- 生物史から、自然の摂理を読み解く - http://www.seibutsushi.net/blog -

シリーズ 超極小『素粒子』の世界7 ~素粒子をエネルギーから捉え直すと可能性が拡がる!

Posted By arinco On 2011年10月22日 @ 3:30 AM In ⑬相対性理論・量子力学・素粒子 | No Comments

皆さんこんにちわ。素粒子シリーズも7回目です
%E5%AE%87%E5%AE%99.jpg
(画像はこちら [1]からお借りしました。】
基礎編①~③では、
☆素粒子の大きさ
☆素粒子の構成要素
☆量子力学で想定されている4つの力の概要
等素粒子の基礎を学びました。
シリーズ 超極小『素粒子』の世界1 ~基礎編①~ [2] 
シリーズ 超極小『素粒子』の世界2 ~基礎編②~ [3]
シリーズ 超極小『素粒子』の世界3 ~基礎編③~ [4] 
この3つのエントリーを読む事で素粒子の世界を垣間見る事が出来ます :D 御一読あれ
そして、シリーズ4、5,6では【4つの力】に焦点を当ててきました。
シリーズ 超極小『素粒子』の世界4 ~「弱い力」「強い力」って何?~ [5] 
シリーズ 超極小『素粒子』の世界5 ~「電磁力(電磁波)」って何? ①~  [6]
シリーズ 超極小『素粒子』の世界6 ~「重力」って何? ①古典的な重力理論 [7] 
 4つの力については現在進行形で追求中ですが、追及すれば追及する程疑問が次々と沸き起こって来ます。
 素粒子を扱う際、気をつけなければいけないのは、追及すれば追及する程、【要素還元主義的な思考】 [8]に陥り現実から遠ざかって行ってしまう、という事です。
 そこで今回は、今まで追及してきた事を土台にして、仮説も含みながら素粒子を追求して行く為の【幹】を整理します。
 題して、【素粒子をエネルギーで捉え直す】
それでは、応援よろしくお願いします。
ブログランキング・人気ブログランキングへ [9]
にほんブログ村 科学ブログへ [10]


☆☆素粒子はエネルギーの塊☆☆
【素粒子をエネルギーで捉えなおす】
という言葉を具体化すると、次の4つの言葉に置き換える事が出来ます。
①【全ての源はエネルギーである。】
②【本来の素粒子(電子や クォーク、はたまた光子の元となる粒子)はエネルギーの塊である。】
③【エネルギーの塊が運動エネルギーや電気エネルギー、熱エネルギー、重力エネルギーに変換される事で「ふるまい=性質」が変わる。】
④【エネルギーの塊の振る舞いの違いが、私達が電子やクォークと私達が呼んでいる素粒子である。】
これらは仮説ですが、この様な捉え方をすると様々な現象が説明出来そうです。
 例えば、電子とクォークは共に電荷を持ちとスピン運動をしていますが、これはエネルギーを【電気エネルギー】と【運動エネルギー】に変換している、と考えられます。エネルギー変換の割合が電子とクォークの性質の違いを生み出している。という事です。
 さらに、2つの粒子の大きさは10-18mと同じであり、電子とクォークは元が同じ粒子である事を想起させます。
 
 また、陽子、中性子は共にクオークで構成されていますが、

β線とは原子核から放出される高速の電子です。原子核を取り巻く電子ではありません。原子核内部から電子が放射されるのです。原子核は陽子と中性子から構成されるはずなのに、この電子は原子核のどこにいたのでしょうか この電子は中性子の中にいたのです。 [5]

 とある様に、β崩壊で中性子→陽子に変換される際に中性子は電子を放出します。中性子はクォーク3つで構成されていますから、この事からもクオークと電子は同質のものである事が想定出来ます。
 では、光はどうでしょうか?
 光は波の性質と粒子の性質を持つといわれますが、周波数の大きい光は粒子の様い振る舞いを、周波数の小さい光は波の様な振る舞いをするという特徴を持っています。
 光はどの様なエネルギーに変換されているものなのでしょうか?

光子とは、そのエネルギーE=プランク定数hという角運動量(回転の勢い)×回転数νで表される、螺旋運動をする粒子なのではないだろうか。 [11]

とある様に光を螺旋運動する粒子=光子と考えると、光はエネルギーを主に運動エネルギーと熱エネルギーに変換した粒子である。と定義する事が出来ます。
つまり、
螺旋運動が速い=運動エネルギーが大きい=粒子の性質が観測され易い。→振動数の大きい光を風車に当てると回転する。
螺旋運動が遅い=運動エネルギーが小さい=波の性質が観測され易い。→回折する。
という事です。
 これは、運動エネルギーが大きいと運動によって周囲に与える影響が大きくなり、塊として認識される。運動エネルギーが小さいと、運動によって周りに与える影響が小さくなり、波として認識される。と捉える事が出来ます。
この様に、【電子】、【クオーク】、【光子】は【エネルギー】という視点で捉え直すと様々な現象が説明出来ます☆
 追求すべき課題は無数にあるものの、これらの事を総合すると、私達が追求している4つの力は、エネルギーが様々な形に変換された結果、生まれたものである。と言う事が出来るのではないでしょうか。
☆☆初めに電磁力が生まれた☆☆
 4つの力がエネルギーの変換結果だとすると、お互い生まれた順番や繋がりがあるはずです。4つの力はどの様な繋がりになっているのでしょうか?
 まず、エネルギーが電気エネルギー(電荷)と運動エネルギー(スピン運動)に変換される事で電磁力が生まれます。つまり、電子やクォークが存在すれば電磁力が生まれるという事です。
 現在「素粒子」と呼ばれる物質から電磁力が生まれる事から4つの力の中で最初に登場した力は電磁力だと考える事が出来ます。
☆☆電磁力も万有引力も法則は同じ☆☆
 また、万有引力も電磁力と同時期に登場していると考えられます。というのも、万有引力と電気力・磁気力の法則は、実は全く同じ形式なのです。
万有引力F=GMm/rの2乗(Gは比例定数、M・mは質量、rは距離)
電気力F=k×q1×q2/rの2乗(kは比例定数、q1・q2は電気量)
磁気力F=km×m1×m2/rの2乗(kmは比例定数、m1・m2は磁気量)
質量の積に比例し距離の2乗に反比例するのが万有引力
電気量の積に比例し距離の2乗に反比例するのが電気力
磁気量の積に比例し距離の2乗に反比例するのが磁気力
 このことは、万有引力も電気力も磁気力もその源泉は同じものである事を暗示しています。
 この様に万有引力も初期段階から存在していた。と考える事が出来ます。しかし、引力は物質の「質量」に比例して大きくなる為、素粒子=質量が非常に小さい世界においては【電磁力】や【強い力】、【弱い力】と比べて非常に小さく、全くと言って良い程粒子の振る舞いには影響しないのです。
 逆に物質が大きくなればなるほど万有引力の影響は大きくなります。シリーズ6 [7]でも扱いましたが、惑星の運動は万有引力で説明出来ますがこれは物質の質量が極めて大きいため万有引力が支配的になっているから。という事です。
 従って、万有引力は初期段階から存在していたが、物質の「振る舞い」に影響を与える。という意味では最後である。という事が言えます。
☆☆強い力、弱い力の源は?☆☆
 次に登場するのが【強い力】と【弱い力】です。2つの力を再度定義すると
【強い力】は、【クオーク同士を結合する力=陽子、中性子を構成する力】
【弱い力】は、【陽子と中性子を変換する力】 [5]

になります。
 この2つの力がどの様なエネルギーから生じているのかは追求課題ですが、恐らくは電磁力と同じく、電気エネルギー(電荷)と運動エネルギー(スピン運動)が生み出している力なのだと思います。
 こうして【電磁力】、【強い力】、【弱い力】が媒介となり様々な元素や分子が登場します。この3つの力によって物質が大きくなってくると万有引力が登場してくる。という事になります。
これら4つの力をエネルギーと関連付けてまとめると図の様になります☆
%E3%82%A8%E3%83%8D%E3%83%AB%E3%82%AE%E3%83%BC%E5%9B%B3%E8%A7%A3.jpg
いかがでしょうか?
追求課題は山の様にありますが、今回のエントリーで追及の幹は固定出来ましたね。
今後はこの投稿を元に追及を深めて行きます☆
お楽しみに♪


Article printed from 生物史から、自然の摂理を読み解く: http://www.seibutsushi.net/blog

URL to article: http://www.seibutsushi.net/blog/2011/10/1217.html

URLs in this post:

[1] こちら: http://sinjithunohikari.seesaa.net/article/196574784.html

[2] シリーズ 超極小『素粒子』の世界1 ~基礎編①~: http://www.biological-j.net/blog/2011/09/001205.html

[3] シリーズ 超極小『素粒子』の世界2 ~基礎編②~: http://www.biological-j.net/blog/2011/09/001206.html

[4] シリーズ 超極小『素粒子』の世界3 ~基礎編③~: http://www.biological-j.net/blog/2011/09/001208.html

[5] シリーズ 超極小『素粒子』の世界4 ~「弱い力」「強い力」って何?~: http://www.biological-j.net/blog/2011/09/001209.html

[6] シリーズ 超極小『素粒子』の世界5 ~「電磁力(電磁波)」って何? ①~ : http://www.biological-j.net/blog/2011/10/001214.html

[7] シリーズ 超極小『素粒子』の世界6 ~「重力」って何? ①古典的な重力理論: http://www.biological-j.net/blog/2011/10/001215.html

[8] 【要素還元主義的な思考】: http://www.rui.jp/ruinet.html?i=200&c=600&t=6&k=0&m=147911

[9] Image: http://blog.with2.net/link.php?548466

[10] Image: http://science.blogmura.com/

[11] 光子とは、そのエネルギーE=プランク定数hという角運動量(回転の勢い)×回転数νで表される、螺旋運動をする粒子なのではないだろうか。: http://www.rui.jp/ruinet.html?i=200&c=600&t=6&k=0&m=253405

Copyright © 2014 生物史から、自然の摂理を読み解く. All rights reserved.