巨視的物体の量子理論に対するワイヤ振動を利用した検証実験

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K18729
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 安東 正樹 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (90313197)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2024-03-31
• Keywords: 巨視的量子力学 / CSL理論

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は，巨視的な物体も記述できるような拡張量子力学の理論を実験的に検証することである．量子力学を巨視スケールにまで拡張した理論の枠組みの一つとして，質量が存在することによって量子的性質が失われるという，重力デコヒーレンスと呼ばれる考え方が提案されている．それに対して，本研究では，CSL (Continuous Spontaneous Localization)模型と呼ばれる理論に注目し，その検証を行う．CSL模型は，巨視的な物体では「測定」という操作が量子状態に影響を与えないような理論であり，微視的な極限では通常の量子力学におけるシュレディンガー方程式に帰着し，粒子数の多い極限では測定に依存しない結果を与えるという理論である．非相対論的な質点の力学しか記述できないなど，物理学の理論としては不十分な点も多いが，現在までに数学的な矛盾は見つかっておら
ず，従来の量子力学を拡張する可能性を持った理論模型である．
2022年度には，CSLモデル検証実験の再セットアップを進めた．地面振動や空気の揺らぎの影響が大きいことが明らかになっていたことから，設計を見直した．真空中におかれた懸架系で独立に懸架された2つの鏡で光共振器を構成し，2つのレーザー光を双方から入射する系を設計・製作し，それら全体を安定に動作させることに成功した．レーザー干渉計の基線長変動，鏡の角度変動など，動作に用いる制御系の特性の評価も進め，適切に動作していることを確認した．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

構成の再設計から実際の準備，構築，動作までを達成することができた．

Strategy for Future Research Activity

動作が実現されたレーザー干渉計の雑音源を特定・低減するとともに，長時間測定を行い，CSL理論に対する上限値を与える．

Causes of Carryover

購入予定であった物品が期間内に入手できない見込みとなったため．