ワタクシの感想である。素粒子の数が多すぎる。
素粒子は物質粒子としてクォークとレプトン、チカラを媒介する粒子としてグルーオン、weakボソン、光子で12種。
その中でクォークだが3世代6種類ではなくて3世代18種類になる(量子色力学QCDによる)。50年代以降に大量に発見されたハドロンを説明するためにツヴァイク、ゲルマンが64年にクォーク仮説を提案した。かれらは u d s という3種類で数十のハドロンを説明する事に成功したのだ。
ここで u d sという場合には反クォークもあるので6種類ある。ここてSU(3)対称性理論が活躍している・・・らしい。
その後、クォークは u d c s t b と3世代6種類に増えた。80年頃には素粒子の標準模型なるものが完成したと言われる。ここで一つのクォークは3種に区別できるので18種類である(量子色力学QCDによる)。
クォークの数としては反クォークをカウントして倍の36種類になる。
ハドロンはバリオンとメソンに分類される。陽子、中性子はバリオンに属し、バリオンの中でもっとも軽い。パイオン(湯川中間子)はメソンに属し、メソンの中で最も軽い。
湯川は35年に中間子論を発表しているが、当時は中間子は一つだと信じていたようだ。それから20年後に中間子は何十と発見され、クォーク理論が登場してからは中間子は素粒子の座から陥落したのだった。陽子・中性子も大関陥落だ・・・ちがーーーう、素粒子の座から陥落だ。
つまり、クオークは36種になる。
入門書では電子に個性はないと説明がある。電子は区別しようがないのだ。だから個性がない。しかしながら電子はスピンで区別できる。
パウリの排他律というのがある。電子は一つの量子状態に一つだけ入る、というものた。ではHe原子の場合に基底状態に2つの電子があるのはどう説明するのか。基底状態という一つの状態に2つの電子があるではないか。どーーーや。
回答は簡単だ。電子はスピンが2種類ある。Heの2つの電子は一つはスピンが上向き、一つはスピンが下向きなのである。つまり、基底状態は2つだ。エネルギー差は微小だが。
なのでスピンで電子が区別できると捉えるとクォークもスピンが2つだ。よって36種のクォークは倍の72種になる。
何百というハドロンを72種のクォークで説明できる・・・となると、これって どうなのって思うワタクシである。
何十というハドロンをu d s の3種類で説明できる・・・素晴らしい・・・と感激したものの、実はクォークが72種あるとなると話が違うじゃんって思う。
こうなると、クォークの下の階層に何がしかの基本粒子があって、その基本粒子の数は少なくて、その複合体としてクォークがあるという見方が出てくるのではないか。
自然は階層性がある。
クォークが72種類もあれば、それで数百のハドロンを説明できるとしても、なんか違う気がするううううぅぅぅワタクシである。
ちなみにクォークのスピンで区別して理論を作るとという例はある。
「クォーク2」南部陽一郎 講談社 に紹介されていた。
クォークが u d s の3種類の時代にスピンの向きで区別して6種類あると捉えて、それらの間の対称性を考えて SU(6)という理論が出ている。ギュルセイ、ラジカチ、崎田のSU(6)理論というものだ。詳しくは知らんけどね。
言いたいことはスピンの向きで粒子を区別しているという事。電子は個性がない、区分けがつかないと言うけれどもスピンが2種あるので区別はできるのだ。
ならばクォークの種類は反クォークで倍に、スピンが2種で倍に、と考えるのが妥当である。
というわけでワタクシは素粒子の数・・・・クォークの数が多すぎる。
よってに、自然の階層性はまだ続くのではないか、と想像し・妄想しているのである。
ところで数百ものハドロンだが。。。。自然界に安定して存在するものではない(陽子、中性子は除く)。ハドロンの寿命は10のマイナス8乗 から 10のマイナス23乗とかの極めて短い寿命なのである。
こんな安定して存在する物質ではないものが自然界にあるのか? という疑問もあるし、そんなの調べて何になるんだ? という思いもある。
自然界に安定して存在するものでもないハドロンを説明するためにクォークが72種類も出てきた・・・・ なんか変だジョとワタクシは感ずる。
クォーク理論はどこかで方向を間違えたのではないか・・・などと妄想したりした。陽子に電子をぶつける散乱実験から陽子内に何かいるぞ、つまり陽子に内部構造があるとわかり、そのうちu,dクォークあるでとわかり・・・ なのだが、c,s,t,bってクォークは安定して存在するわけでもないハドロンを構成するんだろ。
ナンカワケワカラン。
そんな短寿命の・・・10^-8とか10^-23とかの寿命のハドロンに何の意味があるのかよってことだな。
まーここらは、その後に宇宙論との兼ね合いになるみたいだけどさ。
それはそれとしてTVerで推理ドラマ見ながら書いているとドラマのストーリー捉えていないぞワタクシは・・・・ どっひーーーーー。
posted by toinohni at 14:56| 東京 ☀|
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