電磁場が凝縮して電子になるというようなことはないのですか？

質問

音波でもソリトンというものになったり、光も光量子になるそうですが、質量がないから物ではないのでしょうが、電子と電磁場はどちらが先にできたものなのでしょうか。

回答No.4

grothendieck · ベストアンサー

電磁場は電荷や磁荷(?)がなくても存在し得ます。Maxwell方程式は電荷・電流がなくてもが同次波動方程式として０でない解をもちます。電荷・電流なしに電磁場を起こすことができます。Unruh 効果と呼ばれるものは重力または加速度で電磁場が生じると言うものです。Unruh効果は別にしても電磁場はやはり電荷とは独立した実在と考えられます。その一例は励起された原子の自発放出です。電磁場が０でも場と言う実在があると考えなければ説明は困難です(HoylとNarlikarは遠隔作用論で説明しようとしていますが少数派です)。電子は電磁場の凝集したものではないかということは昔から多くの人が考えてきましたが誰も成功しませんでした。その辺りは下記URLが参考になると思います。電子質量の少なくとも一部は電磁的な起源を持つことは疑いありません。電子の周りには仮想的な光子があり、そのエネルギーも観測される電子質量のうちに入れなければなりません。しかしくりこまれた質量や電荷と裸の質量や電荷を区別しなければなりません。裸の質量や電荷があると言う点で、電子は電磁場と異なると考えられます。よく知られている様にQEDはアーベルゲージ理論です。物資場(電子)はポアンカレ群の表現として導入され、これをゲージ不変にするための微分→共変微分での置き換え
　∂→∂-ieA
で導入される接続Aが電磁場であるとするのが普通の考え方です。ここで結合乗数eを場毎に異なる様に選べるのはU(1)の場合だけです。

参考URL：

http://www.philsoc.org/1962Spring/1526transcript.html

お礼

やはり難しい数学的概念が関係してくるのですね。自分なりに勉強させていただきます。ご教示有難うございました。

回答No.5

noname#59315

何度も申しますが、電磁場は電波や波動とは違います。

お礼

振動している水と水の振動の違いのようなものでしょうか。ご丁寧に有難うございました。

回答No.3

noname#59315

電子にしろ、陽子にしろ、ここでは電荷と言わせていただくと、電荷によって電場が存在します。そして、電荷が移動することによって磁場が生じます。電場と磁場の両方を総称して電磁場と言うのです。

もう判っていただいたと思いますが、電磁場は電磁波とは異なります。したがって、電波、光、放射線などと混同してはいけません。

お礼

ご教示有難うございます。電荷(＝電子）の方が電場より先に存在するわけですね。

回答No.2

pyon1956

ちょっとまって。
ベータ線やアルファ線とガンマ線はエネルギー量が違うだけではありません。
ベータ線は１の方がおっしゃるように電子ですがマイナスの電荷を帯びた質量のある粒子です。アルファのほうはヘリウムの原子核。陽子２個と中性子２個からなる原子核です。これはプラスの電荷を持っています。ガンマ線は光ですが静止質量０、電荷０の粒子です。
で、光はボーズ粒子（ボゾン）、電子はフェルミ粒子（フェルミオン）ですからエネルギーを大きくしていくだけでこれらが変化しあったりすることはありえません。
ただ、光のエネルギーによって真空から粒子が対生成
することはあります。このとき電子など（電子だけではありません。各種の粒子）が生み出されるわけですが、これは光が光と違うものを生み出して光がエネルギーを失い消滅しているんで、同じもののエネルギーの大きさだけの違いではありません。

さてご質問の件ですが光はもともと粒子的性質と波動的性質の両方をもっていて、その性質を統一して現したのが光量子というものです。音波のソリトンは波には違いないのだがまるで剛体のような性質を示す「変わった種類の波」であって光量子とは全く性質の違うものです。

電磁場ですが電気・磁気のないところに電磁場はありません。荷電電子の発生と同時にその近傍から光の速度で電磁場が広がっていくと考えられます。（注意しておきますが電子だけが電荷を持った粒子ではないし、また電荷が電子の存在によって説明されるわけでもありません。通常のわれわれが使っている電気はたしかに電子の流れですが、これは単に電子の電気が最も扱いやすいものだからに過ぎません）

お礼

早速のご教示を有難うございます。確か電子にもいくつか類似の素粒子があるということを読んだ記憶がありますが、改めて勉強させて頂きます。

回答No.1

ryou-z

電波の周波数が高いものが光です。さらに高いものが紫外線、さらに高いものがX線、さらに高いものがガンマ線、さらに高いものがベータ線です。で、光が光量子と呼ばれるようにベータ線は電子とよばれます。
これでわかると思いますが、電子と電磁場は同じものです。同じものに後先はありません。

お礼

電子と電磁場が同じものであるとは知りませんでした。勉強させて頂きます。早速ご教示頂き、有難うございました。