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素粒子の生成・消滅とは？？
的を射た質問ができずに不適切であったので、 再度、ご質問させていただきます。 素粒子の生成・消滅には、何か法則性がありますか？ また、真空から素粒子が飛び出してくると聞いたのですが、 本当でしょうか？？
- welovekobe
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- 物理学
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＞素粒子の生成・消滅には、何か法則性がありますか？ 粒子の発生・消滅というのは、量子力学という 物理学の理論から出てくる不確定性原理に基づくものです。 量子力学では、物質や力を全て粒子の運動で考えようと するので、理論上、粒子の発生・消滅がないとおかしく なるので、そういう考えを持ち込んでいるだけで、本当に 粒子がいきなり発生したり、完全に消滅する現象が直接 観測されたわではありません。 磁石のN極同士が反発しあうように、電子同士は クーロン力と呼ばれる力で反発しあいます。（というのが 電磁気学という物理学の理論での説明です。） これを量子力学では、電子から発生した光子（フォトンと いう光の粒子）を、もう１つの電子が受け取るので、 受け取った衝撃で反発力が生まれているというような説明を しているんです。 受け取った光子がそのまま存在していると、光の 発生ということになってしまいますが、力のバランスが とれている間は、そういった現象は起こりません。 受け取った光子はどこに行ったのか？ 消えたとしか 考えられないんです。それで、★空間には粒子の発生、消滅が たえず繰り返されているはず？だということになって いるんです。 この現象が間接的に観測される例として、発光ダイオード の発光現象というのがあるんです。 難しい理屈を飛ばすと、発光ダイオードの中では、 電子の軌道が無理やり変えられるというような現象が 起きています。原子核と電子が、先に書いた クーロン力で力のバランスを保っているので、 このバランスが無理やり壊される結果となって、 力を伝えていた光子が余って、外に出てくる。 これが発光ダイオードが光仕組みなんです。 ＞真空から素粒子が飛び出してくると聞いたのですが、 本当でしょうか？？ 真空では、粒子の発生・消滅がたえず繰り返されて いて（これを★量子ゆらぎなどとも言います）、通常は そのバランスが取れていることから エネルギー的には、何もないように観測されているが、 非常に低い確率ながら、そのバランスが崩れて粒子が 飛び出してくるのではないか？という理論上の もので、実際にはそういったことは現在のところ観測されて いません。 ただ、量子ゆらぎは、その揺らぎの振動を力に変換する ことで間接的に確認されています。（カシミア効果というのですが）
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- tenro
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現在、素粒子の標準理論と呼ばれているものは、場の量子論をフレームワークとしたゲージ場の理論として定式化されており、実験結果を高い精度で再現しています（電弱相互作用：ワインバーグ・サラム理論、強い相互作用：量子色力学）。場の量子論では、素粒子の生成と消滅の確率を計算することができます。 エネルギーが無い状態の真空から素粒子が飛び出してくるというのは、No.1の方の言うとおり粒子・反粒子の対生成で極めて短い寿命であり、観測されることはありません。
お礼
どうも有り難うございました。 難しい理論があるみたいですが、真空からの素粒子は あまり重要ではなさそうですね。どうもです。感謝！
>素粒子の生成・消滅には、何か法則性がありますか… 高い振動数の光(早い話Ｘ線、γ線)が存在すると、大きな質量の対生成の確率が上がります。 >真空から素粒子が飛び出してくると… ホーキング先生のブラックホールの「温度」など、真空から粒子が対生成することがあるのは定説です。しかし、他からエネルギーが与えられたのでない場合その粒子対の寿命は極めて短くなります。
お礼
早々にどうも有り難うございました。 わずか数行でありながら、内容が深くて小生には 少し理解できないかも・・・（笑） どうも済みません。けどもう少し、頑張ってみます。
お礼
どうもご丁寧な解説感謝です。 文化系の私にも少し分かりました！！ 感謝！！ 更に深く調べてみます。 どうも有り難うございました。