量楽

量楽（RYORAKU）は、量子力学の物理現象をインタラクティブに体験できる教育シミュレーションアプリです。

数楽（SUUGAKU）・物楽（BUTURAKU）・電楽（DENRAKU）・波楽（HARAKU）・熱楽（NETURAKU）に続くシリーズ第6弾。今回のテーマは「量子」。10のシミュレーションを通じて、量子力学の神秘と物理法則の美しさを楽しみながら学べます。

【10のシミュレーション】

▶ 波動関数（Wave Function）

ガウス波束の時間発展をリアルタイムに観察。実部・虚部・確率密度を色分けして表示し、波数やスプレッドを変えて波動関数の振る舞いを体感できます。

▶ 箱の中の粒子（Particle in a Box）

無限井戸型ポテンシャル内の量子化されたエネルギー準位を可視化。量子数nを変えると波動関数の節の数が変わり、エネルギーが離散的であることを直感的に理解できます。

▶ トンネル効果（Quantum Tunneling）

シュレーディンガー方程式の数値解法により、粒子がポテンシャル障壁を透過する様子をシミュレーション。障壁の高さや幅、粒子のエネルギーを変えて透過率の変化を観察できます。

▶ 二重スリット（Double Slit）

量子力学の最も有名な実験を再現。波の干渉パターンと粒子ごとの検出ヒストグラムを同時に表示。粒子が1個ずつ検出されながらも干渉パターンが浮かび上がる様子を体験できます。

▶ 不確定性原理（Uncertainty Principle）

位置空間と運動量空間の確率分布を同時に表示し、ハイゼンベルクの不確定性関係（Δx·Δp ≥ ℏ/2）を可視化。一方の不確定さを小さくすると、もう一方が大きくなることを直感的に理解できます。

▶ 量子もつれ（Quantum Entanglement）

もつれた光子ペアの生成・飛行・測定をアニメーションで再現。Alice と Bob の測定角度を変えながら相関を蓄積し、Bell不等式（CHSH不等式）の破れを実験的に確認できます。古典限界 S=2 を超える量子相関を体感してください。

▶ 調和振動子（Harmonic Oscillator）

量子調和振動子の波動関数をエルミート多項式で可視化。等間隔のエネルギー準位E_n=ℏω(n+½)と放物線ポテンシャルを表示し、零点エネルギーや古典的転回点を直感的に理解できます。

▶ 水素原子（Hydrogen Atom）

水素原子の電子軌道（1s, 2p, 3d…）を確率密度マップとして2D表示。主量子数n・方位量子数l・磁気量子数mをスライダーで切り替えて、軌道の形と動径確率分布を観察できます。

▶ シュテルン＝ゲルラッハ実験（Stern-Gerlach）

中性原子のビームを不均一磁場に通すと、スピンに応じて上下2つのビームに分裂する歴史的実験を再現。ブロッホ角度θを変えると測定確率P(↑)=cos²(θ/2), P(↓)=sin²(θ/2)が変化し、スクリーンに堆積点として記録されます。スピンの量子化と射影測定（Born則）を体感できます。

▶ 量子ウォーク（Quantum Walk）

量子版のランダムウォーク。アダマールコイン演算とシフト演算を繰り返す量子粒子と、古典ランダムウォークの確率分布を同時表示。古典が正規分布（拡散∝√t）に広がるのに対し、量子は干渉により二峰分布を作り線形に広がる（弾道∝t）違いをひと目で比較できます。

【特徴】

・全シミュレーションでパラメータをリアルタイムに調整可能

・物理公式と数値をリアルタイム表示

・ダークモード / ライトモード対応

・直感的で美しいUI

・広告は画面下部のバナーのみ

【こんな方におすすめ】

・物理の授業で量子力学を学んでいる学生

・量子の世界を直感的に理解したい方

・教材として活用したい先生

・量子力学に興味がある全ての方