子をも含む全素粒子は極微の弦であり，弦の振動パターンの違いが素粒子の種類に対応する。そしてこの宇宙は9次元空間とフェルミオン次元と呼ばれる奇妙な次 … 続きを読む →

　暗黒物質，暗黒エネルギーなど宇宙には様々な謎があるが，最大の謎はその起源だ。宇宙は密度無限大の点から始まったとされるが，そんな奇妙なものがなぜ存在したのか？　この謎をうまく回避できる大胆な仮説が提唱された。私たちの3次 … 続きを読む →

　超対称性理論では，既知のすべての素粒子に未発見のパートナーが存在すると考えられている。それらは超対称性粒子と総称される。量子力学を拡張する際に持ち上がる様々な問題を超対称性理論によって解決できるため，多くの物理学者はこ … 続きを読む →

　素粒子はスピンという物理量の違いで二分される。スピン1/2はクォークや電子など物質を構成するフェルミ粒子で，スピン整数（0，1，2）は光子やグルーオンなど力を伝えるボース粒子だ。超対称性理論（SUSY）によればフェルミ … 続きを読む →

　万物に質量を与えるヒッグス粒子を発見した大型ハドロン衝突型加速器LHCにはもう1つ，ヒッグスを超えるほど重要なターゲットがある。素粒子論の枠組みである「標準モデル」を超える最有力の理論，超対称性理論が存在を予言する超対 … 続きを読む →