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2016年2月28日 (日)

近接場光

以前、サイエンスZeroか何かで見たと思うのですが、近接場光というものが有るそうです。ファイバースコープの先端を細く尖らせ、もう一方の端から光を入射させると、その光は尖らせた先端にまとわり付いたように留まったままになります。それが近接場光です。近接場光は先端から無限遠に飛んで行くことはありません(つまり、その光を直接見ることは出来ない)。この近接場光は顕微鏡(STMのようなもの)などへ応用されているようです。

ファイバースコープ この光は 直接見えるわけではない

ところで、ゲージ場のひとつである光は、真空中を無限遠まで移動することが出来ます。これは光に質量が無いことと同値です。それに対して、同じゲージ場でもウィークボソンは質量を持ち、到達距離は有限です(\(10^{-18}m\))。本来、ウィークボソンは質量0なのですが、自発的対称性の破れにより質量を獲得しているのです。

先に揚げた近接場光は、本来無限遠まで到達するはずの光が局所領域に束縛されている訳ですが、これはまるで光が質量を持ったようなものです。

光が質量を持つ。このことに興味を持ったので、近接場光について検索してみたのですが、詳しいことは分かりませんでした。(ただ、有効質量 \(m = \hbar/c \cdot \lambda_c\) をもつ仮想光子のトンネリングというアイデアが用いられているようです。)もし、先端を尖らせたファイバースコープが真空とは違ったポテンシャルになっていて、そのため対称性が破れて光が質量を獲得するというカラクリなら面白いのですが。

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