絡み合うと惹かれ合う 質量の話
目的
視覚表現の記述方法の方法のヒントを探りたい。AIに入力する時の直感的なヒントをもらいたい。
印象
難解な言葉を、こう考えておけば良い、と回避してくれる。数式もひと言で翻訳してくれているので、ざっくりとした程度であれば分かる。挫折して、あー私はやっぱり無理なんだ!わー!などと嘆く事にはならなさそうだ。よかった。
まとめ
熟読すると、確かに質量の生まれる理屈が、理解できるかもしれない、かもしれない、かも… 。
まて、私はAIに視覚表現のインスピレーションを与えたいだけなんだ。2日徹夜して読み込んだところ、私の描きたいイメージの補填にはなった。ありがとう橋本先生。
下書き
相対的な電波と磁場
電場と磁場は見る人によって変化する。そうなんだ。漠然と変わらないものだと思ってたけど。
特殊相対性理論をざっくり
電磁波の進む速度の計算結果と、当時調べていた光の速さが一致していて、マクスウェル方程式でその辺を加味すると、つまりマクスウェル方程式と言う電磁気の法則が、誰から見ても同じだと言うことを数式に落とし込むと、空間や時間が引き延ばされる、と言う結果が導き出される。と言うのが特殊相対性理論と言うものらしくて。橋本さんの説明は分かりやすくてすごくしっくりきた。
自分の頭が良くなった気がした。
エネルギーの1形態としての質量
ローレンツ変換の等式を運動量に換算したところ、見ている人の座標で(mc)^2で変わらないと言う結果になった。つまり質量は、見ている人の座標では変わらない、その物質固有の性質らしい。おほー。
特殊相対性理論でエネルギーを書いてみると、速度が光速よりずっと小さいときには近似できるのだが、0.5*mv^2に、mc^2が加わっている。速度が0のとき、E=mc^2となる。おや、これは見たことがあるぞ。静止中の粒子にもエネルギーがあり、それは質量で表されるとの事だ。
運動量保存則とウニョウニョする粒子
角運動量は保存する。陽子の周りを電子が回っている時、つまり角運動量があると仮定するとそこにも運動量保存の法則が働いているはず。
しかしマクスウェルの電磁気学の方程式によれば、曲げられるたびに進行方向に向かって放射光と呼ばれる光が放たれる。つまりエネルギーが光の分失っている。
とすれば陽子に電子が落ち込んでいくはずだが、そんな事は起こっていない。これは、量子と言うものを、波として扱うと、扱いやすくなる。端から見ると粒子のように振る舞う、一塊りの波として捉えれば良いと言うことらしい。ふーん
波長が短いほどに運動量が増すというドゥ・ブロイの粒子の運動量の式と、大きな物は小さな物を形作れないというハイゼンベルクの不確定性関係を混ぜると、こういうストーリーが出来る。
陽子に落ち込んでいく電子は小さい半径内に自分を収めようとして波長を短くするが、その短い波長ゆえに運動量が大きくなり、一定程度近づくともはや陽子に近づくことができなくなる。実在している原子の存在が、電子が波であるということを表している。
（波長が短くなると運動量が増す？エネルギーどこから取り込んでるん？仮にエネルギーが取り込まれてないなら波が振動する事をやめて？？？
よーしここは分かった振りをしとこう！）
中間地点
わからなくなってきた。弱い力。君は決して弱くないめちゃ強だ。
強い力_原子核を形作る力
電子もよく見れば波のように振る舞う。電磁場も粒子のように扱うと光量子仮説が説明できる。では、重力や電磁気力では説明できない陽子と中性子がくっつく説明をするために、そういった力が働く場があるのではないかと考えた人がいて、電磁場であれば光子に相当するものを湯川博士は中間子と予言した。
中間子は原子核よりも小さな範囲で寿命を終える。質量があればそれが可能になる。この強い力は核力とも呼ばれる。磁気でも電気でも重力でもなく、質量を持ち、寿命により原子核程度の大きさの範囲でのみ働く力だ。
弱い力_左巻きにのみ作用する力
コバルト60のβ崩壊のテストは、中性子から出てくる電子の方向が隔たっていることを示した。つまり、何かが電子の飛び出す向きを決めている。
この方向を選ぶ作用を、弱い力と呼ぶらしい。
物の左と右を区別しない状態を、パリティーは保存されている、とか表現するようなんだが、β崩壊を起こす弱い力はこのパリティーを壊している。
質量の生まれる瞬間
ところで、質量を持たない素粒子は右と左の区別がつく。
光の速さで移動できる、回る素粒子のその回転方向を、光の速さ以下の速度の観測者が追い越すことは出来ないから、絶対に片側からの回転方向しか見えないからだ。
粒子が光速を出せない場合は、つまり質量がある場合は、観察者が粒子を追い越せるために、右と左のどちらも見方によっては確認できるし、二つともその物質の特性だよ！といえる。ほんまかいな。
現実の電子は質量を持っている。質量を持たない素粒子。質量が生まれる瞬間として、こんなストーリーを考えるとしっくりこないだろうか。
質量を持たない素粒子2種類が右と左の性質を別に持ち、それらが絡み合った結果、我々には一つの塊にしか見えない質量を持った電子が形作られるという具合だ。
つまり、本題である質量が生まれる瞬間というのは、この本来質量を持たない左右の区別がつく素粒子が、ペアを選んで絡み合って、左右の区別がつかない状態になる瞬間のことを言うらしい。
低エネルギーの時、粒子はスピンの和が0になるようにペアを組み、ペアを組めなかった粒子は同じ方向を向くようになる。
素粒子には二種類あって、その一つのボース粒子はお互いに同じ向きになりたがるという性質があり、特に熱の影響のない低温状態では、低いエネルギーに落ち着きたくて向きを揃え合うボース粒子が、さらに多くのボース粒子を同じ向きにさせる。
もう一つにフェルミ粒子がある。こちらはフェルミ粒子同士のペアを作ることでボース粒子と同じ振る舞いをする。南部理論によればこのペアは、陽子、中性子とそれらの反粒子で良いらしい。
つまり、ボース粒子あるいはフェルミ粒子のそういったペアがあれば、どんどんエネルギー最低の状態に進んで、やがて全ての粒子が一つの量子状態に落ち着く。
例えば中身がギッチリ詰まってツルツルになりエネルギーが簡単に取り出せない状態になる。この状態になる収縮作用を、ボースアインシュタイン凝縮と呼ぶようだ。
そしてその結果ギチギチツルツルになった空間を量子力学では真空と呼ぶ。
みかん。
間違ってたらすいません。大量に間違ってると思います。
ヒント
何かに引っかかるとき、抵抗されるとき、左右どちらともつかない状態になり、質量が生まれる。
何かにからめとられて、あるいはその波が気になって、その動きを止めたとき、翼が生えたり、無味無臭のスベスベ肌が汗臭くなったり、人間が触れられるほどに抽出(投影)されたり？ 人が動いた空気を感じたり、音がしたり、記憶が思い起こされたり、
人間の感情を混ぜてとなると、気にならなかった世界が気になり始めるという予兆、予感、それ生まれる瞬間への警戒や期待といった私の描きたいものに使える。
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