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とある宇宙女子との会話「超ひも理論とヒッグス場」


とある宇宙女子との会話。

ちなみに彼女は宇宙とか物理に興味があるだけでまったくもって文系女子

そして私は理系だけど量子物理学宇宙物理学やなんかとは全く無縁の電気系エンジニア

なお、プライバシーのため彼女の返信は全て話の展開がわかる程度に改編してあります。

(宇宙女子)———————————-

おはようございます。

超ひも理論

のことを以前お聞きしたのですが、そのことについてまたまた教えてください。
(以前のやりとりはこちら「宇宙って何次元?、、、次元って何さ?」)

粒子の性質と波の性質を持っている量子の理論が超ひも理論
であってますか?

あと、

ヒッグス場

において素粒子がヒッグス粒子に当たり、質量を持ったっていう話であってますか?

ヒッグス粒子は何ものですか?ヒッグス粒子には質量はないのですか?

なぜ光子はヒッグス粒子に作用されなかったのですか?

光子が質量0とはどういうことですか??

って質問多くてすみません。。。

(私)———————————–

さて、まずは超ひも理論について。

粒子の性質と波の性質を兼ね揃えている

というのは過去の物理学の対立を解決する意味合いで考え出された量子論の基礎だね。

超ひも理論は物質の最小構成単位として「ひも」のようなものを想定して考えると、ベンリなことにいろいろな物理現象の説明に決着がつく、というあくまでひとつの解釈の仕方。

元々なんでこんなもので盛り上がるかというと、

アインシュタインの一般相対性理論で、エネルギー重力がどうやら結びついてるなーっていうのが決定的なものになってて、

「んじゃあ、その結びつきの理屈(重力子の成り立ち)って何さ??」をみんな探しているわけ。
ヒッグスの考え方もそのひとつ。

で、

ヒッグス場/ヒッグス粒子

について説明すると、

定義はわかりやすくいうとこんなカンジかね。

元々素粒子には質量はなかった。そこにヒッグス場が発生したことでヒッグス粒子それらは動きを邪魔されて「動きにくさ」というものが生まれた。これが質量だと。

なので「素粒子がヒッグス粒子にあたって質量ができた」って理解は正解。

とはいえ、
そのヒッグス粒子はヒッグス場を構成する量子を表現した概念的なもので、
まだ実物を見たひとはいない。

なのでこの証明のために「ヒッグス粒子の候補」を発見するために日夜研究者たちはがんばってるわけです。

さて、

で、この話に絡めると、

光子に質量がない

ってのはあまり言い方として正しくなくて、
逆に『質量が無い素粒子』のことをうちらが光子って呼んでるだけだったりする。
そういう意味ではヒッグス粒子との関係も、『ヒッグス粒子の影響を受けないもの』をうちらが光子って呼んでるだけのことなのです。

なんか鶏が先か卵が先かみたいな話になっちゃうけどね、、(^^;

(宇宙女子)———————————–

なるほどー、なんか理解が合ってたみたいで嬉しいです!
それにしても不思議、、、

で、すみませんが
ここでの

『エネルギー』

ってどういうことですか?
よくエネルギーって出てくるんですけど、いろんな意味があったりしますか??

(私)———————————–

『エネルギー』とか『場』とか言ったりするよね。本質的には同じ意味だと思う。

エネルギーってのはポテンシャルのことであって、何かしらの作用によって溜められてる状態を想像してもらえばいい。
例えば『運動』はとてもわかりやすいエネルギーの例だけど、『高さ』とか『熱』とかもエネルギーだね。

で、「それをもたらすものが何なのか?」という定義でみんな盛り上がるわけだ。

外から見える現象ってのはすでにかなり検証が進んでて、、、でも原因がわかんない。

そうやって皆まだ見ぬ『その源泉』を妄想するわけです。
ヒッグス粒子とか言ってみたり重力子とか言ってみたりしてね。

まだまだ道のりは長く、そこにロマンは溢れてますなぁ〜。



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