時空が「量子もつれ」から生まれる

一般相対性理論から導き出される時空は「量子もつれ」が生成


【図1】ホログラフィー原理の模式図: 一般相対性理論では、ある時空に含まれる情報は、その内部ではなく表面に蓄えられるとする原理。この原理を用いると、重力の量子化という難問を、空間の表面に住んでいる、重力を含まない別の理論としてより簡単に定式化することができる。 （credit: 大栗博司）


【図2】量子もつれと一般相対性理論の間の対応関係: 赤い点は一般相対性理論の時空における局所データを表す。本研究では青い半球で表される量子もつれによってこれを計算する方程式を導いた。 （credit: Jennifer Lin et al.）

　東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構の大栗博司主任研究員は２０１５年５月２７日、米カリフォルニア工科大学と共同で、一般相対性理論から導き出される重力の基礎となる時空が、「量子もつれ」から生まれる仕組みを具体的な計算によって明らかにしたと発表しました。

物理学者と数学者の連携で得られた成果です。一般相対性理論と量子力学の理論を統一する“究極の統一理論”構築への貢献が期待されます。

　大栗主任研究員らは、量子効果から時空が生じる仕組みの鍵は、量子もつれであることを見いだしたのです。特に、エネルギー密度のような時空の中の局所データが、量子もつれを用いて計算できることを示しました。

　量子もつれは、異なる場所にある粒子のスピンなどの量子状態が独立に記述できないという現象で、アインシュタインは「奇怪な遠隔作用」と呼びました。今回、この量子もつれが重力現象の基礎となる時空を生成することを初めて示したのです。

米物理学会誌フィジカル・レビュー・レターズの注目論文に選ばれました。

日刊工業新聞
2015年05月28日