電磁力は何かの粒子で出来ているのですか？

質問

フレミング則は、電流・磁界・力を表現してますが、力は何によって起こっているのでしょうか？

　磁界を形成しているのは磁力線なんでしょうけれど、この磁力線と垂直に電磁力は働いていますよね。この力は、何かの粒子が電流の流れている電線に向かって衝突しているからこそ、電線が吹っ飛ぶと考えると上手く説明が付くと思いました。

　これは、地球に向かって重力が働いているように、電線に向かって電磁力が働いているのと考えると、全く同じ現象に見えたのです。

　更に、光も、波と粒子の性質も持っています。そして、重力も波の性質も持っていると聞いたことがあります。すると、「重力波も粒子？」と思いますし。電界に対して垂直に電磁力が働いているということになれば、電磁力も電磁波であり、電磁波も粒子であれば、粒子が電線に衝突することによって電線が吹っ飛ぶと考えると、フレミングの法則も上手く説明できそうです。

　ここで、電線を円の中心として、電線の周りを電界が取り巻いていると考えると、その同心円状になっている磁力線は何らかの粒子の飛んでいる形状を現しているものであると。そうなると、その粒子は普段は同心円状を飛んでいる人工衛星のようなものと言えるのではないでしょうか。

　そうなると、電流によって発生した磁界上を周回している粒子が、固定磁石によって追加された磁界によって力の均衡を破られ、その磁界の向きと垂直な電磁力によって電線に引き寄せられ、電流の流れている中心に位置する電線に落下した粒子が電線を弾き飛ばす力が、フレミング則における力に相当すると言う考え方です。

　これは、既に、誰かによって証明されているのでしょうか？

回答No.2

ryn · ベストアンサー

No.1さんご紹介のページにもあるように
素粒子物理では力を粒子の交換によって説明します．
ただし，これは質問者さんのイメージするものとは
ずいぶん違うものだと思います．

> 光子には質量がないと書かれていました。
量子力学等を勉強すれば出てきますが，
質量がなくても運動量，運動エネルギーを持ちます．

> この力は、何かの粒子が電流の流れている電線に向かって衝突しているからこそ、
> 電線が吹っ飛ぶと考えると上手く説明が付くと思いました。
イメージとしてはこれでよいかもしれませんが，
正しい理論とするには式で上手く実際の現象を説明しなくてはいけないので，
少し難しいかもしれません．

お礼

ご返答ありがとうございます。

　力が粒子の交換と同様であるとのことですが、
これはどのような動作なのでしょうか？
物理は大学時代にも習ったことはあるのですが、情報系学部であり専門ではなかったため、素粒子物理学に関しては予備知識が無く具体的なイメージがわかないのですが。。。

追伸：
　私がふと思いついた質問内容は、偶然かどうかわかりませんが、それぞれの成分のベクトル方向まで上手い具合に合っているため、ココまで来ると偶然とも思えないですね。

　まだ証明されていないのであれば、誰か証明してほしいものです。フレミングと右ネジさえ知っていれば、実用上は十分であるため、証明するには値しないからなのでしょうか？

　科学の世界には、意外と周知の法則のみで既に説明が付くのであれば、それ以上のそれらを統一するような一般的法則を追求しないことも多いですよね。

　これは、情報学の世界だけではなく食品などの世界にもよくあると言いますし。

回答No.5

rey-aw

んじゃ、更に噛み砕いた方向に進めます。

ジャイロは、横を押すと９０度位相に力が働きます。
電子自体がちょー回転していれば、
磁力線と９０度位相に力が働いても、磁力線が一定方向に回転してもおかしくねー訳です。

ここで電子のスピンつーので説明出来る訳です。

では、重力は何がスピンしているのでしょーか？
空間かえ？
質量かえ？

内側に力向きを入れるには、場においての質量軸が必要になります。質量軸は反対側では逆になってしまいます。

絶えず内向きの軸線です。
この質量軸をこさえねばなりません。
更にこれを強引にスピンさせねばなりません。＾＾；
相当な、フィギュアスケート３回転半以上のスピンです。

一体何の力でスピンするのでしょーか？
きっと質量と空間と時間が捻れているに違いねーです。
きっと。＾＾；

回答No.4

grothendieck

電子が異常磁気能率を持つのは電磁場が量子化されているからです。フレミングの法則が成立するのは電磁場が量子化されているからではありません。よく考えて下さい。フレミングの法則のようなスケールで量子的効果がみえますか？仮にプランク定数を０にすればローレンツ力は働かなくなりますか？現在ではゲージ不変性が光速不変の原理にも劣らない重要な原理と見なされています。多くの本ではゲージ不変性は波動関数の位相の変換として導入されていますが、ここでは量子論を前提としないで説明してみましょう。粒子座標のτの微分について2次の一般的な作用の形は
　S = ∫dτ{(-1/2)v^(-1)gmnX・mX・n +AmX・m +(1/2)vm^2}
となります。ここでX・はdX/dτを表わします。ゲージ変換
　δgmn =εp∂pgmn + gp(m∂n)εp
　δAm =εp∂pAm + Ap∂mεp - ∂mλ
の下で作用が不変であることを要求すると、曲率
　Fmn = ∂mFn - ∂nFm
の項(-1/4)FmnFmnがラグランジアンに加わり、オイラー・ラグランジュの方程式としてローレンツ力
　d(v^(-1)X・m)/dτ + Fmn X・n = 0
とマックスウェルの方程式が出てきます。プランク定数を０にしてもローレンツ力は０になりませんが、結合定数を０にすればローレンツ力が０になることは言うまでもありません。古典電磁気学の法則が成立するのは電磁場が量子化されているからではなく、ゲージ不変性のためです。

お礼

ご返答ありがとうございます。

　けれど、私は情報系学部出身であり、量子力学などの知識は無いため、理解に苦しみます。記述内容は上記で構いませんが、私のような者でも理解できる表現に噛み砕いていただけませんか？

回答No.3

rey-aw

大統一理論と言い、まだ証明されていません。

元は重力も、磁力も同じ力であった。
こう言う説です。

なぜ証明されないかと言うと、似ているでは証明にはならないからです。
理論と、方程式、現在の方程式と一致する。
つまり、
「ここが矛盾する」
「この計算はどうなる？」
これを全て証明しなければならないからです。

アインシュタインも、光速度不変法則これ１個を証明する為に１生涯を費やしました。
証明した論文が相対性理論です。

例えば、
布団の上にサッカーボールを置けばパチンコ玉はサッカーボールに吸い寄せられます。
布団には空間のゆがみが現れます。

ひとさし指を布団に。（ゆがみ方向）
親指をボールに。（重力）
これで重力を磁力と同じ方法で表示はできます。
しかし、証明にはなりません。

質問です。
１価の電子の衝突で光子が発生します。
１価の電子の移動で磁力が発生します。

いずれも微弱です。
いずれも電子と等価またはそれ以下のエネルギーレベルでなくてはなりません。

このエネルギーレベルで、衝突、反発の２重の運動エネルギーを発生させるのは可能か、
なら、エネルギーはパルス性を持つはずである。

なぜ１方向に走行しないのか。

なぜ電子以上のエネルギーに変換できたのか？
ここいらの証明が大切かと思います。

まあ、電子がぶつかれば光子が出来るんだから
簡単かもしんないね。＾＾

それと、電子は消滅せずに磁力は起きていないかい？
つー事はエネルギー的には更に微弱だな。
歩くトルネードみたいに通過すると台風起こして去って行く。
電子が回ればもっと楽に磁力は発生するな。
ここいらが証明のポイントだな。

お礼

なるほど。でも重力と電磁気学と原子核の力などが一つの力であることが分かれば、すごい発見ですよね。

ありがとうございます。

回答No.1

t2c

電磁力を伝達するのは光子です。

自然界には４つの力が存在します。
こちらが判りやすいかと。
　　　↓
http://www.kek.jp/kids/class/particle/force.html

お礼

ご返答ありがとうございます。

　ところで、ご紹介頂いたページを参照したのですが、この光子が電流が流れている電線に衝突すると、電線が吹っ飛ぶのでしょうか？光子には質量がないと書かれていました。即ち、光子が衝突しても、電磁力は発生しないのではないでしょうか？

ご返答いただければ幸いです。