位置を絞るほど、勢いがぼやける
「量子物理学入門」のレッスン 5 / 10・約6分
場所がはっきりした電子ほど、どれだけの勢いで飛ぶかが決まらなくなります。測り方が下手だからではない、波の性質から来る理由を見ます。
このレッスンで学ぶこと
- 不確定性原理は波の性質から来る
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用語
- 波束（Wave packet）
- 波長の異なる波を重ね合わせ、1か所に集めた波のかたまり。
- 運動量（Momentum）
- 物体の勢いを表す量で、重さと速さをかけたものです。
- 波動関数（Wave function）
- 電子などの粒子が持つ波。一定の長さで向きが回る針のように描け、長さを2乗すると見つかる確率になります。
- \lambda = h/p（de Broglie wavelength）
- 移動する物体が持つ波の長さは運動量で決まります。 - $\lambda$ … 波長 - $h$ … プランク定数 - $p$ … 運動量
- 不確定性原理（Uncertainty principle）
- 場所のばらつきと運動量のばらつきを、同時にいくらでも小さくはできないという決まり。測り方の問題ではなく、波の性質から来る。
- 小澤の不等式（Ozawa's inequality）
- 測定による乱れの式を修正した正しい関係式。2003年に小澤正直氏が発表しました。
- \Delta x \Delta p \geq \hbar/2（Heisenberg uncertainty relation）
- 場所のばらつきと運動量のばらつきをかけた値は、ある小さな数より下げられない。 - $\Delta x$ … 場所のばらつき - $\Delta p$ … 運動量のばらつき - $\hbar$ … プランク定数を $2\pi$ で割った数（約 $1.05 \times 10^{-34}$ ジュール秒）