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こんにちは、naoです。

今日は粒子性と波動性の話をしようと思います。

量子力学の世界では、物質は、粒子性と波動性の性質を併せ持つとされています。

この根拠の一つとして広く知られているのが、1801年にThomas Young氏が行った二重スリット実験です。

この実験は、2つのスリット（隙間）のある板に向けて光（電子）を照射し、その背後に設置したスクリーンにどのような模様が現れるかによって、光がもつ性質を検証したものです。

もし光が粒子だった場合、スクリーンには二筋の光が浮かび上がるはずです。

一方で、波としての性質を持っていた場合、光は2つのスリットを通過すると2つの波を形成し、その波同士が重なったり打ち消し合ったりすることでスクリーンには干渉縞が浮かび上がることになります。

結果は予想通りの干渉波が観察され、光が波としての性質を持っている事が明らかになりました。

しかし、後に光は光子という粒子としての性質を示すことも明らかになります。

そのため二重スリット実験は光が粒子にも波にもなるという量子世界の「奇妙さ」を象徴するものとなりました。

では、光が粒子性と波動性を現す条件にそれぞれ差はあるのでしょうか。

実は、どちらのスリットを通ってきたかを『観測』すると、干渉縞は消えます。どちらのスリットを通過したか観測した場合には干渉縞は現れず（粒子性の発現）、観測しなかった場合に干渉縞が現れました（波動性の発現）。

しかもこの実験では、電子を検出した後に、検出位置からさかのぼって、電子の経路と通過したスリットの同定を試みる手法が取られているので、干渉が確定する段階では観測するしないの判断はされていないのです。

出典:V字型二重スリットによる電子波干渉実験

どちらのスリットを通ったかを観測することで光子は波動性を失い粒子としてふるまうようになり、結果として干渉は起こらなくなるのです。

このように、波動性と粒子性はどちらかを確定させるともう一方の性質が失われるという性質（相補性）を持ちます。

2023年4月には、インペリアル・カレッジ・ロンドンの研究者たちが時間的二重スリットを作成し、過去と未来の光の干渉を証明した研究内容がnature physicsに掲載されました。

出典:Double-slit time diffraction at optical frequencies

これらの実験結果から、『物質は粒子性と波動性、両方の性質を持ち、かつ、時間軸に関わらず行った行為が結果に影響し、その影響の及ぶ範囲は過去未来にまで及ぶ』と考えられます。

振動数が低くなれば物質化し、高くなれば波動性を増す。

思念もエネルギーなので質量を持ち、振動数を落とせば物質化する。現実化する。

私達は、永遠の今を生きている。

そして私達が体験する現実は、行動によって、いつだって変える事ができる。

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