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宇宙の起源に迫る現象~電子対創成のしくみ

Posted By kumana On 2014年1月24日 @ 11:45 PM In ⑫宇宙を探求する,⑬相対性理論・量子力学・素粒子 | No Comments

電子対創成とは、電磁波のエネルギーを一点に集中させると、そこから2つの粒子(電子と陽電子)が生まれる現象のことです。
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どうしてそんな現象が起こるのか。
相対性理論がE=mc2という式で、E:エネルギーとm:質量の等価性を提示しているので、当たり前のように思っていますが、その仕組みはまだよくわかっていないのです。
またこの現象は、拡大解釈すれば、現在宇宙にあるすべての物質(粒子)は元々はエネルギーだった可能性があることを示唆するもので、思考を一気に宇宙誕生の謎に飛躍させてしまうほど魅力的です。
しかし、そのような飛躍も、現象がどういうしくみで起きているのかという構造の解明なくして、軽々しく論じるわけにはいきません。
そこで、そのしくみについて有力な仮説を紹介します。
(「宇宙は分散系である―武田福隆氏の新宇宙理論 [1]」より)
*ベースは武田氏の著書の引用ですが、( )は投稿者により補足を加えています。


電気対創生の現象
20130523163252a50.bmp
「電子対創生」を実験で発生させる場合は、エネルギーを集中させるために、電磁波(ガンマ線)を原子核周辺の電場に衝突させます。あるいは、難易度は上がるが電磁波同士を衝突させても同じ現象が起きます。また、対創生とは逆に、粒子と反粒子とが衝突すると粒子が「対消滅」し、ガンマ線が発生します。
 
電子対創生のしくみ(仮説)
 
下図において、左方から右方へ電磁波Aが進行してきた時、Bから先の真空の結晶格子の乱れ(電磁波との衝突による振動)が大きいと、Aは進行を阻害され波は集積される。
 
dennsituisousei.JPG
  
その結果、Bの所に或る太さをもつ波のができる。波束形成後も波の集積が続けば、そのエネルギーはCのように波束の自転エネルギーに変換される。
 
このように、Bの所では格子の全能力を発揮して後続のエネルギーを食い止めようとするのであるが、支え切れずにCの自転速度は次第に大となる。
自転の運動エネルギーによる波束のエネルギー吸収にも限界がある。
 
すべての運動速度は光の速度を超えられないから、自転速度が光速に達した後は、それ以上のエネルギー集積に堪え切れず、遂に波束は真空から弾き出され、いわゆる粒子となる
 
粒子化する際の変化を電磁エネルギー的に考察すると次のようになる。
自転する波束Cの頭の方は正エネルギー(準位)であり、足先の方は負エネルギー(準位)である。(*ここでの“正・負”は、電磁波の波が行き来する両端をプラスとマイナスと考える。)
 
このような波束の自転速度が光速に達すると、波束はDに示したように、頭部はに、脚部は+帯電すると考えられる。(*なぜ帯電するか:最後には電子が生じるので、その“物質化=電子(-)と陽電子(+)の形成”の過程で帯電が生じると考えられる。)
  
帯電体の自転は環電流を生み、環電流は磁場を生む(※これはローランド効果 [2]による)。その結果、Eに示したように、波束は両端に同一の磁極が生ずる
  
同符号の磁極は相互に反発し合うから(電子と陽電子はクーロン力を抗して)、Fに示したように、波束は上下二つに分かれて互いに反対方向へ飛び出していく。
  
これが電子対創成である。
 


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[1] 宇宙は分散系である―武田福隆氏の新宇宙理論: http://www.seibutsushi.net/blog/2013/10/001425.html#more

[2] ローランド効果: http://kotobank.jp/word/%E3%83%AD%E3%83%BC%E3%83%A9%E3%83%B3%E3%83%89%E5%8A%B9%E6%9E%9C

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