量子力学はすでに頭痛の種だ。粒子が同時に複数の状態に存在し、波動関数がじっと見つめると崩壊する。今度は、国際的な物理学者グループが、特定の代替説明を真剣に受け止めると、時間そのものが少しぼやけることを発見した。
基礎問題研究所（FQxI）の資金提供を受け、ローマのエンリコ・フェルミ博物館研究センター（CREF）のニコラ・ボルトロッティ率いる研究者たちは、2つの主要な量子崩壊モデル、ディオージ＝ペンローズモデルと連続的自発局在化を調査した。Physical Review Researchに掲載された彼らの研究は、これらのモデルが正しければ、時間には固有の不確かさ、つまりどんな時計でも測定できる精度の基本的な限界があることを示している。
「私たちがやったことは、崩壊モデルが重力と関連しているかもしれないという考えを真剣に受け止めることでした」とボルトロッティは言う。「そして、非常に具体的な質問をしました：これは時間そのものにとって何を意味するのか？」
チームにはカタリナ・クルチャヌ、クリスチャン・ピスキッキア、ラヨシュ・ディオージ、シモーネ・マンティも含まれていた。彼らは連続的自発局在化モデルと重力による時空のゆらぎとの間に定量的な関係を確立した。結果：時間の構造に小さなぐらつきが生じるが、それは最先端の原子時計にも影響を与えるにはあまりにも小さい。
「不確かさは現在測定できるものより何桁も小さいので、日常的な時間計測には実用的な影響はありません」とクルチャヌは言う。「私たちの結果は、現代の時間計測技術がまったく影響を受けないことを明確に示しています」とピスキッキアは付け加えた。
この研究は、量子力学と一般相対性理論を調和させようとする数十年の試みに基づいている。両者は時間を根本的に異なる方法で扱う。量子力学では時間は外部パラメータであり、相対性理論では時間は伸び縮みする。新しい研究は、崩壊モデルが量子挙動、重力、時間の間のより深いつながりを指し示す可能性があることを示唆している。
クルチャヌは、このような基礎研究への珍しい支援を称賛した。「宇宙、空間、時間、物質に関するこれらのタイプの根本的な疑問を支援する財団は世界に多くありません」と彼女は言う。「私たちの研究は、量子力学に関する過激なアイデアでさえ、正確な物理測定に対してテストできること、そして安心すべきことに、時間計測が現代物理学の最も安定した柱の1つであり続けることを示しています。」
この研究は、FQxIの「物理世界における意識」プログラムを通じて一部支援された。