2020年05月13日

素粒子ってなんじゃら ほいのほい

  1950年代に大量の素粒子が発見された。ハドロンだ。それはバリオンとメソンに分類されている。発見当時は素粒子だったその後、60年代にクォーク仮説が登場し、今ではバリオンもメソンもクォークの複合体であると考えられている。
ところで、このバリオン、メソンはどのようにして見つけるのか。加速器実験装置で陽子を加速して、高エネルギー状態にして試料にぶつける。どっかーーん!!    
するといろいろな粒子が飛び出してくる・・・らしい。

ここで入門書でバリオンやメソンは寿命はちょ~短いと書いてあり、おやと思った次第である。

殿は(わしじゃ)は考えた。水素原子の例だ。基底状態の水素原子は外部から一定以上のエネルギーを与えると基底状態の電子が驚いて飛び上がり、エネルギーの高い状態(軌道ともいうが、量子論的な軌道ね)になる。励起状態という。
励起状態は安定でないためにすぐに基底状態に戻る。電子は上から下に落っこちる。その際に、光子を放り出す。
ここで励起された水素原子と定常状態にある水素原子は・・・・なんか違うもののような気がするなあ・・・だが、種として区別することはない。エネルギーの高い水素原子と低い水素原子がある。それだけだ。

では、原子核の場合はどうか。
ここから殿の妄想だ。
陽子が衝突時のエネルギーでビックリして高エネルギー状態になる。励起状態だ。それがバリオンとして観測される。増えたエネルギーが質量に寄与するから重くなる。バリオンの中で陽子、中性子が一番軽い。 なんだか、つばつまが合うきがするぅ・・・

ところが寿命がちょ~短い。寿命が10^-10 10のマイナス10乗とか・・・・。 ところが、素粒子としては(当時はそうだった) この10^-10は長い、安定している方だという。
陽子が励起された状態がバリオンであり、励起エネルギーはたくさんある、連続ではないが・・・というのが殿の妄想であるぞ。

しかーーし、中には10^-23という寿命があるとかいいやがるのだ。バカタレの鎌足、そんな時間だとな、光の速度で進んでも10^-15 m しか進まんぞ。それって陽子サイズじゃん。そんなの観測できるわけねーべらりんこ!!  
というわけでちょ~寿命が短いハドロンはどのようにして検出されるのであるか、ちみぃ。
写真乾板等に飛跡が写っていて、あ、この点でハドロンが生成されました、それから直ぐに別の粒子に崩壊しましたね、おお、その粒子もまた別の粒子に崩壊しましたね・・・・ なんて分かる訳がないのーよ!! 
10^-23の寿命の素粒子って、どうやってみっけるの?  のうして? のうしてぇーー?

という疑問があった。が、簡単に言うと写真乾板等での発見は不可能だ。写らない。だが、賢い連中は(物理学者) は知恵がある。考える。ひねり出す。ひらめく。閃く。どっひーー。
それは安定な素粒子の共鳴状態としてあらわれる・・・と書いてあった。安定な素粒子ってのも寿命は10^-10とかの、ちょ~短いんだけど、素粒子の世界では安定の方だってさ。
なので安定した素粒子の共鳴現象・・・・ それは横軸にエネルギーを取って山なりのグラフを連想したまへ。その山の裾野が狭く、トッピーんと一本杉のようなグラフがあれば一本杉のアタマがそれだ。スギの枝葉はないものとする。
まあようするに、安定した素粒子の共鳴現象というものがある。という事だ。
ここらになるとバカ殿が上で妄想したような、陽子、中性子が励起された状態がバリオンとして検出されるという仮説は・・・これ、まったく間違いというわけではないと言う気がするが、さほどの正解でもない気もしたりして。

で、言いたいことは素粒子の入門書ではここらの説明が極めて少ない。素粒子の分類の話になると対称性がーーー、とか、SU(3) がーーーとか、始まる。クォークの話になるとそんなのばかりだ。
ワテはそれの前のほうにも興味があるのである。殿はバカだからバカ殿。
朕もバカだから、バカ朕。
予もバカだから、バカ予。
ワシもバカだから、バカワシ。
僕もバカだから、バカ僕。
うーーーむ。つまらん。

なむぅ。

posted by toinohni at 08:31
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