4種の相互作用

4種の力
教授：力とは何か知っていますか。

誠：電場や磁場や重力なら知っていますが。

教授：原子核を考えて見ましょう。原子核は陽子と中性子からできているのはもう知っていますね。それならプラスの電荷を持っている陽子同士は反発してばらばらになるとは思いませんか。

誠：そう言われれば不思議に思いますね。

教授：この謎を解いたのが日本の生んだ天才湯川秀樹なんだよ。つまり、湯川秀樹の中間子論のことだよ。陽子と中性子をまとめて核子と言うが、核子同士に引力が働いて陽子や中性子はくっついて原子核を作っているのだよ。この力というのが働いているというのが中間子のやり取りです。電荷同士の引力や斥力は光子をやりとりして働いています。光子や中間子を力の媒介粒子と呼びます。

同じく重力はグラビトンと呼ばれる重力子をやりとりして働いているがまだ観測はされていません。

　その他に弱い相互作用というものがあります。その代表例が、ベータ崩壊です。それは、中性子が、電子とニュートリノを放出して陽子に変わるという相互作用です。このベータ崩壊をクォークレベルで見て見ると、ダウンクォークが電子とニュートリノを放出してアップクォークに変わるという相互作用とみなせます。その過程での媒介粒子はウィークボソンと呼ばれています。ベータ崩壊をウィークボソンを含めて考えると、中性子が陽子とマイナスの電荷をもったウィークボソンに変わり、ウィークボソンが電子とニュートリノに変わるという変換です。

　まとめると、物質に働く力は、重力相互作用、電磁相互作用、核子同士に働く強い相互作用、ベータ崩壊などを引き起こす弱い相互作用の4種類あります。

[sus*a*ushin]

今でも、4つの相互作用しかないんですね。今の素粒子の実験はカウンター実験ですか？泡箱解析なんてないですよね。泡箱なんて時代の化石かな。今でも高エネルギー研究所は、日夜素粒子探索かな？宇宙や、素粒子の勉強は、現実の瑣末さを消してくれるはず・・・・

[jyu*do*3104]

20年ほど前第５の力があるのではないかといわれいろいろと実験されましたが、否定的な結果になりました。電磁相互作用と弱い相互作用の統一理論は完成されています。４つの相互作用を統一できるとみなされている理論が11次元超ひも理論です。実験の予測さえできていません。いまだに哲学と数学の域をでることができていません。