新道ブログ

　二重スリット（間隔を置いた二つのスリット）を通ったレーザー光子や電子がその背後のスクリーンに干渉縞を作るという問題は、光子や電子の波動性と粒子性を同時に持つという観点で、量子の不思議さを示しているとよく言われる。1982年には浜松ホトニクスがレーザー強度を一回当たりの放出光子を１個レベルにまで落として干渉縞を表示させることに成功している。

　しかし、これは、個々の光子又は電子を放出するレーザー装置又は電子銃が固有の振動数を持って格子や電子を放出すると考えれば、それほど不思議ではないと思う。親元が一緒なのだから共通の波動性を持っていて当然だからである。

　シュレディンガーの猫の問題は、量子力学を定式化したシュレディンガー方程式を作成したシュレディンガーが、量子論者に警告するために提案した思考実験であり、元々は量子力学を巨視的な事象に適用してはいけないという意図で提案したものである。

　それは、一匹の猫と放射性物質と放射線検出器と検出器がトリガーとなる毒ガス発生装置を箱に入れて閉じた場合の思想実験である。放射性物質の半減期が１時間であれば、1時間後の猫は半分死んでおり、半分は生きている状態であるはずだというものである。

　そして、箱を開けた瞬間にその猫は生きているか死んでいるかが決まる。即ち、観測者がその生死を決めるということになる。

　このシュレディンガーの猫問題に対しては、量子理論の専門家から多くの解釈が提案されており、、
（１）観測者が系の中に入っているはずなのでその観測者の量子状態まで含めて考えるべきだ。
（２）観測者を含む外部環境が猫の状態に影響するので箱を開ける前に生死は決まっている。
（３）宇宙は様々な状態に分化し続けているので、量子状態は観測されたものだけではなく、他の量子状態の宇宙もどこかに存在しているはずだ。
といった案が提案されている。外部環境が系の量子状態に影響するという問題は、近年の量子コンピュータの成否にも関わる問題らしい。外部の熱揺らぎなどが量子コンピュータの量子状態を変動させると解が安定しないということなのだろう。

　従って、今更素人が口出しするようなものでもないが、ここでは、放射性物質の半減期に関してコメントしてみたい。
　放射性物質の半減期という用語はジュレディンガーの猫以前からあったが、これは単純に言えば、核分裂生成物などの放射性物質がエネルギー的に励起状態のために、安定状態に向かって崩壊する現象に関し、その崩壊までの平均時間を示したものである。即ち、多数の放射性物質があり、様々な量子状態があるために平均値をしめしたのである。
　かりに、そのシュレディンガーの箱の中にある放射性物質が１個だけだったらどうなるのだろうか。その物質の量子状態は確定できないのだろうか。特定の核分裂が生じる場合、親となる核分裂性物質の量子状態を制御できるとすれば、あとは入射する中性子の量子状態を制御できれば、特定の核分裂のみが生じるはずである。その場合生成する放射性核種の量子状態も特定できるものとなるはずである。
　そうなるとその放射性核種の半減期は平均的な値ではなく、その特定の量子状態での核分裂に固有のものとなるはずではないだろうか。このように生成した放射性核種ならば、あらかじめ崩壊までの時間が特定でき、シュレディンガーの猫問題は生じない。即ち、1時間後には崩壊しているか、崩壊していないのかがあらかじめわかっているからである。
　
　アインシュタインの量子論を批判した言葉「神はサイコロを振らない」の賛同者より。（最近の実験結果ではアインシュタインの量子論批判は旗色が悪いのだが。）