相対論的素粒子

もし素粒子が有限の大きさを持つとすると（つまり広がりを持つとすると）それは変形不可能でなければならない。
なぜなら、特定の点に働いた力は他の点に有限の速度で伝えられ、全ての点が同時に動き始めることはできないから。
相対性理論は非局所的相互作用の導入をきわめて困難なものにする。

アインシュタインは論文（EPRパラドックスの発端）
Can quantum-mechanikal description of physical reality be considered complete？
で量子力学は完全といえるか
とコペンハーゲンのボーア学派に問いかけた

私は問いたい、

相対性理論は素粒子的実在の記述に対して完全であると考えることができるのか？

アインシュタインはこの点についてどう思っていたのだろう？

注：別に相対論は間違っている的な発言ではありません。坊主憎けりゃ袈裟まで憎いといっているわけではありません。

[凡人]

凡人です。お邪魔します。
神がサイコロを遊びをされていればダメですが、そうでなければ、「相対性理論は素粒子的実在の記述に対して完全」となるのではないかと妄想しております。

[全充]

凡人さん、ようこそ。我が家（離れであり隠れ家ですが）にようこそ
相対論から素粒子は幅の無い質点でなければならないことになるのです．
つまり電子はサイズを持たないか、さらなる構造を持つ
ということになります．あるいは物質は電磁場のエネルギーだけからなる、実は無（エネルギー、空間振動）
だとすると、陽子を構成するパートンも実は電磁場のエネルギー
それが超弦でしょ？かもしれないですね

[全充]

物質は電磁場エネルギーだとすると，陽子を電子で叩き壊した時に出てくるやから（なんちゃら中間子やらγ線やら、γ線は電磁波か）がでたらめのエネルギーではなく、何らかの規則的エネルギー単位なのは何故？みたいな
でも実はでたらめなエネルギー単位なのかも（それでも素単位はあるのかな）
本音はパートンはあってもクオークはないかも
です。1/3や2/3の電荷なんて、誰も実際には見たこと無いんですよ、実は

[全充]

局所的な電磁場エネルギーがどういう仕掛けで万有引力ポテンシャルという4次元空間的ゆがみを作り出すのか
ヒッグス機構が局所的電磁場エネルギーに質量を与えても、万有引力ポテンシャルという4次元空間的ゆがみは導き出せていない

[凡人]

全充さん、ご返答有難う御座います。
＞相対論から素粒子は幅の無い質点でなければならないことになるのです．
相対論的な場の理論であればそうかもしれませんが、超ひも理論では素粒子(クオークやグルーオン)はDブレーンに貼りついた開いた、振動している一本のひもとなるそうです。
http://www.rcnp.osaka-u.ac.jp/Divisions/np2/our_research/string.html
尚、
http://bookweb.kinokuniya.co.jp/htm/9784061546813.html
によると、重力子はDブレーンに張り付いていない、振動しているひもの輪となり、このひもの輪(重力子)から一般相対性理論を自然に導き出す事ができるそうです。

[全充]

凡人さん
CERNのLHCでもしヒッグス粒子が発見できなかったら
かなり理論の修正が必要になるのです．
Dブレーンはその筆頭ですよね．
たらればの話ですが
個人的にはヒッグス機構は未完成だと思っているのです．たとえヒッグス粒子が発見されたとしても．万有引力の出現を説明する理論が欠けているのです．
後、電磁力にしても重力にしても力が光子や重力子の交換という考え方に賛成できないんです．重力子では遠心力が説明できていないんです．遠方の重力源との重力子の交換といういいかげんな説明はありますが．

[凡人]

全充さん
＞たとえヒッグス粒子が発見されたとしても．万有引力の出現を説明する理論が欠けているのです．
重力場は重力子から説明されるのではないでしょうか?
＞重力子では遠心力が説明できていないんです．遠方の重力源との重力子の交換といういいかげんな説明はありますが．
マッハ原理が正しければ、この説明で問題は無いような気がしますが、いかがでしょうか?

[全充]

>重力場は重力子から説明されるのではないでしょうか?
どう説明すれば凡人さんに伝わりますかね．

物質はどういう仕組みで他の物質をひきつけるか
重力ポテンシャルという空間のゆがみはどういう仕組みから生まれるのか
っていうことなんですが
一歩譲って、重力子の交換が万有引力の仕組みとして
物質はなにをきっかけに重力子を交換するのか？
重力子はなにをトリガに生まれるのか？
そんな感じでしょうか
まぁ私自身、重力子の交換を信じていないので、何故重力子ではだめなのか上手く説明できないのでしょうね

[全充]

そうだ、凡人さん
私は、交換子による力の発生の数学モデルが書いてある文献（インターネット文書でもいいんですけど）を探しているのですよ。
どうして交換子の考え方で電磁気力や重力が納得できるのかを説明している数学文献を探しています。凡人さんならもしかしたら御存知ではと重い
一度インターネットで見つけたような気がしたんですが、今は見当たらないのです。
強い相互作用や弱い相互作用のような近距離力はまあ俗にグルーオンとかWやZボソンの交換によるでも感覚的には納得できるのですが
どうも遠距離力は交換子の説明では納得できないのです。

[凡人]

＞物質はなにをきっかけに重力子を交換するのか？
超ひも理論を良く勉強していないので分りません。
そのうち良い啓蒙書が発刊されるのを待ちたいと思っています。

＞どうも遠距離力は交換子の説明では納得できないのです。
http://www.phys.u-ryukyu.ac.jp/~maeno/field.pdf
の6章は如何でしょうか?

[全充]

凡人さん
ありがとうございます
前野さん（いろもの教授でしたっけ）は場の量子論もPDFで提供ですか（量子力学の方はいろいろなところで参照されていたので私も持っているのですが）
例の相互作用の記述はなさそうですが、場の量子論入門としてよさそうですね。読んでみます。

>そのうち良い啓蒙書が発刊されるのを待ちたいと思っています。

「エレガントな宇宙」
「宇宙のランドスケープ」
「ワープする宇宙」
「質量の起源」ブルーバックス
「クオーク」ブルーバックス
「ディラック現代物理学講義」ちくま学芸文庫
「物理学に生きて」ちくま学芸文庫
「素粒子と物理法則」ちくま学芸文庫
「電子と原子核の発見」ちくま学芸文庫
このあたりまでは読んでいるのですが、書いてないんですよ。知りたいこと。

あとEMANNさんには内緒ですが、西島さんの「場の理論」持ってるんです。まだざっと目を通した程度ですが、ヒッグス機構の章はあるのですが交換の相互作用に関する数式は書いてなさそうです。

[凡人]

http://www.phys.u-ryukyu.ac.jp/~maeno/field.pdf
の「6.2.6 相互作用」のところは如何でしょうか?

[全充]

当該章、おそらくですが
>これらの相互作用はすべて、光子を吸収・放出する過程も考えることができるし、
>あるいは、二つの粒子が対消滅して光子になる、あるいはこの逆の対発生という過程と考えることもできる。

とあるように、電子対創生のような相互作用を扱っているものと思います。

僕の追い求めているのは
例えば、物質Aから半径rの地点に物質Bがあるとして
質量的にA>>Bとして物質BがAから見て止まっていたらA方向に引っぱられますよね（万有引力）
しかし物質BがAーB方向に垂直にうごいた場合、外向きの力を受けます
これはBが動かなかったら生じない力（遠心力）です
これを物質Aと反対方向にある遠方の（宇宙の果てにある）物質との重力子の交換で説明しているのが納得できないのです。

[凡人]

＞これらの相互作用はすべて、光子を吸収・放出する過程も考えることができるし、
とうのは、例えば2つの電子同士における仮想光子の交換をあらわしていると思います。
この場合は、2つの電子同士のクーロン斥力はコンプトン効果によって説明されると思います。

＞これを物質Aと反対方向にある遠方の（宇宙の果てにある）物質との重力子の交換で説明しているのが納得できないのです。
重力子による交換力の強さ(=引力の強さ)は、重力子を交換する物質間の相対加速度によっても変化するというように考えればいかがでしょうか?
この考え方によって慣性力も説明できますし、遠心力も回転に伴う加速運動と見做す事が出来ると思いますので問題は無いと思います。

[全充]

やっぱり凡人さんは、実は専門家でしょう？
なんか大学で先生と問答をしているような気になるのですよ。
先生は正解を知っていて、自由に学生にしゃべらせる（考えさせる）そして学生の考えを自然にねりあげていく。

まぁそれは置いておいて
> 重力子による交換力の強さ(=引力の強さ)は、重力子を交換する物質間の相対加速度によっても変化するというように考えればいかがでしょうか?

宿題ということで、長考に入るかもしれません。

[凡人]

私は、高卒のしがない凡人サラリーマンです。
ただし、自由に相手にしゃべらせる（考えさせる）そして自分の考えを自然にねりあげていくというタイプである事は間違いないと思っています。
ところで、陽電子(+)と電子(-)同士のクーロン力は引力となりますが、この場合に交換する仮想光子のエネルギーは、間違っているかもしれませんが「負」ではないかと思っています。

[全充]

凡人さん

例の「6.2.6 相互作用」の記述で、近距離での光子の交換（交換は1回ですが）による衝突現象なんとなくですがしっくりきました。
問題はこれを遠距離力（逆二乗則）にどうあてはめるか
かなというところです．交換子で説明しようとすると、連続的に交換しなくてはならなくなりませんか？
しかも物質Bが物質Aの捕捉範囲に入ってきた時から
捕捉範囲って無限遠としなければいけないし
このあたりがどうも

[凡人]

＞問題はこれを遠距離力（逆二乗則）にどうあてはめるか
場の量子論を理解していないので、間違っているかもしれませんが、例えば、電場の強さの二乗に比例して、仮想光子の生成・消滅の頻度(=確率)が変わるというように考えたらどうでしょうか?

＞捕捉範囲って無限遠としなければいけないし
仮想光子は静止質量を持ちませんし、固有時も凍結しているので、私としては違和感は無いと思っています。

[全充]

>電場の強さの二乗に比例して、仮想光子の生成・消滅の頻度(=確率)が変わるというように考えたらどうでしょうか?

力の影響が逆二乗に比例することそのものは問題ないんです
例えば単位面積あたりの力線を考えます
物質から出る力線の数に変化はありませんから
遠方の単位面積あたりの力線数は逆二乗則に従うのです。

問題は力線と交換子の関係です
相互作用を交換子を媒体としたエネルギーの交換で考えると
遠方といえども交換子の授受が必要となると、説明しづらいのです
物質は受け取る相手の有無に関わらず交換子でエネルギーを消費？しつづけるのか。授受する相手が見つかった時だけエネルギー交換が成立では都合よすぎます。
交換子放出ではエネルギーが減り続ける一方です

文字数制限のためつづく

[全充]

つづき

ただし、力の伝達も光速ですから
物質の影響が遠方に伝わるにはそれなりの時間がかかる

ポテンシャルが自己エネルギーの源だとは思うのですが
相互作用するまで減ってはいけない

遅延ポテンシャルの考えを導入してみようとは思うのですが

蛇足ですが、教科書では自己エネルギーを電磁ポテンシャルで説明していますが、重力ポテンシャル項もあると思います（大きさが違いますが）

さらに蛇足
我が家では、ドラマが”つづく"ことを"ぐづつく"といいます。
使い方は「ぐづついた」。進展がぐずぐずしている場合特に

[凡人]

＞相手が見つかった時だけエネルギー交換が成立では都合よすぎます。
都合が良すぎる事が連続して起こっているのが量子の世界だと思っています。
＞交換子放出ではエネルギーが減り続ける一方です
相互に交換子を交換し合えば、宇宙全体として見て帳尻あわせが出来ると思います。
例えば、電子間で仮想光子を交換する場合、電子同士のエネルギーは一時的に減少しますが、交換が終了した時点元に戻るという寸法です。
交換中に減少した電子同士のエネルギーは、仮想光子が保持する事になります。
ここから考えられる事は、電子は、交換する相手が決定してから仮想光子を交換するのではないかという事です。
この事は、理論的に、仮想光子の固有時が凍結している事と対応していると思っています。

[全充]

>都合が良すぎる事が連続して起こっているのが量子の世界だと思っています。
>相互に交換子を交換し合えば、宇宙全体として見て帳尻あわせが出来ると思います。

私はまだしりが青いのでしょうね（物理を目指すものとして）
こういう結論に満足できず、もがいているのです。
もっと根本的な理屈があるんじゃないか
どうして、がわかると、それはなぜ、になり
なにがそれをひきおこすの？
と重力の発生の仕組みをしりたくてしょうがないのです。
たとえば虚空間の回転が引力を生み出すんだよ（トンデモですが）
みたいな理屈を知りたいのです。
そしたらそしたで、虚空間の回転でなぜ起きるの
みたいになるに決まっているのですが

[凡人]

全充さんのような真面目な方には、もしお読みになっていなければという話ですが、以下の書籍をお勧めします。
http://bookweb.kinokuniya.co.jp/guest/cgi-bin/wshosea.cgi?W-ISBN=4130641018
因みに、私は貧乏なのでこの書籍は未だ買えていません。

[凡人]

そういえば、遅延ポテンシャルと聞いて、先進ポテンシャルというものを思い出しました。
http://homepage2.nifty.com/eman/electromag/retarded.html

[全充]

凡人さん
本の紹介ありがとうございます。
購入予定リストには入っているのですが
専門書と決め付けていたので、場の理論を理解してから
という優先順位になっていました。
それにリサランドールの「ワープする宇宙」で読んだDブレーンのイメージから、なんとなく私の目指すものと違う理論という印象を受けていたので、リストから外れかかっていました。

今日、図書館でざっと目を通し、借りてきました。
大学初学年向け教養書なんですね。
遠距離力としての記述はなかったのですが
重力のところで回転と5次元がでてきたので、思わず

[凡人]

＞本の紹介ありがとうございます。
私のようなものでも、少しはお役に立てたみたいで良かったです。

それと、今頃気が付いたのですが、
＞都合が良すぎる事が連続して起こっているのが量子の世界だと思っています。
＞相互に交換子を交換し合えば、宇宙全体として見て帳尻あわせが出来ると思います。
というのは、先進ポテンシャルが存在すれば辻褄が合いませんでしょうか?

[全充]

凡人さん
遅延ポテンシャル、先進ポテンシャル
勉強中ですが、物理的というより数学的概念のような気がするのですが。

[凡人]

数学的に成立しなければ、実在しないとい言い切れますが、成立すれば、実在しないと言い切れないのではないでしょうか?
ベクトルポテンシャルがその好例だと思います。
尚、私は自説との関係で、先進ポテンシャルが実在してもらいたいと思っています。

[TOSHI]

どもTOSHIです。

サーフィン(古い)してたらここ見つけました。凡人さん。かなり無茶なことも言ってますね。仮想光子は静止質量持たないとか。。。一般には持ちますよ。仮想粒子は実粒子と静止質量同じなら質量殻の上にあるといいます。オン-シェルですね。

普通は仮想なのでオフ-シェルです。光子ならオフ-シェルの質量はゼロではないです。

遅レスのTOSHI

[TOSHI]

PS:クーロン力の特別なスカラー仮想光子であれば特に質量ゼロで,かつオフ-シェルでもいいかもしれません。。
TOSHI

[TOSHI]

PS:どもTOSHIです。

僕も2009年４月にYahooブログ(TOSHIの宇宙４)をはじめたのですが,なぜかお気に入りブログとかうまく設定できないので,できるところだけでほったらかしにしています。

TOSHI