2007年06月15日

Re:Re:質量の起源

検索してくださったリンク関連も見て、ここでの質量の起源の話を順に整理していくと

2%程度の質量をもたらすビックス機構

素粒子の質量はビックス機構によってもたらされると言われています。
WボソンとZボソンが陽子の約100倍もの質量を持つことは大きな謎でした。多くの科学者が悩んだ末、ついにワインバーグやサラムら理論家たちは「(ゲージ対称性が自発的に破れてその結果)ヒッグス場があるはずだ」と結論しました。
WボソンとZボソンはヒッグス場の抵抗を受けて動きが鈍り質量があるように振舞うと見なされます。
このヒッグス機構による質量は物質の質量のほんの2%程度であるという話ですね。


98%の質量をもたらす「カイラル対称性が自発的に破れた」とは?

カイラル対称性とは、質量ゼロの素粒子がもつ対称性で右巻き粒子と左巻き粒子を区別する対称性のことをカイラル対称性といいます。
それらの間にも強い引力が働いて、粒子と反粒子が右巻きと左巻きのペアで互いにくっついて真空中に「埋まってしまった」状態になっています。この真空中を走る粒子は常に埋まった粒子反粒子対にぶつかりながら進むので光速よりも遅くなり、別の言い方をすると質量を獲得する。このことを「カイラル対称性が自発的に破れた」と言います。
クォークは陽子や中性子の中でこうやって質量を獲得して、私たちの質量の98%を作っているわけです。


さらに、有限温度・有限密度の論文によると
http://www.coe.phys.nagoya-u.ac.jp/conference/young/download/mitsudo_01c.pdf

カイラル対称性とは、質量ゼロのディラックフェルミオンの持つ対称性である。実際のクォーク質量は上述のようにゼロでない値を持つが、 クォークに限定すると、これらの質量はの特徴的なスケールに比べて小さいので良い近似でカイラル対称性をもつ。
この対称性は、しかし、強磁性体の場合と類似して、自発的に破れており、その結果南部ゴールドストーンの定理により、中間子が南部ゴールドストーン粒子に同定される。
カイラル対称性の秩序変数はカイラル凝縮と呼ばれるクォーク・反クォーク対の真空期待値であり、これは超伝導におけるクーパー対に対応している。
このカイラル凝縮が中性子を構成するクォークのまわりに「雲」のようにまとわりつくことで、クォークが大きな質量を獲得し、観測される中性子の質量を生み出すというのが、質量の起源の一つの理解である。

とあります。

この雲のようにまとわりつくという表現は水あめのような仕組みということと同じ意味なのでしょう。
どちらにしても質量が生じるのは相対的関係の授受作用の力がベースにありますね。



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2007年06月14日

Re:質量の起源

「カイラル対称性の自発的破れ」で検索したら、
高エネルギー加速器研究機構のホームページが出てきましたね。

スパコンで挑む質量生成の謎
http://www.kek.jp/newskek/2006/marapr/supercomputer.html


「右巻き粒子と左巻き粒子を区別する対称性のことをカイラル対称性と言います。カイラル対称性とは質量ゼロの素粒子がもつ対称性なのです。」

「さて、その右巻きと左巻きの粒子や反粒子の間に非常に強い引力が働いたらどうなるでしょうか。もはや彼らは自由に光速で飛び回ることはできなくなって、互いにくっつこうとします。」

「量子力学では真空と言えども常に粒子と反粒子がごく短時間のうちに対生成と対消滅を繰り返しているのですが、」

「それらの間にも強い引力が働いて、粒子と反粒子が右巻きと左巻きのペアで互いにくっついて真空中に「埋まってしまった」状態になっています。」

「この真空中を走る粒子は常に埋まった粒子反粒子対にぶつかりながら進むので光速よりも遅くなり、別の言い方をすると質量を獲得するわけです(図2下)。」


この仮説によると、質量の起源は、「空間を埋め尽くしている粒子と反粒子のペア」ということになりそうですね。



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2007年06月13日

質量の起源

高エネルギー加速器研究機構(茨城県つくば市)と京都大のチームが、スーパーコンピューターを使って、「物質にはなぜ質量(重さ)があるのか」という問題に迫る理論の検証に成功したそうです。

水あめのような仕組み、「カイラル対称性の自発的破れ」、ヒッグス粒子がキーワードの面白い内容ですね。

「物質になぜ重さある?」 高エネ研などが仕組み検証
http://blogs.yahoo.co.jp/buddha781cosmo/18678044.html
2007年04月24日20時28分


物質の質量は「動きにくさ」でも決めることができ、動きにブレーキをかける水あめのような仕組みとして、1961年に南部陽一郎・米シカゴ大名誉教授が「カイラル対称性の自発的破れ」と呼ばれる理論を提案しましたが、
そのクォークの振る舞いの膨大な計算を、高エネ研の橋本省二・准教授らが、スーパーコンピューターで約半年間かけて行い、その仕組みの存在を示したとのことです。



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2006年12月18日

Re:重力が生じる前の場

もう一つ、偽の真空と真の真空とでは重力についてまったく違う空間なのですから、
この2つの曲率を同等に見ることはできないのではないか?
という疑問があります。



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2006年12月17日

重力が生じる前の場

インフレーションを起こした場はヒッグス場とかインフラトン場とか言われていますが、

これは重力が生じる前の場のようですね。

私は、どうして神様は重力なるものをお創りになったんだろうかと、ふと思いました。

それで、重力があることによってどういうことになるかというと、

お母さんが赤ちゃんを持ち上げるのに力が必要です。
ですから、重力は愛を形にするためにあるんだなあと思いました。

重力は根本的な4つの力(弱い力、強い力、電磁気力、重力)の中でも
最も高いエネルギーでないと現れない力だそうですね。

それで、重力について、量子物理学の分野を探ってみたいと思っています。

重力の伝達は光の速さでなされるのでしょうか?


インフレーションについては、インフレーションによって生じた偽の真空は
量子が生まれる前の状態ですから、光が生じる前でもあり、
今の科学では光を介してこそ均一な状態になりうるのですから、
偽の真空が広がってもそれで均一とはならないのではないか、
というような疑問を、機会があったら、佐藤教授かその近辺の人に
聞いてみたいと思っています。

もしこのあたりのことでご存知のことがあったら教えてください。



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2006年12月16日

Re:Re:NASAがつかんだ初期宇宙のインフレーションの証拠

> これには「ビッグバン後に」と書いてありますが、
> このあたりの表現は微妙なところですね。

そうですね。火の玉になるまでの膨張をインフレーションと呼ぶ場合とビックバンの初期に急速な膨張があったことをインフレーションと呼ぶ場合があるようです。
インフレーション宇宙論が何種類もあるので最近一番認められている理論が何か私はまだはっきりつかめていません。



posted by pocs at 09:25| Comment(0) | 宇宙の平坦性の問題 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

2006年12月15日

Re:NASAがつかんだ初期宇宙のインフレーションの証拠

ホットなニュースをありがとうございます。

これには「ビッグバン後に」と書いてありますが、
このあたりの表現は微妙なところですね。

それにしても、インフレーション理論にはとても宗教的な色合いを感じます。

ビッグバンが物質自体の爆発によって膨張したとするのに対して、
インフレーションは外から引っ張られる形で膨張したとし、
それゆえに、指数関数的な膨張が一瞬にしてなされたというのですが、
これはまさに神様の力によって宇宙が広がっていったことを物語っているようです。

宇宙のインフレーション フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%83%95%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%82%B7%E3%83%A7%E3%83%B3%E7%90%86%E8%AB%96

宇宙の誕生と宇宙の未来
http://www.resceu.s.u-tokyo.ac.jp/symposium/daigaku&kagaku/sato2.pdf

宇宙の創生と未来(無からの創生)
http://www.icepp.s.u-tokyo.ac.jp/docs/kouen_satou.pdf

宇宙創生を解明する「インフレーション理論」
http://www.athome-academy.jp/archive/space_earth/0000000243_all.html



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2006年12月14日

NASAがつかんだ初期宇宙のインフレーションの証拠

NASAがインフレーションの証拠をつかんだという記事をご紹介します。

Hotwired Japan
http://hotwired.goo.ne.jp/news/technology/story/20060317302.html

初期宇宙の「インフレーション」の証拠を確認
AP通信(2006年3月16日)

 「米国の宇宙物理学者チームが2006年3月16日(米国時間)、宇宙がビッグバン後に急激に膨張したことを示す具体的証拠をつかんだと発表した。宇宙は、1秒の1兆分の1をさらに1兆分の1にしたほどの瞬時の間に、砂粒のような小さなものから、現在観測可能な領域以上の大きさに拡大したとする説を裏づける証拠だ。」

全米科学財団(NSF)の数学・物理科学部門の副責任者であるマイケル・ターナー博士や、コロンビア大学の理論物理学者、ブライアン・グリーン博士も、驚くべき素晴らしい観察結果だと述べていますね。



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2006年12月09日

おもなインフレーション理論

おもなインフレーション宇宙モデルとしては下記のようなものがあります。

古いインフレーション (1980年)
提唱者 アラン.グース、佐藤勝彦
 
大統―理論にもとづく最初のインフレーション理論。力の分岐の際の真空の相転移が1次であるとき、宇宙は指数関数的に膨張し、かつ相転移による潜熱の解放で“火の玉”になる。インフレーション後宇宙がでこぼこになりすぎるなどの欠点がある。

新インフレーション(1981年)
提唱者 アンドレイ・リンデ、アンドレアス・アルブレヒト、ポール・スタインハート

インフレーションを駆動するヒッグズ場の形が古いインフレーションよりゆるやかであり、相転移はゼラチンが固まるときのように起こる。

カオス的インフレーション(1983年)
提唱者 アンドレイ・リンデ

統一理論とは無関係にゆるやかな勾配をもったスカラー場さえあれば、インフレーションが起こる。同時にブランク尺度での量子ゆらぎを考慮すると、ゆらぎの効果によってエネルギーの高くなった領域がインフレーションを起こし、さらにその領域内でもエネルギーのより高い領域がインフレーションを起こすため、自己増殖的に宇宙が生まれる。

拡張インフレーション(1989年)
提唱者 ポール・スタインハート、デイル・ラー

多くの点で古いインフレーションに似ているが、重力場と直接作用する新しい場が想定されている。この場により重力は時間とともに変化し、宇宙の膨張が遅くなるため、インフレーションはゆるやかに止まる。

開いたインフレーション (1995年)
提唱者 ジェームズ.ピーブルズ、バーラート・ラトラ

新インフレーションに似ているが、まず第1のインフレーションで宇宙が一様になった後、1次の相転移により“泡”が生じる。その泡の中に残っている真空のエネルギーによって第2のインフレーションが起こる。
この泡の中の宇宙は曲率が負の開いた宇宙になる。

スーパーナチュラル.インフレーション(1995年)
提唱者 リサ・ランドール、マリン・ソルジャキック、アラン・グース

超対称性にもとづくインフレーション理論で、素粒子の標準理論において現れる未知のパラメータ一に典型的な値をもたせることのできる理論。

このどれを論じているかでインフレーション理論といっても内容が違ってくると思われます。



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2006年11月03日

一貫性のある世界の存在理由

> ただ、ビックバンを推すヒューロス博士がファインチューニン
> グを説いていることからも、現在の科学におけるただ初期条件
> だけで広がっていく宇宙と言う説明では、複雑な生命の維持
> 能力の一貫性や物理現象における元素の維持における一貫性は
> 説明出来ないだろうと思います。
>
> 現在のビッグバンで説明されている範囲内で一貫性が無いとい
> う意味ではありません。おそらく、アウトラインとしてはほぼ
> 正しいと思いますが、それだけではないのでは?と原理的な観
> 点からも考えられます。

なるほど、おっしゃる通りだと思います。

ビッグバン理論や大統一理論で、ビッグバン直後に、
電磁気力と強い力が分岐した、電磁気力と弱い力が分岐した、
ということを説明しても、それらの力を担う作用体が
そもそもどうして存在するのか、ということはわからないし、
この作用体がなければ、一貫性を保ちながら発展している
今の世界を説明することは出来ないんですものね。



posted by pocs at 12:09| Comment(0) | 宇宙の平坦性の問題 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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