彩色ダイアリー

釣り好き主人のつりの話や・・・、
こんなのありました・・・、
マイフェイバリットな色々を綴った日記です。

興味のある方も無い方もチョットのぞき見大歓迎!
心に花を・・・幸せ気分で毎日を!(^◇^)

鈴 つぶつぶ 波

電子は自転している。N極とS極も持っている(磁力を持っている)これを、ポール・ディラックは数式に・・・。


彼は、物理学者らしい美を追求した。それは対称性。(回転対称性・並進対称性・ローレンツ対称性)



※回転対称性:円の方程式 (X=0,Y=0に中心を持つ X2+Y2=r2のグラフで、XY座標軸が、X=0,Y=0を中心にして回転しても円X2+Y2=r2の見え方に変化がない)


※並進対称性:一次方程式 (Y=aX+b 傾きが一定の直線の方程式の具タフで、XY座標軸が、平行移動しても、見え方に変化がない)


※ローレンツ対称性:時間・空間における回転に対する対称性


※ゲージ対称性:物理状態を表す波の位相を時空のそれぞれの点で勝手に選んでも、同じ方程式が成り立つこと



ディラック方程式は反粒子の存在も予想していた。


彼の方程式は、陽電子を予想して、発見された。更にニュートリノ、クォークの存在も示唆していた。


そして、対称性の重要さを表した方程式として、有名になった。



次に残された問題は、素粒子に作用する力の問題。


素粒子の自己エネルギーを表現できていなかった事。そこに現れる無限大の謎。


原爆の父として、揶揄された米国の天才物理学者、オッペンハイマーは、時空の概念を改めねばならないと考えていた折、唯一の被爆国の物理学者、朝永振一郎からの論文を知った。


それは、無限大は質量の中に繰り込まれるという解決方法。これで、電磁気力の数式の完成をみる・・・。




次に、強い核力・弱い核力への挑戦。チェンニン・ヤン博士が、陽子と中性子の非可換ゲージ対称性を提唱。


陽子と中性子は電荷で違いはあるが、クォークの組成に違いがあっても、よく似た関係にある事を証明した。


そこに残った問題は、力を伝える粒子の質量は0。全ての物質に重さがあってはならないという問題が発生。それは、あらゆる物質の存在の否定につながった。


南部洋一郎はその独創的な発想で、自発的対称性の破れを読み解いていた。


それはまるで、鉛筆は回転対称だけれど、鉛筆は真っすぐに立てても倒れてしまう・・・そのような振舞いを物理的に証明して見せた。


強い核力を持つクォークは、発生して反クォークと衝突して消える。左巻きと右巻きは乱れて反応しないのが、自発的対称性の破れで、互いのクォークがくっ付いてしまう現象の証明。


粒子と反粒子に、ある引力が発生する。発生したクォークは本来なら消滅するはずなのに、真空に残ってしまう。


空間に詰まったクォークのペアが素粒子の運動を阻害する。それが、素粒子の動きにくさを真空に作ってしまう。質量の説明が、ついた。



次は、電子・ニュートリノ・弱い核力を持つ粒子の重さの問題の解決。


これに挑戦したのが、シェルドン・グランショウ。数式の対称性を極めれば、重さの問題に突き当たる。


この中々の難問は、彼の友人、スティーブン・ワインバーグが引継ぎ、ヒッグス粒子の導入に・・・!


当初学会では、真空を埋め尽くす都合の良い粒子として、中々受け入れられなかったが、ワインバーグは禁断の地に、脚を・・・。


あまりに都合のよすぎるヒッグス粒子。当時、学者の間では、対称性の美を損なう粒子、汚れた存在の様に忌み嫌われていた、理論だった。


ところが、1983年ヨーロッパ原子核研究機構(CERN)でワインバーグの予言通り、弱い核力の粒子が発見された。


そして2012年ついに、ヒッグス粒子の存在が確認された。


この世界を構築する四種類の素粒子、三つの力を矛盾なく説明した、標準理論の完成。




宇宙はビッグバンで、重さのない素粒子をばらまいた。


そして、自発的対称性の破れが生じ、素粒子に重りが生まれた。


その結果、原子が構成されて、星々が形成される。


これが物理学者達が、100年の苦闘の末、導き出した今の姿。



世の天才はこの先、今尚、標準理論では説明できていないあらゆる問題に果敢に挑戦していると・・・!


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