ファインマン物理学・電磁気学で電子の自己エネルギーの発散の話があった。電磁気学は100%完成した理論だ・・・というわけでもない事を指摘している。この本は1960年ごろにカルテックがファインマンが行った講義を元にしているとの事だ。ま～米国の優勝な大学ではこういう内容を1年でこなすのかーーーい!! って思ったりして。
電子が点粒子なので自己エネルギーが発散する。電子は電場を作る。電場のエネルギーを計算する。全空間で計算すると発散する。数式の分母が 0 になる変数があるからね。
そこで電子を半径aの球と考えると自己エネルギーの発散はない。だが、他の電磁気学と繋がらないし量子力学にもつながらない。よって却下だ。
この問題はファインマンをはじめ、ボルン、ディラックら俊英たちがトライしたものの成功した者はいない。
「電磁気学」高橋秀俊・裳華房では、この問題は素粒子論とも絡み本書の範囲を超えるので触れない・・・って初めからギブアップしとるぞ。昭和40年代の本だけど。
ところで「マクスウェル方程式の基礎」「電磁気学」太田浩一 のいずれかでも電子の自己エネルギーの発散については解説があり、うろ覚えだが80年代にシュインガーが解答を与えたという趣旨の文を覚えている。内容は忘れた。
そこて再度、読み返す。
で、量子力学は?
そうそう。量子力学と言えば二重スリットだ。ヤングの干渉実験の量子力学バージョンがある。光子を一個飛ばす。一個飛ばしても縞模様はできない。だが100, 10000, と試行回数を増やすと縞模様が現れてくる。言いたいことは一個の光子が自身で干渉を起こす、という事だ。
なんでや? 知らん。が、光子って光だ。エネルギー E = hν = hc/λ。ν、λは光のパラメーターである。
よってに波なので二重スリットを同時に通り抜けてから干渉する。そういわれるとそうかな。
ヤングの干渉実験での説明ではスリットA,Bからホイヘンスの原理で波が広がっていく。その波の干渉で縞模様が説明出来る。その光の波が広がった図を連想しよう。
では、光子一個の場合にはどうか。光子一個も波である。よってに空間に広がる。ヤングの干渉実験を説明する図と同じように広がる・・・・と考えたが、その場合にはスクリーンにE = hνのエネルギーが集中しない。なので一個の光子が非常に薄く空間に広がるというのは妥当ではない。
だが、干渉を説明するためには波が必要だ。その波は電磁場ではない。一個の光子のエネルギーがスクリーンに達するので輝点が生ずる。それはどのようにしてスクリーンに達するのか。
空間に光の波が広がったのと同じように波が広がっている。それが干渉を説明する。その波は電磁波ではない。・・・・ 波動関数なのだ・・・・ と強引に考える。
てかね、どうもそころだなあ。
そう考えると光は電磁波の波と、もう一つ波動関数と言う波があって共にν、λは等しいことになる。
そこらあたりがワタクシは理解が進まぬ。光子の波動関数ってのは量子力学の教科書に出て来ない。量子力学・小出昭一郎には出て来ない。この本には二重スリットも出てこない。
教科書は著者がよくわからない事は書かない。らしい。
そして、光子ではなく電子でも二重スリットの実験がある。ここらは今では思考実験ではなくてホンマの実験が可能である。
電子が粒子である、波である。ある時は粒子であり、ある時は波である。それはボーアの相補性定理とかで説明する・・・が、これは怪しい。
シュレディンガーは波動一元論を目論だ。すべては波動だ。波動が状況によって粒子として観測されるという事だ。「量子力学と私」朝永振一郎 岩波 にそんなこと書いてあった。シュレディンガーが目論んだ波動一元論はディラック、ヨルダンらによって達成された・・・らしい。
第二量子化とか波動場の量子力学とか次々と出てきたぞ。
ディラックは電子という粒子を基本にした考えだったらしぃ。しかしヨルダンは電子の場を基本に考えた。場を量子化すると粒子が現れると考える。
ディラックはボーズ粒子は場の量子化で記述できると言った。
ともに同じ事を言う取る気がしたのだが、どうも違うなあと最近は思うのである。波動一元論はヨルダンである。
で? 二重スリット実験で電子を一個ずつ飛ばす。その際につじつま合わせとして最適なのは電子が場の振動モードであると捉えるものだ。ある時は粒子、ある時は波・・・というものではなくていつでも波なのだ。
佐藤文隆は 場の振動モードを粒子と言いくるめるのが場の量子論と書いとる。
レオン・レーダーマンは真空の泡立ちが素粒子であると書いている。一般向けの本で。
すると波動一元論でいいのだ。シュレディンガーは波動関数の解釈で間違ったが、それ復活させたのはヨルダンやパウリではなかったか。知らんけど。
すべては波だ。振動だ。どーや。
では、電子が場の振動であるとすれば自己エネルギーの発散は解消するのか。したのか。どーや。
ここらを分かりやすく図解で説明する本が出たら買うぞ!! だいたいな、素粒子は粒子ではないのだ。粒子であり かつ波でもある というのは その場しのぎの理論のような気がするのだ。どーよ。ボーア一派の理論は つじつま合わせ・その場しのぎ って感じがするだわさ。 知らんけど。
知らんけど。知らんけど。いや、ほんまに 知らんのですけど(´・ω・`)
寝よ。
