도호쿠대학은 '양자속도 한계'라고 불리는 미세한 스케일의 운동에 관한 부등식이 우리의 평상시처럼 매크로적인 스케일에서의 집단현상에서도 보편적으로 존재하는 부등식임을 밝혔다.이번 성과는 도쿄 공업 대학의 오쿠야마 마카 씨와 도호쿠 대학의 오오세키 마유노 준 교수에 의한 것.
친밀한 물리 현상을 기술하는 뉴턴 역학에 대해 원자나 분자 등 미세한 스케일에서는 양자 역학이라는 다른 원리가 성립하고 있다.이것은 불확실성 원리라고 불리는 마이크로 스케일에서 발현되는 특성이 양자 역학의 형성에 관여한다.
이 양자 역학에 따른 미세한 스케일에서의 운동에서, "양자 속도 한계"로 불리는 한계가 존재하는 것으로 알려져 있었다.이 양자 속도 한계는 오랫동안 양자 역학 특유의 현상이며, 그러한 운동의 제한은 마이크로 스케일에서만 존재하는 것으로 믿어졌다.
이번 연구에서는 양자역학의 기본으로 재검토함으로써 양자 속도 한계의 근본적 기원이 양자역학 특유의 현상을 일으키는 불확정성 원리에는 없고 다양한 현상을 기술하는 운동 방정식에 널리 성립한다 것임을 밝혔다.그 결과, 매크로 스케일에서의 집단 현상의 행동을 기술하는 다양한 방정식에서 다양한 속도 한계가 발견되었다.
본 연구 성과를 계기로 다양한 운동과 관련된 보편적인 원리의 해명이 진행될 것으로 기대된다.본 연구 성과는 미국 물리학회가 발행하는 Physical Review Letters 잡지(2018년 2월 9일호)에서 공개되었다.
논문 정보:【Physical Review Letters】 Quantum Speed Limit is Not Quantum
