2020年03月07日

素粒子の統一理論に向かって 西島和彦 なあぁにいぃ・・・見つけちまったな!

こういうの読んでいて、これはどういうことだろう? と立ち止まるとワガハイはそこで止まったままになる(笑) だが、読了を目指すには飛ばし読みも有効だ。著者は、初学者はここは飛ばしても良いとか書いてあると、すぐ飛ばす。

で、これはなんだろう、どういう事なんだろうと思う事で後で調べればいいのでして。
気になったこと。つまり、ワテが理解していない事。

束縛状態と励起状態というのがある。素粒子がa, bからなる複合粒子 c があってそれぞれの質量をma, mb, mc とする。この時に、
ma + mb > mc ------- 束縛状態

ma + mb < mc ------- 共鳴状態

と書いてあった。これは古典物理では ma + mb = mc となるものである。素粒子の分野では足し算が簡単に足し算の結果にはならないようだ。
上の式で左辺と右辺の差は何を意味するのか?  わけわかめ。
束縛状態では右辺の質量が減っているが、それは結合エネルギーに転嫁しているのか。
共鳴状態では右辺の質量が増えているが、それは外部からエネルギーを吸収したからか。

なんで足し算が成り立たないのかって初歩的な疑問ね。

他にも、コンプトン波長がたまに出てくるのだが、なんで出てくるの、それが? って感じ。コンプトン波長が物理現象を考える際の一つの境目になるってのか。

素粒子論は 場の量子論が基礎理論である。 それにゲージ場の理論が加わる。数学的には対称性がどーたら、で保存則がなんたらで、対称性の自発的破れ、なんてのが出てくる。数学の群論なんてものも活躍する。
結果として素粒子の標準模型が1980年ごろに出来て、今では素粒子の標準理論と呼ばれる。

ところが、だ。量子色力学が出て来たし。ま~物理学者が知恵を絞って究極の結論が素粒子の標準理論というものに結実した・・・・らしいのだが、ワケワカメ。

そもそもクォークが出てきたのは50年代に数百もの素粒子が発見されたからである。当時は素粒子だと考えられた。バリオン・メソンが数百だ。これの規則性を調べて法則を探す。・・・
ツヴァイク、ゲルマンは一つ階層を下げて考えた。つまり、より基本的な粒子があって、それの組み合わせで数百ものバリオン・メソンができる。バリオン・メソンはクォークの複合粒子である。
このアイデアはうまくいき、発展し、量子色力学が誕生し、素粒子の標準理論にたどり着いた。

とはいうものの、数百ものバリオン・メソンを説明するために数十もの素粒子が登場している。これがワガハイは気に入らん。
数百ものバリオン・メソンを説明するために数十もの素粒子が必要だ・・・・、単純にワテは気に入らん。それだったら数十もの素粒子無しで数百のバリオン・メソンを基本粒子として説明してもいいはずだ・・・根拠はないが。
単純にいうと、100の複合粒子を説明するために基本粒子が50必要だ・・・というものだったら、初めから100でなんとかしたまへと思う。

素粒子の数が多すぎる。。。。僕はこの分野の入門書をいくつか読んでの感想は、それだった。しかもクォークは単体で検出できない。単体で検出できないクォークに、フレーバー、質量、電荷、スピン、カラー荷といった属性を与えている。
これは、もはや数学的な遊びではないのか。
もちろん、それで数百ものハドロンの説明がつく。

思い出すのは、超紐理論だ。これは検証しようがない、という批判がある。単に数学的な世界での遊びだ・・・とか、誰が言ったか知らんけど。

クォークだって数学的な・・・ではないのか。

著者は最後に次のように書いている。

この分野に興味を持たれた方には、もっと正統的な勉強をされることをお薦めして筆を置く。

これな、この分野に興味を持ったのでワシはまずはこの本を読んだ次第であり(笑)

ようするに、この手の入門書はとっとと終えて次のレベルに進みたまへよ、という意味であると解釈して駄文を終えるm(_ _)m

posted by toinohni at 15:33
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