2019年09月30日

量子力学はなぜわかりにくいか、素粒子論はなぜわかりにくいか

このようなタイトルの本を吉田伸夫が出していて図書館にあるので読んだのだが、一応、感想を書くとね。
なぜ、わかりにくいか?   それはね、ちょ~難しいたからだよーーーん テヘ

実は素人がどこを理解できないのか、何を勘違いするのかを量子論関係の大学の先生、研究者らは分からないらしい。と、いうのはウソである。彼らだってスイスイと理解できたはずがない。なので自らが理解に至ったコースを紹介してくれたまへよ、そしたら初学者に良いアドバイスとなろう・・・・・ なんてーことは誰でも考える。ところが、先生連中はいっこうに初学者向きの良い本を書かない(オレが知らないだけだったら ごめんね じろー)

そこで初学者であり、理工系大卒だが量子力学が昔は必須科目ではなかったので単位取得せずの出来の悪い学生の成れの果てであるワタクシがKBB等の入門書をたくさん読んでの断片的な知識を元にテキトーに、どこがわからないか、を書く次第である。

まず、水素原子。ボーアのモデルは太陽・惑星型のミニチュアって感じがする。誰でも初めて見た時はそうだ。そして量子力学によって、そのモデルは間違いだとわかった。明確な起動を持って電子が原子核の周囲を公転するモデルはデタラメなんですぅーーーー。
ところが、そのモデルでもエネルギー準位に関しては正しいのだ。これはマグレか? 
そして、もう一つ。そういうモデルでは比率を無視して書いている。比率を考えると紙の上にドットを描くとインチキになる。もっともっとずーーーと小さいからだ。そこはそれとして、言えることは水素原子はスカスカである、という事。
原子がスカスカだからといってアホの栗本みたいにモノが素通りできるんですと勘違いしてはならない。アホの栗本は今はなにしているか。知らん。
ここで数字としては原子サイズが1オングストロームぐらい。陽子直径が10のマイナス15乗ぐらい。電子サイズが10のマイナス51乗よりは小さいとかの見積もりがある。
ようするに、水素原子で言えば、スカスカなのよー。

このスカスカ。実はさらに一段ミクロの領域に降りよう。陽子はクォーク3コから成る・・・・という場合に、3コがぎゅうぎゅう詰めになって陽子を形成しているのか、それとも陽子自体がスカスカなのねー、なのか。
実はスカスカである。ここで疑問がでる。スカスカなのにクォークはなんで陽子から飛び出さない、どのようにして陽子の大きさを維持するのだ?   当然の疑問だ。そして、クォークどおしを結びつけるグルーオンが登場する。
すると陽子はスカスカの中にクォークが3コ、さらにグルーオンが充満しているとでも言うのか?  だれが、そんな与太話を信ずるかよーーーーんだ。

いや、まてまて。水素原子がスカスカであると知った。次に陽子も実はスカスカである・・となったら。
これはモーモー牛が啼く。
いや、こんなにスカスカだったら宇宙のすべての粒子を詰め込んでも大した体積にはならんでなと勘づく。そこだ。
ビッグバン理論や、インフレーション理論などの信憑性が上がるね。

原子はスカスカ、陽子はスカスカ・・・ なのにどうして東京は土地が狭くてぎゅうぎゅうしてるのだ?   もっと詰め込め!!

しかし、気づく。勘づく。これだけスカスカなのにぃ・・・という場合の逆を。スカスカでない状態ってなんだ?  陽子は10のマイナス15乗のオーダーである。構成物と考えられているクォーク3コがあるが、それらも非常に小さい。
つまり、スカスカでない領域には何があるのか?   電子は質量m, 電荷qを持つが球体であるというわけではない。

そう。やっと本来の正しいナイスでグッドな疑問にたどり着いた。スカスカでない領域には何があるのか?  

水素原子のスカスカでない領域・・・原子核と電子。原子核は陽子。陽子の内部はスカスカである。クォーク3コはグルーオンで結び付けられている。クォークそのものは大きさはどうなのよー。
素粒子として早くから知られている電子は質量、電荷、スピンはわかっているものの大きさは不明だ。
スカスカの水素原子でスカスカでない領域にあるものは何か?   そこだな。電子は大きさは考えない。点として扱う。点は大きさはない。

というわけで、スカスカでない領域にあるものは何か?  点があるだよ(笑) 点だ。点しかないだよん。
吉田伸夫は粒子をバネでつないだモデルでたとえとしてのイメージを表現しているが、ああいうものこそ実に、さらにわかりにくい。

つーわけでして、ちょ~難しいので、わかりにくいのでありますよ、ちみぃ。

posted by toinohni at 15:25| 東京 ☀| Comment(0) | 物理科学雑学 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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