物理学者らが量子崩壊モデルから時間の微小な欠陥を発見

国際的な物理学者のチームが、重力と関連している可能性のある量子崩壊モデルが、時間そのものに微小な不確かさをもたらすことを発見した。これは時計の精度に根本的な限界を課すものだが、現在の検出レベルをはるかに下回る。Physical Review Research誌に掲載されたこの研究は、量子力学と重力の関係を探求している。

イタリア・ローマにあるエンリコ・フェルミ博物館・研究センターの博士課程学生ニコラ・ボルトロッティ氏率いる研究チームは、ディオシ・ペンローズ・モデルや連続的自発的局在化モデル(CSLモデル)を含む量子崩壊モデルを分析した。これらのモデルは、測定を行わなくても波動関数が自発的に崩壊すると提唱しており、重力と関係している可能性がある。研究チームはこの研究により、あるモデルと重力に起因する時空のゆらぎとの間に定量的な関連性があることを突き止め、時間測定における固有の不確かさを明らかにした。Foundational Questions Institute(FQxI)の支援を受けたこの成果は、Physical Review Research誌(2025年、7巻4号)に掲載された。ボルトロッティ氏はそのアプローチについて次のように説明した。「我々が行ったのは、崩壊モデルが重力と結びついている可能性を真剣に検討することでした。そして、その上で『これは時間そのものにどのような意味を持つのか』という非常に具体的な問いを立てたのです」。分析の結果、この不確かさが時計の精度に限界を課すことが示されたものの、技術的な影響は無視できるほど小さいという。「その不確かさは、現在測定可能なあらゆる値を何桁も下回るため、日常的な計時において実用上の影響はありません」とチームメンバーのカタリナ・クルチェアーヌ氏は述べた。共著者のクリスチャン・ピシッキア氏は、「我々の結果は、現代の計時技術が全く影響を受けていないことを明確に示しています」と付け加えた。この知見は、時間を古典的なパラメータとして扱う量子力学と、質量やエネルギーによって時間が歪むとする一般相対性理論の捉え方の違いを浮き彫りにしている。クルチェアーヌ氏は、こうした基礎研究の重要性を強調し、「宇宙、空間、時間、物質に関するこうした根本的な問いを支援する財団は、世界的に見ても多くありません」と語った。本研究は、量子物理学と重力を統合するための検証可能な道筋を示すものだが、現時点では予測される効果を捉えた実験結果は得られていない。

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