「シュレーディンガーの猫」実現へ一歩？OISTが電子スピンで巨視的な物体を動かすことに成功 [すらいむ★]

「シュレーディンガーの猫」実現へ一歩？OISTが電子スピンで巨視的な物体を動かすことに成功

この記事のポイント

何が起きたか： OISTなどの研究チームが、電子スピンに由来する力を使い、空中に浮かせた質量128mgの振動子を駆動することに成功。大気中で約100nm、真空中では最大約1.5µmの振動を観測した。
なぜ重要か： 従来の最先端のスピン力学実験より8〜9桁（1億〜10億倍）重い物体に対し、電子スピンの偏極によって5nNを超える力を生み出し、巨視的な物体の運動を制御できることを示した。
今後の注目点： 今回観測されたのは古典的な振動であり、量子重ね合わせではない。環境振動や熱の影響をさらに抑え、マイクロ波による精密なスピン制御を実現できるかが次の課題となる。

（以下略、続きはソースでご確認ください）

xenospectrum　2026年10月9日
https://xenospectrum.com/oist-spin-force-levitated-diamond-resonator/

>>今回の研究で注目すべきなのは、電子スピンが生み出す微小な力を、従来よりはるかに重い物体に作用させ、その動きを直接観測した点だ。
>>研究を主導したのは、OIST量子マシンユニットのジェイソン・トゥワムリー（Jason Twamley）教授らのチームだ。論文には、筆頭著者のアンシュマン・ナヤック（Anshuman Nayak）氏、キム・デヒー（Daehee Kim）氏、東京科学大学にも所属するティアン・シル（Shilu Tian）氏が名を連ねている。
>>OISTの公式発表では、電子スピンの力によってセンチメートル級の物体を動かした世界初の観測として紹介されている。
>>論文によると、実験に使用した振動子の総質量は128mgだった。OISTのトゥワムリー教授は、これが従来の最先端のスピン力学実験で扱われてきた物体より8〜9桁、すなわち1億〜10億倍も大きな質量に相当すると説明している。
>>従来は、極めて軽い粒子や微細な機械構造を使い、量子スピンと運動の関係を調べる研究が中心だった。これに対して今回の研究では、最初から比較的大きな物体を空中に浮かせ、そこに電子スピンの力を作用させる方法を採用した。
>>物体を徐々に大型化するのではなく、巨視的な物体に微小な力を作用させるというアプローチだ。
>>もっとも、実験対象は研究室内に設置された精密な装置であり、人体や生体を動かしたわけでも、屋外での応用試験が行われたわけでもない。
>>今回の成果は、厳密に制御された実験環境で、電子スピンに由来する力によって128mgの振動子を動かせることを示した基礎物理学の実証実験と位置づけられる。

>>2の内容が下記と証明されている

>>研究成果は2026年10月7日、査読付き学術誌『Science Advances』に論文「Spin-force from a Nitrogen-Vacancy ensemble drives a 100 mg levitated resonator」として掲載された。先行するプレプリントは同年5月18日にarXiv（2605.17750）で公開されている。

>>研究チームは、浮遊体の動きをレーザー干渉計で測定した。
>>干渉計は、グラファイト板上の鏡で反射したレーザー光と参照光を比較し、物体の位置の変化を高精度に検出する装置だ。
>>今回使用した測定系は、原理的にはピコメートル（1兆分の1メートル）程度の微小な変位を検出できる性能を備えている。
>>測定の結果、振動子の垂直方向の固有振動数は17.6Hzだった。また、大気圧下での力学的品質係数（Q値）は55だった。
>>Q値は、振動がどの程度減衰しにくいかを表す指標であり、値が大きいほど振動を長く維持しやすくなる。
>>研究チームが17.6Hzの共振周波数に合わせて緑色レーザーを周期的に照射したところ、振動子の重心が上下に動き始めた。
>>大気圧下で観測された定常的な振幅は約100nmだった。
>>この振幅は、レーザーを照射していない状態で生じる、熱的なブラウン運動によるナノメートル程度の揺らぎを大きく上回っている。
>>さらに、真空環境での測定では、最大約1.5µmの振幅が得られた。
>>大気中では、周囲の空気による抵抗が振動を減衰させる。真空にすると、この抵抗が小さくなるため、同じような微小な駆動力でも振動が大きくなりやすい。
>>また、観測された動きが偶然の揺らぎではなく、レーザー照射に対応した周期的な運動であることも確認された。
>>研究チームは、記録した振動波形を1周期ごとに区切って平均化した。その結果、明瞭な正弦波状の振動が残り、矩形波状の周期的な力で駆動された調和振動子の予測と一致した。
>>これは、振動がレーザーの駆動周期と安定した位相関係を保っていることを示している。
>>さらに、振動子が下方の永久磁石へ向かって変位したことから、作用した力が理論モデルの予測どおり、磁石に引き寄せる方向の力であることも確認された。
>> ›5nNを超える力は、振動の測定結果から推定
>>研究チームは、観測された振幅や振動子の質量、共振周波数、Q値などを使い、電子スピンに由来する力の大きさを推定した。
>>その結果、実験条件によっては5nN（ナノニュートン）を超える力が生じていたことが分かった。
>>1nNは10億分の1ニュートンに相当する、極めて小さな力だ。
>>しかし、摩擦や空気抵抗による損失を小さくした振動子に対し、その固有振動数に合わせて繰り返し力を加えれば、この程度の力でも観測可能な変位を生み出せる。
>>重要なのは、今回の力がNV中心の全スピンを完全に反転させることで生まれたわけではないという点だ。
>>論文によれば、スピン集団の状態が部分的に変化するだけでも、磁場勾配との相互作用によって十分な駆動力が生じた。
>>ただし、5nNという値は、力を直接読み取る装置で測ったものではない。共振器の変位データと力学モデルを組み合わせて求めた推定値である。
>>研究チームは、この力が本当に電子スピンに由来するのかを確かめるため、追加の対照実験も実施した。
>>まず、ダイヤモンドに磁場勾配を与える永久磁石を取り外すと、特徴的な共振ピークは消えた。
>>また、NV中心を光学的に偏極させない波長980nmの赤外線レーザーを使った場合にも、緑色レーザー照射時のような強い振動は現れなかった。
>>これらの結果は、観測された振動が単なるレーザー加熱や光の直接的な力ではなく、NV中心のスピン状態と磁場勾配の相互作用によって引き起こされたことを支持している。
>>一方、実験には測定感度上の制約も残っている。
>>論文によれば、実験中の変位測定における雑音の大きさは約1nmだった。
>>この限界を決めていたのは干渉計そのものの性能ではなく、実験室の床振動や周囲の音など、外部環境に由来する雑音だった。
>>研究チームは、除振性能をさらに高めることで、測定感度を現在より約3桁改善し、干渉計本来のピコメートル領域に近づけられる可能性があるとしている。
>>ただし、これは今後の改良による見通しであり、今回の実験ですでにピコメートル精度の振動測定が実現したという意味ではない。

>>今回の研究では、電子スピンに由来する力によって巨視的な物体を動かすことに成功した。しかし、物体そのものが量子的な運動状態になったわけではない。

>>ここが、実験で確認された成果と、将来の研究目標を分ける重要なポイントだ。

>>量子力学における「位置の重ね合わせ」とは、物体が異なる位置に対応する複数の量子状態を同時に持つ現象を指す。単に物体が二つの位置の間を往復運動することとは、本質的に異なる。

>>今回観測された振動は、ニュートンの運動方程式で説明できる古典的な調和振動だった。

>>5の説明で

量子力学は双方の振動数がとエネルギー量が同じ
A地点にある物体とB地点にある物体が１０Hzで双方の物体が引導していて双方の物体のエネルギー量が同じになるので給電し無くても機器は動作するという解釈で良いのですよね


古典的な調和振動は現在使用されている無線通信やワイヤレス給電の事ですよね


これであっているかわかる人教えてください

>>6でもう一つ質問です

量子力学のA地点とB地点が同じでも超感度センサーで調べたときのみエネルギー量の違いが判明するで良いのですか

量子力学でA地点とB地点に同じ物体をあるように見せかける

ある物体の振動数に成るように別の個所の物体に作用させている事に成るのかな

　他にもありますが単純に
1.質量が原子ごとに違う
2.質量の違う原子は自然界のエネルギーによって各エネルギーの影響で振動数が変化する
3.各原子は外側の接している個所の厚さが違う
※人間の皮膚で例えるのなら各部位によって皮膚の厚さが違うから各場所で微妙に異なる振動数に成っている

上記をA地点とB地点で同じような振動数と同じエネルギー量に成るようにする必要があるのかな
　各原子によってエネルギーを変化させる必要があるので自然界で行うには条件が厳しすぐることに成っているのかな

>>8を成功させるには実験室内の状態をA地点とB地点に設置する必要が出てくることに成る
　もしくはA地点とB地点のダイヤモンドの中で再現することに成るのかな

ダイヤモンドは固いので外部の影響で内部の原子が動かないので純粋にエネルギーだけのデータを受け取ることが可能なためで絶対零度の条件下で実験を行って居ることに近い状態になっていると思われる

上記が自然界に存在した場合圧倒的なエネルギー量「ブラックホールのエネルギー？」で他のエネルギーを考えた時に実験室内程度のエネルギー量に成っている事に成る
　ブラックホール以上のエネルギーは現在観測されていないですよね？

超新星爆発のエネルギー量がブラックホールのエネルギーを超えた時にどうなるかの観測が必要なのかな

もうシュレディンガーの猫を引き合いに出すのはやめなよ草葉の陰で顔真っ赤にしてるから

>>10
誰が真っ赤だって
分ってないようだけどシュレディンガーの猫ってのは生物の生死というマクロ的な現象さえ重ね合わせができるかのような主張をしてる研究者に対する皮肉であってその当否はいまだ確定してない
ちなみに主流は猫の生死は量子状態でないので重ね合わせもできないっていうシュレディンガー支持の説だ

出たら消えたりする不思議な猫の名前にまでされてるし不本意だろうな

出たり消えたりはチェシャ猫じゃなくて？

出たり消えたりというか存在が不確定な猫の名前にされてる

永久磁石の磁力の起源は元素の周りの電子のスピンなんだよ。

記事見る限りだとタイトル詐欺でシュレーディンガーの猫とほぼ関係無い内容だな
スピン由来の磁力で目に見えるほどの巨大な物質を揺らすことが出来たと

そもそもシュレーディンガーの猫みたいに大きくて温度があって空気分子で満たされてる系は一瞬で量子的な重ね合わせが壊れちゃう(人間が観測するかどうかに関係なく)
なのでシュレーディンガーの猫は思考実験として悪い例だと思う

猫、スピン
今の時代だと思い浮べるのは 猫が回るコンピピターゼだよね

まず動物愛護団体をどうにかするのが先だろ

シュレディンガーの主旨とは逆の意味で普及してそっちの方が有名になっちゃって
それがあってかシュレディンガーさんは物理学やめちゃうんだよな笑

アインシュタイン学派とはいまだに相容れない
大統一理論ははたして完成するのでしょうか？

ブラックホールの体積は表面の2Dの情報量で決まる
宇宙も2D情報の3D再生で表現できる

シュレディンガーの猫も量子情報が猫という存在を決めるだのなんだの


そしてスピンはこの宇宙の情報そのものだけど　マジでよーそんなもの操ろうと思えるな人類も・・

シュレーディンガーの猫ってそういう意味だったか？

猫を殺すな、犬にしておけ！

なんとも登（くだらない）。血税は１円たりと使うなよ

生死は確認するまで気を抜くな。

そうだろうな。
こんなレスが量産されてると思った

この記事はちゃんとシュレーディンガーと表記していて偉い
最近シュレディンガーと書く輩が多くてモヤモヤしておる

ぶっ殺す事に躍起だもんな

どの猫が実験台になるんた…

結構でかい有機分子でも左右両方のスリットを通らすことには成功して
猫はダメでも猫につくノミにそのまたついてる雑菌くらいは死んでるのと生きてるのの重ね合わせにはできるようになんだろそのうち