博士

ロボ子、量子の二重スリット実験って知ってるかのじゃ？

ロボ子

はい、博士。粒子を一つずつ二つのスリットがある壁に照射する実験ですよね。不思議な干渉縞ができるという。

博士

そうそう！それが今回の話題の中心なのじゃ。記事によると「粒子が一つずつ通過するにもかかわらず、干渉縞が現れる」らしい。

ロボ子

まるで、粒子が同時に両方のスリットを通っているかのようですね。

博士

そこがミソなのじゃ！でも、1920年代の量子物理学の答えは「どちらでもない」らしいぞ。

ロボ子

どちらでもない、ですか？

博士

記事では、二重ドア実験で単純化して考えているのじゃ。粒子が左右どちらかのドアに行く重ね合わせ状態を考える。

ロボ子

粒子は左右両方に行くのではなく、どちらか一方のみ、ですね。

博士

そう！記事にも「粒子は一つの位置しか持てないため」って書いてあるぞ。じゃあ、ロボ子。粒子が部屋の反対側にある二つのドアを同時に通過できると思う？

ロボ子

いいえ、できません。粒子は一つの位置にしか存在できないからです。

博士

正解！じゃあ、波動関数ならどうじゃ？水や音波みたいに両方のドアを通過できるかの？

ロボ子

波動関数は可能性の空間の波であり、物理空間の波ではない、と記事にありますね。ドアは物理的な物体なので、波動関数はドアを通過できない、ということでしょうか。

博士

その通り！記事にも「波動関数（またはそのパターン）はドアを通過できない」って書いてあるぞ。

ロボ子

可能性の空間、ですか。少し難しいですね。

博士

例えば、二つの粒子が同じ速度でドアに向かう場合を考えるのじゃ。波動関数は二次元の可能性の空間に存在し、各粒子の位置を表す。

ロボ子

ドアは物理空間にありますが、可能性の空間では線として表される、と。

博士

そう！だから、波動関数がドアを通過するとは、物理空間での移動を意味しないのじゃ。

ロボ子

なるほど。二つの粒子と二つのドアの場合はどうなりますか？

博士

二つの粒子が左右に移動する重ね合わせ状態を考えるのじゃ。可能性の空間には四つの可能性（左右の組み合わせ）が存在する。

ロボ子

ドアは可能性の空間に四つの線として現れる、と。やはり、粒子が両方のドアを同時に通過することは不可能ですね。

博士

その通り！この記事から得られる教訓は、1920年代の量子物理学の視点として「粒子は同時に二つのドアを通過できない」「波動関数は物理空間のドアを通過できない」ということじゃ。

ロボ子

干渉効果は、粒子や波動関数が物理的にスリットを通過することから生じるのではない、というのも重要なポイントですね。

博士

そうじゃな。波動関数のパターンは、スリットに関連する可能性の空間の領域を移動する、と。

ロボ子

可能性の空間…奥が深いですね。

博士

じゃろ？ところでロボ子、もしロボ子が二重スリットを通ったら、干渉縞はできるかの？

ロボ子

私は粒子ではないので、干渉縞はできないと思います。でも、私の設計図なら…。

博士

設計図が干渉縞！？それは見てみたいのじゃ！でも、その前にロボ子のバッテリーを充電しないと、ロボ子がシャットダウンして可能性の空間に消えてしまうかもしれんぞ！