ハイゼンベルクの不確定性原理について
概要
- 量子力学において、位置と運動量の同時測定が不可能であることを示す原理
- ブラックホールのホーキング放射の説明にも用いられる
不確定性原理の式
\[\Delta x \Delta p \geq \frac{\hbar}{2 \pi}\]- \(\Delta x\): 位置の不確定性
- \(\Delta p\): 運動量の不確定性
- \(\hbar\): プランク定数
ホーキング放射の考え方
- 「粒子と反粒子のペア」が一時的に生成されるという量子場理論のアイデア
- エネルギーと時間の不確定性から極めて短い時間スケールでエネルギーの揺らぎが生じる
- 粒子と反粒子（例えば電子と陽電子）がペアで一瞬だけ出現し、すぐに互いに消滅してエネルギーが保存される
ブラックホールの事象の地平面近くでは、このペア生成が特殊な状況を引き起こします。 ペアのうち一方が事象の地平面の外側に留まり、もう一方がブラックホールに吸い込まれることがあります。外側に残った粒子は「実粒子」として観測され、ブラックホールから放射されたように見えます。