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Oct 29, 2007
テーマ： 自己啓発すすめ(592)
カテゴリ： 蛙亭日記（海に関係ない話）
先々週の土曜日で大学の公開講座は修了しました。
やっとだらけた土曜日がすごせます。
国際政治学から核物理までいろんな＜チカラ＞の話を聞いたので印象に深いものをこのブログに書いておきます。
理学系研究科／数物連携宇宙機構、柳田勉教授のお話（１０月１３日聴講）より。
超対称ゲージ理論と幾何学
「力の統一理論」はアインシュタインの夢であった。
自然界のすべての現象は４つの基本的力から生まれている。
１ 重力
りんごが木から落ちる 月が地球を回る
２ 電磁気力
正電荷と負電荷に引力が、正と正、負と負には斥力が働く。
物質は原子、分子からなる。原子核どうしの斥力や電子との引力で形を保っている。
電流を流すとモーターが回る。人間（の筋力）もロボットもこの原理を使って動いている。
アインシュタインは、この二つの力を医を統一しようとした。
しかし、まだ「力」はあった。
３ 強い力（核力）
陽子と中性子という「核子」はなぜ＋と中性なのにくっついているのか。これを説明するには電気力より強い引力の存在が必要・・・これを「強い力」（核力）という。
湯川秀樹がその強い力の仲立ちとして「中間子」の存在を予言した。
さらに40年たって、核子の中に「クォーク」（以下Qと略）という小さなものがあるのがわかった。基本的には３つのＱで核子はできている。Qにはアップクォークとダウンクォークがある。
U：アップＱ D：ダウンＱ と略すと。uudの組み合わせが「 陽子」。dduは「中性子」となる。力が強すぎてＱは外に飛び出せない。こうした力を「ＱＣＤ」という。
ベータ崩壊という現象がある。
中性子＞陽子＋電子＋ニュートリノ
ニュートリノの寿命13分といわれ、この現象は上記の３つの力では説明不能。
「弱い力」で説明できる。
なぜ「力」か？
●力とは何か？
静止状態のもの＞動く
リンゴ＞落ちる
このように
運動の状態が変わるとき＞「力が働いた」 という。
中性子＞陽子＋電子＋ニュートリノ （ベータ崩壊）
も状態が変わる ＞ 力が働いた と考えられる。
●離れているものに なぜ力が働くのか？
最新の理論物理では「粒子を交換して力が働く」と考えてる
例えば、月と地球は、「重力子」という粒子を交換して重力を及ぼし合っていると考える。
（カエル注：しかし「重力子」はまだ発見されていないそうです）
●ここで「ゲージ理論」が登場（＊最先端理論だそうです）
地点Pと地点Qがあり、物体AとＢがあるとき
「ゲージ原理」では、どちらをAとよびＢと呼んでもいいことになっている。
「Ｐ地点でAを投げＱ地点でＢを受け取る」これは矛盾である。
では、AがＢになればいい。そこでｘ粒子を放出していると考える。
これが「ゲージ粒子」であり質量ゼロの粒子である。
このｘの交換により力が働くという考え方が「ゲージ相互作用」と言われるものです。
（カエル注：この辺で来てる人の９９％がついて行けなくなっていました。）
「重力」では、「重力子」を交換（未発見）
「電磁気力」では 「光子」を交換
「強い力」では 「グルオン」 ＊1980年発見
「弱い力」では 「ウィークボゾン」 ＊80年代はじめ発見
という粒子を交換している。
しかし、「ウィークボゾン」は陽子の80倍もの質量があった。
そこで、宇宙空間は「ヒッグス粒子」で満ちているという理論が出てきた。
「ウィークボゾン」は、粒子に邪魔されるので光子のように速く走れない。
だから「ウィークボゾン」は重く見える、と考えるのである。
しかし「ヒッグス粒子」は、まだ発見されていない。
「80倍の質量」の矛盾を解決する唯一の方法。それは宇宙空間が「真空」ではなく、昔の「エーテル」説のように粒子に満ちているというのだ。
柳田先生は、近々、スイスのCERN研の加速機で発見されると思う、と言ってました。
おそらく5年以内には見つかるらしい。（カエル注：ほんとかな？）
ここで「素粒子」の「標準理論」を整理すると以下の３種に大別される。
フェルミオン：クォークやレプトン（電子とニュートリノ）
ゲージ粒子：重力子、光子、グルオン、ウィークボゾン
スカラー粒子：ヒッグス粒子
＊ボゾンは、一回転で元に戻る。フェルミオンは2回転で元にもどるそうです。
なぜ、こんなに多くの基本的な粒子が存在するのか？
本当は少ない方がいいのに、ということで「力の統一理論」が求められてきた。
そこで20年前からわかってきたのが「ストリング理論」というもの。
「粒子」ではなく「ひも」として考える理論である。「わっか状のひも」が「重力子」であり、あとの粒子は「ひも状」で運動状態が違うと考える。こうした考え（ストリング理論）による統一理論は、ほぼ完成している。
この「ストリング理論」によれば、時空は「１０次元」である。
時間1次元＋空間（３＋６）次元。
普通我々は４次元と考えるが、余分な6次元は小さく丸まってしまっているため、見えないくらい小さいので気づかれないのである。
もっと厳密には、我々が住む時空は「10次元から11次元」というべきで、これが理論物理の最前線である。
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
以上が柳田先生のお話でした。
（カエルの感想）
なかなか聞きごたえはあったのですが、次々に疑問点が浮かんできました。
例えば、多体問題。重力で言えば、多数の天体に同時に重力が働いているのですがそうしたら「重力子」なるものは無数の天体どうしで重力子をやりとりしているのか？などです。ましてや、いまさら宇宙空間に未発見の粒子が満ちている、とか言われても。。。。という感じ。
でも、面白かったのでもう少し勉強してみようと思う一方で、結局、素粒子など研究すればするほど下部構造が出てくる感じで、キリが無いのでは、という疑問もわいてきました。
やっとだらけた土曜日がすごせます。
国際政治学から核物理までいろんな＜チカラ＞の話を聞いたので印象に深いものをこのブログに書いておきます。
理学系研究科／数物連携宇宙機構、柳田勉教授のお話（１０月１３日聴講）より。
超対称ゲージ理論と幾何学
「力の統一理論」はアインシュタインの夢であった。
自然界のすべての現象は４つの基本的力から生まれている。
１ 重力
りんごが木から落ちる 月が地球を回る
２ 電磁気力
正電荷と負電荷に引力が、正と正、負と負には斥力が働く。
物質は原子、分子からなる。原子核どうしの斥力や電子との引力で形を保っている。
電流を流すとモーターが回る。人間（の筋力）もロボットもこの原理を使って動いている。
アインシュタインは、この二つの力を医を統一しようとした。
しかし、まだ「力」はあった。
３ 強い力（核力）
陽子と中性子という「核子」はなぜ＋と中性なのにくっついているのか。これを説明するには電気力より強い引力の存在が必要・・・これを「強い力」（核力）という。
湯川秀樹がその強い力の仲立ちとして「中間子」の存在を予言した。
さらに40年たって、核子の中に「クォーク」（以下Qと略）という小さなものがあるのがわかった。基本的には３つのＱで核子はできている。Qにはアップクォークとダウンクォークがある。
U：アップＱ D：ダウンＱ と略すと。uudの組み合わせが「 陽子」。dduは「中性子」となる。力が強すぎてＱは外に飛び出せない。こうした力を「ＱＣＤ」という。
ベータ崩壊という現象がある。
中性子＞陽子＋電子＋ニュートリノ
ニュートリノの寿命13分といわれ、この現象は上記の３つの力では説明不能。
「弱い力」で説明できる。
なぜ「力」か？
●力とは何か？
静止状態のもの＞動く
リンゴ＞落ちる
このように
運動の状態が変わるとき＞「力が働いた」 という。
中性子＞陽子＋電子＋ニュートリノ （ベータ崩壊）
も状態が変わる ＞ 力が働いた と考えられる。
●離れているものに なぜ力が働くのか？
最新の理論物理では「粒子を交換して力が働く」と考えてる
例えば、月と地球は、「重力子」という粒子を交換して重力を及ぼし合っていると考える。
（カエル注：しかし「重力子」はまだ発見されていないそうです）
●ここで「ゲージ理論」が登場（＊最先端理論だそうです）
地点Pと地点Qがあり、物体AとＢがあるとき
「ゲージ原理」では、どちらをAとよびＢと呼んでもいいことになっている。
「Ｐ地点でAを投げＱ地点でＢを受け取る」これは矛盾である。
では、AがＢになればいい。そこでｘ粒子を放出していると考える。
これが「ゲージ粒子」であり質量ゼロの粒子である。
このｘの交換により力が働くという考え方が「ゲージ相互作用」と言われるものです。
（カエル注：この辺で来てる人の９９％がついて行けなくなっていました。）
「重力」では、「重力子」を交換（未発見）
「電磁気力」では 「光子」を交換
「強い力」では 「グルオン」 ＊1980年発見
「弱い力」では 「ウィークボゾン」 ＊80年代はじめ発見
という粒子を交換している。
しかし、「ウィークボゾン」は陽子の80倍もの質量があった。
そこで、宇宙空間は「ヒッグス粒子」で満ちているという理論が出てきた。
「ウィークボゾン」は、粒子に邪魔されるので光子のように速く走れない。
だから「ウィークボゾン」は重く見える、と考えるのである。
しかし「ヒッグス粒子」は、まだ発見されていない。
「80倍の質量」の矛盾を解決する唯一の方法。それは宇宙空間が「真空」ではなく、昔の「エーテル」説のように粒子に満ちているというのだ。
柳田先生は、近々、スイスのCERN研の加速機で発見されると思う、と言ってました。
おそらく5年以内には見つかるらしい。（カエル注：ほんとかな？）
ここで「素粒子」の「標準理論」を整理すると以下の３種に大別される。
フェルミオン：クォークやレプトン（電子とニュートリノ）
ゲージ粒子：重力子、光子、グルオン、ウィークボゾン
スカラー粒子：ヒッグス粒子
＊ボゾンは、一回転で元に戻る。フェルミオンは2回転で元にもどるそうです。
なぜ、こんなに多くの基本的な粒子が存在するのか？
本当は少ない方がいいのに、ということで「力の統一理論」が求められてきた。
そこで20年前からわかってきたのが「ストリング理論」というもの。
「粒子」ではなく「ひも」として考える理論である。「わっか状のひも」が「重力子」であり、あとの粒子は「ひも状」で運動状態が違うと考える。こうした考え（ストリング理論）による統一理論は、ほぼ完成している。
この「ストリング理論」によれば、時空は「１０次元」である。
時間1次元＋空間（３＋６）次元。
普通我々は４次元と考えるが、余分な6次元は小さく丸まってしまっているため、見えないくらい小さいので気づかれないのである。
もっと厳密には、我々が住む時空は「10次元から11次元」というべきで、これが理論物理の最前線である。
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
以上が柳田先生のお話でした。
（カエルの感想）
なかなか聞きごたえはあったのですが、次々に疑問点が浮かんできました。
例えば、多体問題。重力で言えば、多数の天体に同時に重力が働いているのですがそうしたら「重力子」なるものは無数の天体どうしで重力子をやりとりしているのか？などです。ましてや、いまさら宇宙空間に未発見の粒子が満ちている、とか言われても。。。。という感じ。
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湘南・稲村ガ崎を愛する中年サーファーによる波乗り（ロングボード）と遊びに関するサイト。お手軽、帆かけサバニ制作プロジェクトも計画中。
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