宇宙10大法則、ハイゼンベルクの不確定性原理

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Newton (ニュートン) 2012年 04月号 [雑誌]

宇宙10大法則

①ケプラーの法則:惑星の楕円軌道について、太陽を結ぶ面積は一定など。

②万有引力の法則

③運動量保存則:mv=MV

④角運動量保存則:mvr=const

⑤ウィーンの変位則:星などの光の色(波長)から表面温度[K]を求める。

⑥エネルギー保存則

⑦エントロピー増大の法則:⊿S≧0,エントロピーとは偏りのなさ。

⑧E=mc^2:質量とエネルギーは等価。

⑨アインシュタイン方程式:物質と時空の関係式。
             物質の周囲で空間は曲がる。
⑩ハッブルの法則:宇宙は膨張している。
         →宇宙は加速膨張している。

ハイゼンベルクの不確定性原理

・ハイゼンベルクの不確定性原理
 ミクロの世界で、粒子の位置と運動状態(運動量)を同時に正確に知ることはできない。不等式として表すと以下(未証明)。ここでの誤差は測定時に生じるもの。

  ⊿Q(位置誤差)×⊿P(運動量誤差)≧h/4π(h:プランク定数)

・ロバートソンの不等式
 粒子のゆらぎに関する不等式(証明済)。

σ(Q)(位置ゆらぎ)×σ(P)(運動量ゆらぎ)≧h/4π(h:プランク定数)

 ゆらぎ(量子ゆらぎ)とは粒子が本来持ってる、ぼんやりとした広がり。

・小澤の不等式
 ハイゼンベルクの不等式を修正したもの。ロバートソンの不等式にあるゆらぎに関して、2項が左辺に追加されている。

・ラプラスの悪魔
 宇宙にある全ての粒子の運動量・位置を知る仮想の存在。位置と運動状態が分かっていれば、未来は計算できるという決定論的世界観の産物。

ハイゼンベルクの不等式はラプラスの悪魔の存在を否定するもの、即ち未来が決まっているという考えを否定。

最近行われた検証実験では、ハイゼンベルクの不等式が成立せず、小澤の不等式が成立していることが確認できたとのこと。

感想

相変わらず勉強になる、無知な僕には濃い内容。

値下げしないかなぁ…

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