量子もつれとは?離れた粒子の相関と、超光速通信の違い
量子もつれは、全体の量子状態を、各部分が独立に持つ状態だけへ分けて説明できない関係です。離れた場所で測った結果の相関が重要になります。ただし、一方の人が好きな結果を選んで、もう一方へ瞬時にメッセージを送れるという意味ではありません。
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量子もつれは、全体の量子状態を、各部分が独立に持つ状態だけへ分けて説明できない関係です。離れた場所で測った結果の相関が重要になります。ただし、一方の人が好きな結果を選んで、もう一方へ瞬時にメッセージを送れるという意味ではありません。
波動関数は、量子状態を表し、測定結果の確率を計算するために使う数学的な表現です。よくψという文字で書かれます。水面の波のような物体をそのまま意味するのではなく、どんな測定の結果を予測するかと結び付いています。
光電効果は、光によって物質から電子が放出される現象です。単純な金属の模型では、光の周波数がある値より低いと、明るくしただけでは電子を出せません。光の「量」と、一個の光子のエネルギーを分ける入口です。
トンネル効果は、古典的には越えられないエネルギーの障壁を、量子粒子が透過する確率を持つ現象です。「一瞬だけエネルギーを借りる魔法」と考えるより、障壁の中と外で波動関数がどうつながるかを見る方が正確です。
不確定性原理は、量子状態の位置と運動量などの広がりを、同時にいくらでも小さくはできないという関係です。道具の性能を上げればなくなる誤差とは性質が違います。まず「何のばらつきを比べているのか」を整理しましょう。
マイスナー効果は、物質が超伝導状態になると、条件に応じて内部から磁束が排除される現象です。電気抵抗がなくなることとは別に、磁場に対する特有の振る舞いがあります。「超伝導体の上で磁石が浮く」という光景を読む手掛かりです。
渦電流は、磁束の変化によって導体の内部に生じる、輪を描くような電流です。導線をコイル状につながなくても、金属の板や塊の内部が電流の通り道になります。磁石で金属の動きを抑える、不思議な制動にも関わります。
ホール効果は、電流が流れる導体や半導体へ磁場を加えると、横方向に電位差が生じる現象です。磁場そのものは目に見えなくても、動く電荷が片側へ寄ることを利用して、電圧として読み取れます。
レンツの法則は、電磁誘導によって生じる電流の向きを判断する法則です。誘導電流が作る磁場は、きっかけとなった磁束の変化を妨げる向きになります。「いつでも磁石を反発する」と覚えると、磁石を遠ざける場面で困ってしまいます。
ファラデーケージは、導体の囲いによって内部への電場の影響を抑える仕組みです。「見えないバリア」のような名前ですが、鍵になるのは導体の中を動ける電荷。まず静電気の話から考えると、遮れるものと遮れないものを分けられます。