ハイゼンベルクの不確定性原理

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

• \(\Delta x\): 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。