光子は内部構造を持たない点状の粒子とされ、分割不可能とされてきた。しかしオスロ大学の研究チームは、光子の波を途中で遮断するという思考実験を通じて、量子場理論の枠組みで全く新しい現象を発見した。鏡を瞬時に消去する操作により、光子の波が分断され、真空の揺らぎが激しく攪乱されることで、無限の光子が生成されるという結果が導かれた。この現象は、動的カシミール効果とボゴリューボフ変換によって理論的に説明される。

研究は、境界条件の急激な変化が時間並進対称性を破り、エネルギー保存則が局所的に成り立たなくなることを利用している。真空の微小な揺らぎが外部エネルギーによって現実の光子へと引き出され、結果として切断地点から無数の光子が湧出する。理論上は無限の光子が生じるが、現実の装置ではシャッター速度に限界があるため、生成数は制御可能であることが示された。

さらに興味深いのは「局所的等価性」と呼ばれる性質で、全体としては無限の光子が存在する複雑な状態でも、観測者が左側または右側にいれば、それぞれ「一つの光子」と「完全な真空」としてしか認識できない。これは量子もつれの極端な例であり、観測位置によって現実の姿が全く異なることを意味する。この発見は量子情報技術や超高感度計測器の設計に重要な示唆を与える。