| chapter 1 不思議な常識と量子 |
| 身のまわりの量子力学 量子力学は身のまわりにあふれている！ 14 |
| なぜ日焼けをするのか① 波長と周波数 16 |
| なぜ日焼けをするのか② 電球を明るくしても日焼けしない 18 |
| なぜ星は見えるのか 星がみえるのも量子力学がなければ説明できない 20 |
| 星は見えないはずなのだが・・・ 光は波だと考えると・・・ 22 |
| なぜ遠くの明かりが見えるのか 星だけではなく街灯すら見えない 24 |
| 何がおかしいのだろう? 分子は遠くまで手を伸ばしているのか? 26 |
| 光の粒子性 光は粒子であると考えると、謎は解ける 28 |
| 光子のエネルギーはどれくらい? プランク定数を見積もる 30 |
| 光は波なのか 光は量子 32 |
| 長さのスケール 宇宙から極微の世界まで 34 |
| 量子力学のあつかう世界 量子の世界には1つの宇宙がある 36 |
| コラム 原子の「子」ってなに? 38 |
| chapter 2 身の回りのもので調べる量子と原子の世界 |
| 原子を調べる 原子の簡単なモデル 40 |
| からっぽの原子 原子と原子核の大きさ 42 |
| ガラス職人だったフラウンホーファー 不思議な運命で、天文学の多くの発見を支えた 44 |
| 星を近づけたフラウンホーファー スペクトル線の謎 46 |
| 簡易分光器を作ろう いらないCDで簡単に作れる 48 |
| スペクトル線を見る 連続スペクトルと輝線スペクトル 50 |
| フラウンホーファー線を見る 慣れが必要かも 52 |
| 電子の振るまい 電子は特別の軌道をとる 54 |
| 物質と光の作用 原子は特別の色の光だけを吸収、放出する 56 |
| 前期量子論 学者も電子のように落ちた 58 |
| 前期量子論で理解するスペクトル線 とびとびのスペクトル線は、電子の軌道がとびとびである証 60 |
| パルマーと数遊び 数遊びもたまには役に立つ 62 |
| 前期量子論でパルマーの公式は理解できる スペクトルの謎は解かれたが、新たな謎も浮かぶ 64 |
| コラム 量子は「どれほどの大きさか?」 66 |
| chapter 3 量子力学のルールと重ね合わせ |
| これからのあらまし 章ごとに、量子論の1つの概念と最新の応用を紹介 68 |
| 量子力学を理解するとはどういうことか? 誰も理解できない量子力学 70 |
| 量子力学のルール① 重ね合わせの原理 72 |
| 量子力学のルール② 測定についてのルール 74 |
| 神童ヤング 神童ゆえの過ちも 76 |
| ヤングの実験 光は波である 78 |
| それがどうした? こういう実験がなぜ大切か 80 |
| 手軽にできるヤングの実験① スリットを作る 82 |
| 手軽にできるヤングの実験② いよいよ実験 84 |
| ヤングの実験のバリエーション またCDのお世話になろう 86 |
| ヤングの実験と重ね合わせ 光は粒子ではないのか? 88 |
| 本当にどちらのスリットも通ったのか? ますます状況は混沌としてくる? 90 |
| ヤングの実験と量子力学メーター メーターであらわすと・・・ 92 |
| 「波」と「粒子」の意味 量子力学メーターこそが波をあらわしている 94 |
| 重ね合わせとシュレーディンガーの猫 生きていると同時に死んでいる猫 96 |
| シュレーディンガーの猫の解釈 デコヒーレンス 98 |
| 測定とデコヒーレンスの関係 測定とは何か? 100 |
| 光の反射 量子はあらゆる道筋を通る 102 |
| 粒子も波 電子も原子も光子と同じ量子 104 |
| コラム 干渉を使って騒音を消す 106 |
| chapter 4 重ね合わせ、量子コンピュータ、暗号解読 |
| 限界に近づきつつあるコンピュータ 2020年問題 108 |
| 量子コンピュータ 量子力学の原理で並列計算 110 |
| ビット すべては0と1 112 |
| 量子ビットと重ね合わせ 宇宙の原子すべてを使ったコンピュータより強力 114 |
| 量子コンピュータで計算結果を読み取る デコヒーレンスと折りあう 116 |
| 身のまわりの暗号 セキュリティにも文学にも 118 |
| 暗号の基本 シーザー暗号での例 120 |
| 暗号の種類 家のカギのような暗号と南京錠のような暗号 122 |
| 素数をめぐって いろいろな素数 124 |
| 素因数分解 逆は難しい 126 |
| 素因数分解のむずかしさと公開鍵暗号 どちらの一方通行 128 |
| 公開鍵暗号の安全性 暗号をちょっと難しくしただけで、解読はとても難しい 130 |
| 量子コンピュータで簡単に解ける問題 ショアのアルゴリズム 132 |
| ショアのアルゴリズムの威力 公開鍵暗号は安全でなくなる 134 |
| 解けない暗号 解けないものの欠点を克服しなければいけない 136 |
| コラム 知らないうちに暗号を使っているかも・・・ 138 |
| chapter 5 不確定性関係と量子暗号 |
| 光の偏光 いろいろな方向に揺れる光 140 |
| 自然の偏光 光の反射と昆虫の能力 142 |
| 光の偏光を確かめる 偏光板の手に入れ方 144 |
| 不確定性関係と偏光 光子の偏光についての不確定性 146 |
| 不確定性関係 量子力学メーターでは・・・ 148 |
| 不落の量子暗号 不確定性関係が暗号の完全性を保証する 150 |
| 量子通信の方法 光子の偏光を交換 152 |
| 古典通信の役割 量子通信を補う古典通信 154 |
| 量子暗号は盗聴できないし、盗聴はばれる 盗聴がばれるという利点もある 156 |
| いろいろな不確定性 位置と運動量の不確定性 158 |
| 電子の「軌道」と不確定性関係 原子はなぜ安定か? 160 |
| 時間とエネルギーの不確定性 うなりと似ている 162 |
| 粒子の対生成 完全にからっぽの空間というものはない 164 |
| コラム さまざまなモノの不確定性 166 |
| chapter 6 量子からみ合いと量子テレポーテーション |
| 1357年 : カステルガール、フランス 600年前からのメッセージ 168 |
| 『タイムライン』 量子力学の最新技術を小説に 170 |
| ふつうのからみ合い 2つの物体間の関係 172 |
| 量子からみ合い 偏光を例に 174 |
| 量子からみ合いはふつうのからみ合いとどこが違うのか? 量子からみ合いから結論される「瞬時の影響」 176 |
| 量子からみ合いは相対論に反しないのか? 光より速いあらゆるものを相対論が禁じているわけではない 178 |
| 量子からみ合いと量子力学メーター* 量子からみ合いは重ね合わせの一種 180 |
| フィクションのなかのテレポーテーション すべての「情報」をどう転送するか? 182 |
| 注意を1つ・・・ どういう状況を考えているのか? 184 |
| では量子テレポーテーションは? 量子テレポーテーションの手順 186 |
| 量子論には反しない 不確定性関係に抵触せずどう全情報を転送するのか? 188 |
| 相対論にも反しない 瞬間移動ではない 190 |
| これは3Ｄファックスか? 情報を送っているだけではないのか? 192 |
| 朝永の電光掲示板 量子は区別できない 194 |
| ファックスとのもう1つの違い クローンには使えない 196 |
| クローン禁止定理 量子の世界ではクローンは不可能 198 |
| 人間は転送できるか? 『タイムライン』は実現するか? 200 |
| 『タイムライン』の疑問点 どこからがフィクションか 202 |
| エラーを防ぐ ISBN番号での例 204 |
| エラー訂正と量子力学 量子テクノロジーでの正念場 206 |
| エラーをみつける①* 量子からみ合いを使う 208 |
| エラーを見つける②* まとめて測定する 210 |
| 量子テクノロジーのこれから 実現の可能性は? 212 |
| コラム テレポーテーションのルーツ 214 |
| chapter 7 量子力学に謎を突きつけるブラックホール |
| ダブリンにて 誤りを正した(?)ホーキング 216 |
| ブラックホール 圧縮してしまった「星」 218 |
| 典型的なブラックホール 特異点と地平面 220 |
| 蒸発するブラックホール ブラックホールと量子力学 222 |
| ホーキング放射のからくり 地平面のすぐ外で、仮想粒子の対生成が起きる 224 |
| からみ合っているホーキング放射 ホーキング放射はランダム 226 |
| 長生きのブラックホール ブラックホールの温度はとても低い 228 |
| インフォメーション・パラドックス ホーキング放射は微々たるものであっても、大きな問題を起こす 230 |
| 情報が消えると何が困るのか? 量子力学では情報はどうやっても消えない 232 |
| パラドックスの受け止め方 パラドックスをめぐる賭け 234 |
| クローン禁止定理とパラドックス ホーキング放射に情報を移す? 236 |
| ブラックホールのなかで量子テレポーテーション?* パラドックスは解決するのか? 238 |
| 負けを認めたホーキング ホーキングは賭けに負けたのか? 240 |
| コラム そのほかの賭け 242 |
| 索引 243 |
| chapter 1 不思議な常識と量子 |
| 身のまわりの量子力学 量子力学は身のまわりにあふれている！ 14 |
| なぜ日焼けをするのか① 波長と周波数 16 |
図書
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