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コスパの悪い魔法の世界で、僕は地球に論文を送る。 ~異世界転生した天才物理学者は事象の地平線を越えて真理を証明する~  作者: あとりえむ
第1部:王立学院編

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第14話 トンネル効果の壁

ラボの机には、薄くスライスされ、鏡のように磨き上げられたシリコンの円盤──「ウェハー」が並んでいた。

私はその一枚をピンセットでつまみ、光にかざしてチェックする。


「……表面粗さ、ナノレベルで合格。次は『熱酸化』だ。ウェハーの表面に薄いガラスの膜、絶縁膜を作る」


「絶縁膜?電気を通さない壁ってことか?」


リックが横から覗き込む。


「そうだ。電子という暴れ馬を制御するには、頑丈な『壁』が必要なんだ。だが、この壁が薄すぎると、電子が勝手に壁をすり抜けてしまう。……今の彼女のようにな」


私は視線をラボの隅に向けた。


ドガンッ!!


盛大な衝突音と共に、アリスがコンクリートの壁に激突し、尻餅をついていた。


「うぅ……痛いですぅ……」


「アリスちゃん、これで十連敗だね。壁に埋まらなかっただけマシかな」


ボブが冷ややかなデータを読み上げる。

アリスは今、私の指示で「透過魔法(すり抜け)」の特訓をしている。

彼女の不確定性魔法(シュレディンガーの猫)を応用し、物理的な障害物を無視して移動する技術だ。これが完成すれば、どんな金庫も要塞も素通りできる。


私はウェハーを置き、涙目のアリスに歩み寄った。


「アリス。なぜ壁にぶつかるか分かるか?」


「き、気合いが足りないからでしょうか……?」


「違う。『パウリの排他原理』だ」


「ぱうり……?」


私は黒板に二つの円を描いた。


「この世界にある物質は、フェルミ粒子というグループに属している。これらは『同じ場所に、同じ状態の粒子は二つ存在できない』という絶対的なルールを持っている。君の手が壁に触れたとき、君の原子と壁の原子の周りにある電子雲同士が反発し合う。だから『ぶつかる』んだ。これが物質の硬さの正体だ」


「はぁ……つまり、仲が悪いんですね?」


「まあ、そうだ。だが、量子力学の世界には裏技がある」


私はチョークで壁の向こう側に矢印を引いた。


──『トンネル効果』だ。


「粒子が波としての性質を持ったとき、本来なら越えられないエネルギーの壁を、確率的に『すり抜けて』向こう側に移動してしまう現象だ。僕が作ろうとしている半導体では、これが起きると困るが、君の場合はこれを意図的に起こすんだ」


「確率的に……すり抜ける……」


「そうだ。君は自分を『固形物』だと思うな。『確率の波』だと定義しろ。壁の前で存在確率を拡散させ、壁の向こう側での再出現確率を観測するんだ」


アリスは真剣な表情で頷き、再び壁に向き合った。

杖を握りしめ、呼吸を整える。


「私は波……私は波……壁なんてない……」


彼女の輪郭がブレ始める。

不確定性魔法の発動。彼女の存在が「ここにある」状態と「あそこにある」状態の重ね合わせになる。


「いまだ、踏み込め!」


アリスが壁に向かって走る。

衝突音はしなかった。彼女の体は、まるで水に沈むようにコンクリートの壁へと吸い込まれていく。


「おぉっ!入ったぞ!」


リックが叫ぶ。

だが、その直後。アリスの悲鳴が上がった。


「れ、レイ様!動けません!体が……壁の中で止まっちゃいます!」


「まずい!波動関数の収束が早すぎる!」


ボブが顔色を変えた。


「レイ君!波動関数の収束が早すぎる!このままだと彼女の座標が壁の内部で固定されちゃうよ!」


「固定されるとどうなる!?」


「空間の重複エラーだ!壁と彼女、どちらかが世界から弾き出されて消滅する!」


「くっ……!」


(違う、消滅だけじゃない。パウリの排他原理が働けば、彼女の原子と壁の原子が混ざり合い、コンクリートの中に血管が縫い付けられる……『フィラデルフィア実験』の悪夢だ!)


「落ち着け!アリス、『観測』を切るな!」


私は即座にアリスの背後(壁の外に残っている部分)に手を触れ、彼女の座標に干渉した。

壁の中で怯える彼女の意識を、私の演算で強制的にガイドする。


(座標修正。確率密度分布を前方へシフト。ポテンシャル障壁を透過係数T=1.0へ書き換えろ!)


「イメージしろ、アリス!君はそこに『いない』!君がいるべき場所は、壁の向こう側だ!」


私の魔力が、彼女の迷いをねじ伏せる。

アリスの体が再び光の粒子のように揺らぎ──


シュンッ


彼女の姿が、完全に壁の中に消えた。

一瞬の静寂。

次の瞬間、壁の裏側から「きゃっ!」という声と、ドサッという音が聞こえた。


私たちは慌てて部屋を出て、壁の裏側へ回った。

そこには、尻餅をつきながらも、五体満足で存在しているアリスの姿があった。


「あ、アリス!」


「……レイ様……私……」


彼女はおそるおそる自分の手足を確認し、無事だと分かると、安堵で涙を流して私に抱きついてきた。


「うわぁぁぁん!怖かったですぅぅ!壁と一体化するかと思いましたぁ!」


「……よくやった。完璧なトンネル効果だったぞ」


私は震える彼女の頭を撫でた。

冷や汗が背中を伝う。一歩間違えば、彼女は永遠に「壁のシミ」になるところだった。


「これですり抜けはマスターしたな。……だが、実戦で使うときは僕が観測している時だけにしろ。ソロでの使用は禁止だ」


「は、はいぃ……、一生ついていきますぅ……」


抱きついて離れないアリスを、リックとボブが生温かい目で見守っている。


「やれやれ。物理学の特訓なんだか、愛の試練なんだか」


「ま、壁を越えたんだ。次はもっと高いラブコメが待ってるんじゃない?」


二人の雑談を無視し、私はアリスを引き剥がした。

彼女がトンネル効果をマスターしたということは、私の理論、量子力学による魔法定義がまた一つ実証されたということだ。


そして、この原理は──これから作るCPUの「ゲート絶縁膜」の厚さを決定する上でも、重要なデータとなる。


「さあ、実験再開だ。アリス、次は『絶縁膜』のように、何も通さない壁を作る練習だ」


「えぇぇ……鬼ぃ……」


半導体製造と魔法特訓。

私たちのラボは、今日も物理法則の限界に挑み続けている。




(続く)

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実験にお付き合い頂きありがとうございます!


あとりえむ 作品紹介

やっぱりせかいはまあるいほうがいい S級清掃員 監査の魔王 至高のミミちゃんを見守る会 君が遺した種子は、森には還らなかった。

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