2021年10月07日

電子の質量って・・・なあぁにぃぃ気づいちまったな めんどい

質量とはなんだろうか。。。。と考えると、それはヒッグス粒子があぁ・・・とか書いてある入門書がある。だが、入門書でも素粒子の質量でヒッグスによるものは小さくて殆どは別のものが担うと書いてある。
カイラル対称性の破れに依る・・・とかな。陽子の質量はクォークが3個なので3個足したらえーやん・・・と思ったらちがーーーうのであった。クォークの質量3個を足しても陽子の質量には相当に足りない。
では陽子の質量のほとんどは何が担っているのか・・・ 知るかよバカタレ。と言いたいところだがエネルギーである。量子色力学という分野がある。クォークをくっつけるのは力を媒介するグルーオンという素粒子だが、それは8種類ある。陽子内でクォークが運動するので運動エネルギーがある、グルーオンの場があるので場のエネルギーがある。それらのエネルギーが質量として観測される・・・とか言う取る。
素粒子の分野では質量とエネルギーは行ったり来たりするらしい。なんちゅー世界や・・・と言っても始まらない。ワシラは素粒子で出来ているのだもの。いや、ワシラの生体の分子は原子で構成され、原子は原子核と電子で構成され、原子核は陽子と中性子で構成され、陽子・中性子はクォーク3個で構成され・・・・・ ようするに、わしらはクォークの集大成なのであーーる。

わしらはクォークの集大成なのであーーる。どーよ。

いや、言いたいことはそこではない。電子の質量だ。電子は1897年にトムソンが発見して、その時は m/qという比率が分かったのだったが、1910年頃にはミリカンが質量と電荷の値を出したのだった。
ところで電子は電荷を持つ。電磁気学の主役である。その電子の質量には電磁的質量というものがある。
ここらは動く電荷の場の運動量とか、知るべきことが多い。高校物理での運動量は質量m × 速度 vである。そして、運動量とは m v であると馬鹿の一つ覚えで凝り固まっているとバカになる。(笑) ワイ?   

運動量という概念は m v だけではないのだ。光子も運動量を持つ。 p = h/λというドブロクの法則があってな・・・ ちがーーーう! ド・ブロイの関係式だ。
そして、電磁場も運動量を持つ・・・なのでそこらから電子の電磁的質量というものが導き出せるのである。
「ファインマン物理学 電磁波と物性」 に書いてあった。1963年にファインマンがカルテクで講義した内容をネタに本にしているようだ。出版は80年代か、国内の。邦訳はね。
で、電子が電磁的質量を持つのはいいとして・・・・ 実は大問題があるのだった。

これは特殊相対論が出る数年も前の話。1905年に特殊相対論が出ると電子のエネルギーは E = m c^2 となる。これが電磁的質量と一致しないのだ。。。。係数が3/4だか4/3だかつく。

計算過程での数式の扱いに問題はない。だとすると、ワシラは何かを見落としている・・・とファインマンは書いていた 気がする。ポアンカレ応力というものも出てくる。
ここらを数式無しで説明するのはできないのだが、63年のファンマンの講義では解決策は出ていなかった。
しかーし、1983年にシュインガーが解決したのである・・・と次の本に載っていた。
「電磁気学Ⅱ」 太田浩一 丸善2002
「マクスウェル理論の基礎」 太田浩一2003 東京大学出版会

最近は入門書ばかりでなく次のステップとしてこういった本を読んでいるのである。ただ、ワタクシは学生が勉強する姿勢ではない。教科書の内容も物語のように読み物として捉えている。ようするに、理論はわからんし数式がたくさん出てきたらプギャーするである(笑)

太田浩一の本では物理学者のポアンカレを、ポアンカレーと書いてあった。ポアンカレー応力である。まあ好きにしなはれ、なのだがワタクシはビーフカレーの仲間かよ、とツッコミ入れたいである。
昔、麻丘めぐみが20前後の頃か、わたしのわたしのカレーはインドカレーと歌っていたの思い出した、ププッ)    ちがーーーう!! 

posted by toinohni at 18:11| 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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