2020年09月02日

パウリの排他律というのがある なあぁにいぃ・・・見つけちまったな!

量子力学の入門書では天才・ディラックと怪物・パウリが登場する。いずれも性格的に何かヘンである。あった。ここらはディラックの伝記とかパウリの伝記とか読むとわかる。
その怪物・パウリの業績の一つがパウリの排他律というものだ。これはすごい。なんで自然はこういう制限を課すのか? パウリの排他律はフェルミオンに対して有効である。
Heは電子が2個あるのだが、同じ状態に電子は一個のはずだ。そう、この場合には2個の電子は一つがスピンが上向きだと、もう一つはスピンが下向きになるのである。
同じ軌道に電子が2個あるように見えるが、電子のスピンが異なる。

これは実は原子核内の陽子や中性子でも成り立つ。同じエネルギー順位に陽子は2個入る・・・ときにはスピンが逆であるのである。原子核内でもパウリの排他律は成り立つのである。すげーーーぞ、パウリ。

さらにクォークの話でもパウリの排他律は効くのである。すげーのすげーの、デブのパウリはさすがに怪物・パウリであるのである。

陽子はクオーク3個で、u u d である。中性子はクォーク3個で u d d である。この場合に陽子内で同じエネルギー準位にu クォークが2個ある・・・それは変だジョー!! 中性子は同じ状態にd クォークが2個ある。これはアカンジュー。ぞんぞんだめだじょー。
  
では、この二つのu クォークは実はスピンが異なるのではないか?  うむ。着眼点としては良い。
だが、クォーク理論は u クォークが3つに区別出来るとしてパウリの排他律を守るのである。
u u d というときの u クォークは色が異なる。よってパウリの排他律は守られる。。。。
ここでスピンが異なるとしてもパウリの排他律は守られるではないか、とツッコミたくなるだろう。だが、もろもろの保存則等から色が適しているのである。量子色力学という。
クォークは3世代6種類ではなく3世代18種類である・・・・・のである。どーーよ。うむ。

   パウリの排他律は原子から原子核、核子内まで有効なのである。そりゃ粒子がフェルミオンである場合はな・・・・ということらしいぞ。
とにかく、すげーぞ。すげーぞ。以下1万回繰り返し・・・・だが。

いま、外で雨音が・・・・

posted by toinohni at 20:32| 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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