宇宙徒然草

第6話 量子力学の徒然

私の認識では、量子力学とは、あらゆる現象を量子化して説明する学問と思っております。陽子、電子などのおなじみの素粒子の他、強い力を取り持つグルーオン、弱い力を取り持つボソンなど量子として定義することで、現象を数式化できるわけです。

過程として、数式化してまだ見つかっていない量子が、あるはずだと発見への手がかりになることもあります。

反面、数式には登場するけれど、実際には存在しないという量子もあると考えます。個人的には、クォークは、虚数みたいなもので、数式上だけの存在で実体はみつからないと思っています。

また、アインシュタインは光速度一定を提唱していますが、そういう定義の理論ということです。宇宙のことを考えると、基準もなにもないとワケワカメなので、光速度を何が何でも一定値に固定して、それを基準にして考えればよいのではないか、ということです。（光速度に対して）相対性理論、と解釈しております。

また、実際に光の速度は、要するに空間の反応速度のことなので、一歩空間に出てしまえば、秒速約３０万キロメートルで進むことになります。たとえ宇宙船が亜光速で進行しているときに、進行方向へレーザービームを発射しても、３０万キロ＋宇宙船の速度とはなりません。レーザーが空間に出たとたん、空間の反応速度上限値で固定されてしまうからです。

ちょっと脱線しましたが、話を元に戻します。

中性子を単離すると、１０分ほどで陽子と電子に分解してしまいますが、その過程でWボソンが登場します。ところが、このWボソンは、エレルギーが元の中性子よりも大きいのです！アインシュタインの有名な式：E=ｍｃ^2により、エネルギーは質量と同義ですから、元の中性子より重たいWボソンは、母親より重たい赤ちゃんという具合に、ありえないことに思われます。

しかしながら、実際にWボソンが発生しているのですから、事実を曲げることができない、理由はわからないが、そういうものだ、という科学者の認識です。

私なりに考えてみると、たとえば、ホワイトボードがあって、マグネット鋲が１つ張り付いているとします。マグネット鋲自体の重さは、おそらく数ｇ程度でしょう。

しかし、磁力で貼りついているため、ホワイトボードから引き剥がそうとすると、数十ｇ以上の力が必要になります。引き剥がしてしまえば重さは数ｇ、くっついている状態でも数ｇですが、引き剥がそうとすると、とたんに数十倍の重さになる．．．これがWボソンではないかと考えています。

Wボソンを引き剥がすためのエネルギーをWボソンの質量に加えているため、見かけ上、母親の中性子よりも重くなって見えるということです。

同様に、ヒッグス粒子のエネルギーも桁違いなものがあります。こんなエネルギーを持った粒子が空間いっぱいに広がっているというのは、感覚的におかしな感じがします。

これもWボソンと同様に考えてみると、たとえば、ハンカチを広げてみます。広げたハンカチは平らな状態にあります。ここで縁から力を入れてずらしてみると、ハンカチにシワが撚ります。このシワがヒッグス粒子ではないかと考えます。空間にシワを寄らせる力＝ヒッグス粒子を顕現する力ということで、空間にこのエネルギーをもった粒子が詰まっているわけではない、ということです。

原子核には、陽子と中性子がひしめき合って固まっています。中性子は電気的に中性なので、集まるのは理解できますが、陽子は、プラス電荷を持っているため、反発してしまい、とても密着形態にならないように思えます。

このことに関しては、こう考えています。そもそも中性子というものは、陽子＋電子で出来ていて、中性子の内部に電子を内包しているのではないか。そして、その電子が、原子核を構成する陽子や中性子の中（＝短い竹輪を思い浮かべてください）を巡回しする軌道を描いていると。

つまり、原子核を構成する陽子と中性子は、あるときは陽子、またあるときは中性子と、竹輪状のトンネルを電子が通過するたびに種類が変化しているのではないか、と考えます。

たとえて言うなら、ジェットコースターが複雑な軌道の上を走っています。軌道上には、トンネル（竹輪）が並んでいて、その中をコースターが次々と通り抜けていきます。

コースターが電子で、トンネル（竹輪）が陽子です。トンネルの中にコースターがあるときは、電気的に中性になるため、外から見ると中性子に見えます。コースターが通り過ぎると、陽子になります。

このように、次々とコースター（電子）が陽子を渡り歩いて、陽子と中性子を結びつけています。

また、静電気の項で電子の形でもお話したように、陽子の形も、実は巨大なダブルトーラスではないかと考えています。（ダブルトーラス＝短い竹輪orドーナツ２個重ね）

この考えだと、陽子は必ずしも全方向プラス電荷ではなく、マイナス電荷の部分も持つために、密着形態を取りやすいのではないかと思っています。