18《磁極の間に働く“引力と斥力”》


　磁極の間に働く磁力にも、（電荷の間に働くクーロン力と同様に）引力と斥力があります。

　プラス電荷とマイナス電荷が近くにある場合、引力が働く（引き合う方向に力が働く）一方で、プラスどうしの電荷が近くにある場合（orマイナスどうしの電荷が近くにある場合）斥力が働きます。

　この「どのようなしくみにで磁力に引力と斥力が存在するのか」について以下で説明します。


　中心に、例えば、N極がある場合を考えます。
　下図が、N極（仮想的な“点磁極”）が中心にある様子を示す幾何的モデルです。

※この図は、中心にN極（仮想的な“点磁極”）があるときのモデルです。 　原始ヒッグス場ユニット（PHU）の“4面体”の変形（つぶれ＝ピンクの部分）が大きいほど、「元の立方体」は、より小さくなっていることが示されています。 　同心円は、厚さ2LP［m］の球殻を示しています。 　当然、実際、原始ヒッグス場ユニットの“4面体”の変形は、3Dの空間全体にわたってまんべんなく存在する一方で、変形の存続時間も、それぞれの球殻で異なります。 ※ただし、「マクスウェルの4つの方程式」の中の1つによって示されているように、モノポールは実在しないと考えられますので、“点磁極”は、あくまで仮想的なものです。 　なお、例えば、仮想的な磁極の幾何的モデルの“右半分”だけに注目すれば、それは、下のような磁石のN極の先に生じる磁場と、ほぼ等しいとみなすことができます。 　　　　　 ※ふつうの仮想光子を介する力のみを考えています。 　後で説明する、プレオン同士を結びつける力、LP光子を介する作用は、ここでは考えていません。以下同様です。

1.周囲にS極の“点磁極”を持ってきた場合

※以下、“4面体”は、原始ヒッグス場ユニット（PHU）の“4面体”のことであるとします。 　N極とS極の間の時空（ブルーの線で囲った領域）では、「N極の“点磁極”による“4面体”の変形（＝プランクスケール磁場）」と、 「S極の“点磁極”による“4面体”の変形（＝プランクスケール磁場）」が、同じ方向を向いています。 　すなわち、ここには、プランクスケール磁場の加算（増幅）があることになります。 ※一方、N極とS極の間の反対側にある外側の時空（オレンジ色の線で囲った領域）では、「N極の“点磁極”による“4面体”の変形（＝プランクスケール磁場）」と、「S極の“点磁極”による“4面体”の変形（＝プランクスケール磁場）」が、互いに逆を向いています。 　よって、ここでは、プランクスケール磁場のキャンセルが生じることになります。

　N極とS極の“点磁極”の間の時空では、“4面体”の変形が“足し合わさる”（増幅する、増加する…）だけであるの対し、“点磁極”の外側の時空では、“4面体”の変形が“キャンセルされます。
　その結果、N極とS極の“点磁極”の間の“原始ヒッグス場抵抗”が減少する一方、“点磁極”の外側の“原始ヒッグス場抵抗”は増加します。
　その“原始ヒッグス場抵抗”の総和にしたがって、S極の“点磁極”は、N極の“点磁極”に近づくように運動します。
　この結果、N極とS極の“点磁極”の間には、引力が生じるように観測されるのです。

　つまり、S極とN極の“点磁極”が作る「原始ヒッグス場抵抗の減少分」（＆「原始ヒッグス場抵抗の増加分」）の総和にしたがって運動することが、磁力における引力の正体だということになります。

※なお、重力の場合は、2つの質点の間の時空であっても、2つの質点の外側の時空であっても、原始ヒッグス場ユニットの変形は、どちらも加算する（足し合わさる）一方です。



2.周囲にN極の“点磁極”を持ってきた場合

ここに、N極2の仮想的な“点磁極”を持ってくると──
↓

※N極1と、N極2の間の時空（ブルーの線で囲った領域）では、「N極1による“4面体”の変形（＝プランクスケール磁場）」と、「N極2による“4面体”の変形（＝プランクスケール磁場）」が、互いに逆を向いています。 　よって、ここでは、プランクスケール磁場のキャンセルが生じます。 　一方、N極1とN極2の間の反対側にある外側の時空（オレンジ色の線で囲った領域）では、「N極1のによる“4面体”の変形（＝プランクスケール磁場）」と、「N極2による“4面体”の変形（＝プランクスケール磁場）」が、同じ方向を向いています。 　よって、ここに、プランクスケール磁場の加算（増幅）があることになります。

　N極1とN極2の間の時空では、N極1とN極2の外側の時空では、“4面体”の変形が“加算する”（足し合わさる、増加する…）のに対して、“4面体”の変形がキャンセルされます。
　その結果、N1極とN2極の“点磁極”の間の“原始ヒッグス場抵抗”が増加する一方、“点磁極”の外側の“原始ヒッグス場抵抗”は減少します。
　その“原始ヒッグス場抵抗”の総和にしたがって、N2極の“点磁極”は、N2極の“点磁極”から遠ざかるように運動します。
　この結果、N極1とN極2の“点磁極”の間には、斥力が生じるように観測されるのです。

　つまり、N極1とN2極の“点磁極”が作る「原始ヒッグス場抵抗の減少分」（＆「原始ヒッグス場抵抗の増加分」）の総和にしたがって運動することが、磁力における斥力の正体でもあるということになります。


※やはり、重力の場合は、2つの質点の、間の時空でも、外側の時空でも、原始ヒッグス場ユニットの変形は、どちらも加算する（足し合わさる）一方であることと対照的です

　つまり、磁極の間に働く“斥力”も“引力”も、結局は、「原始ヒッグス場抵抗」に従って磁極が移動する結果（＝“原始ヒッグス場抵抗”がより小さい方へより小さい方へと移動しやすいという傾向”にしたがって磁極が移動する結果）、そこに生じているように見える力にすぎないことになります。



　なお、現実には、“点磁極”は実在しません（モノポールは実在しません）。
　（成果2　3《磁極の起源、および“電子のスピン”》）

　よって、以下で、現実的な“棒磁石”の場合を考えていきます。

　永久磁石、電子、電磁石はどれも“棒磁石”と見なせて、いずれも、N極とS極の両方を持つことが共通しています。
　この棒磁石のモデルを図示すると次のようになります。

　例えば、この磁石が2つ並ぶ場合、どうなるでしょうか？
　大きく3つのパターンが考えられます。
　1.棒磁石が単純に引き合う場合

※N極とS極の間の時空（ブルーの線で囲った領域）では、「N極の“点磁極”による“4面体”の変形（＝プランクスケール磁場）」と、「S極の“点磁極”による“4面体”の変形（＝プランクスケール磁場）」が、同じ方向を向いています。 　すなわち、ここには、プランクスケール磁場の加算（増幅）があることになります。 　その結果、N極とS極の“点磁極”の間の“原始ヒッグス場抵抗”が減少します。 　その“原始ヒッグス場抵抗”の総和にしたがって、S極とN極は互いに近づくように運動します。 　この結果、N極とS極のの間には、引力が生じるように観測されます。

　2.棒磁石が単純に離れ合う場合

※N極1と、N極2の間の時空（ブルーの線で囲った領域）では、「N極1による“4面体”の変形（＝プランクスケール磁場）」と、「N極2による“4面体”の変形（＝プランクスケール磁場）」が、互いに逆を向いています。 　よって、ここでは、プランクスケール磁場のキャンセルが生じます。 　その結果、N極とS極の“点磁極”の間の“原始ヒッグス場抵抗”が増加します。 　その“原始ヒッグス場抵抗”の総和にしたがって、S極とN極は互いに遠ざかるように運動します。 　この結果、N極とS極のの間には、斥力が生じるように観測されます。

　3.棒磁石が回転する場合

※例えば、左側の棒磁石を完全に固定し、右側の棒磁石を中心だけを固定して回転できるようにすると、右側の棒磁石は、回転するでしょう。 　それは、S極とS極の間の時空では、プランクスケール磁場のキャンセルが生じるので、斥力が働くことと、N極とS極の間の時空では、プランクスケール磁場の加算（増幅）が生じるので、引力が働くことが、組み合わさって生じる運動です。 　これは、“コンパス（方位磁石）の動き”であり、“磁気モーメント”の運動の一種です。

　もっと、厳密に見てみましょう。
　棒磁石において生じている磁極の起源は、棒磁石の中に存在する“電荷の運動”です。
　　（成果2　3《磁極の起源、および“電子のスピン”》）

　もし、2つのマイナス電荷が軌道運動せずに、近くに存在しているだけなら、それら2つのマイナス電荷の間に斥力が生じるだけです。
　しかし、2つのマイナス電荷に、“軌道運動”という要素が加わるだけで、磁極が生まれ、斥力や引力を生じうるようになります。
（なお、“軌道運動”という要素が加わるだけで磁極が生まれ、斥力や引力を生じうるようになることは、2つのプラス電荷の間においても同様に成り立ちます）　

　このことから、電荷の運動のしかたが、磁極の生じ方を決めるキーポイントであることがわかります。

　以下では、磁力の引力＆斥力が生じる詳しいしくみについて、『「マイナス電荷（の中の左巻き素スピノル）の軌道運動」がどのように磁極を生じるか』にしぼって説明していきます。
　（なお、「プラス電荷（の中の右巻き素スピノル）の軌道運動」がどのように磁極を生じるかについても、同様に説明できます）


　まず、マイナス電荷（の中の左巻き素スピノル）の軌道運動（上から下へ）にともなって、「どのように原始ヒッグス場ユニットが変形し、プランクスケール磁場が生じるか」は、下図のように示されます。

※マイナス電荷の軌道運動の方向は、両方とも“上から下”なのに、原始ヒッグス場ユニットとの位置関係が違うだけで、生じるプランクスケール磁場は、180度向きが逆になっているのが読みとれます。 ※図のように、「“共転回のペア”と“運動のベクトル”を含む平面（紫の長方形で示される平面）の中で、電荷の軌道運動の方向と同じになるような向きの共転回」が生じます。（19《アンペール-マクスウェルの法則、ファラデーの法則》） ※電荷の軌道運動がある場合、2回の180度の共転回の向きが同じになる結果、（プランクスケール電場は打ち消されるのに対して）、プランクスケール磁場が持続します。（15《仮想光子による電場や磁場の創発》）

　今度は、逆に、下から上へのマイナス電荷（の中の左巻き素スピノル）の運動にともなって、「どのように原始ヒッグス場ユニットが変形し、プランクスケール磁場が生じるか」は、下図のように示されます。

※やはり、軌道運動の方向は、両方とも“下から上”なのに、原始ヒッグス場ユニットとの位置関係が違うだけで、生じるプランクスケール磁場は、180度向きが逆になっていることが読みとれます。 ※やはり、図のように、「“共転回のペア”と“運動のベクトル”を含む平面（紫の長方形で示される平面）の中で、電荷の軌道運動の方向と同じになるような向きの共転回」が生じます。（19《アンペール-マクスウェルの法則、ファラデーの法則》）

　以上の、マイナス電荷の上下方向の軌道運動に伴う（共転回のペアが作るベクトルの向きが水平となる）4種類のプランクスケール磁場の生じ方の要点を整理すると次のようになります。

※マイナス電荷の上下方向の軌道運動に伴って、4種類のプランクスケール磁場の生じ方があることが示されています。 　なお、生じるプランクスケール磁場は、2種類だけです。

　ここで、もし、「マイナス電荷の軌道運動」が、ある“回路”の中での運動だとすればどうなるでしょうか？
　この回路における「マイナス電荷の軌道運動」は、“時計回りと、反時計周り”の2通り考えられます。
　まず、1つめとして、下図のような「マイナス電荷の軌道運動」が“反時計周り”の回路の場合（なお、電流は時計回りの場合である）を考えると次のようになります。

※電流の向きと、マイナス電荷の軌道運動の向きは、逆です。 　アンペールの法則に従うように、マクロの磁場が創発しています。

　このようなマクロ磁場が生じるのは、「4つのタイプのプランクスケール磁場」の生成の中で、次の（ピンクの○で囲ってある）2つのタイプの「プランクスケール磁場」の生成が相対的に優位なるからです。

※ピンクで囲ってあるプランクスケール磁場が優位になる結果、その総和として、アンペールの法則で説明されるマクロ磁場が生じていることがわかります。 ※「軌道運動による相対的な優位性」が、磁場を生むのだという説明は、特殊相対性理論による説明と、調和しています。

　次に、2つめとして、下図のような、「マイナス電荷の軌道運動」が“時計周り”の回路（なお、電流は反時計回りである）を考えると次のようになります。

※今回の「電流の向き、マイナス電荷の軌道運動の向き、およびマクロの磁場の向き」は、すべて、前回とは逆になっています。 　やはり、アンペールの法則に従うように、マクロの磁場が創発しています。

　このようなマクロ磁場が生じるのは、「4つのタイプのプランクスケール磁場」の生成の中で、次の（ピンクの○で囲ってある）2つのタイプの「プランクスケール磁場」の生成が相対的に優位なるからです。

※ピンクで囲ってあるプランクスケール磁場が優位になる結果、その総和として、アンペールの法則で説明されるマクロ磁場が生じていることがわかります。

　このように「マイナス電荷が軌道運動すること」には、「2回の180度の共転回の向きが同じになる結果、（プランクスケール電場は打ち消されるのに対して）、プランクスケール磁場が持続させる」ことの他に、「優位になるプランクスケール磁場を“どちらか一方に絞り込む”」という意味があります。

　このような「マイナス電荷の時計回り（or反時計回り）の軌道運動」を通じて、マクロ磁場が創発するのです。

※このようなしくみが、「同じマイナス電荷が互いに静止していれば、斥力のみが生じるのに、その運動のしかたの違いだけで、斥力のみならず引力が生じるようになる理由」を説明するカギなのです。



　このような「マイナス電荷の時計回り（or反時計回り）の軌道運動」が、棒磁石の中にあるものです。

　以上をふまえて、次のような、N極とS極がある棒磁石のモデルを、もう一度見つめ直してみます。

　1.棒磁石が単純に引き合う場合

※2つの棒磁石が上図のような配置の場合、2つの棒磁石の中にある、「マイナス電荷の軌道運動」の回転方向が互いに等しいことがわかります。それは、「4つのタイプのプランクスケール磁場」の生成の中で2つだけが優位となることを意味しています。 　その結果、プランクスケール磁場の加算（増幅）が生じ、“原始ヒッグス場抵抗”の増加、すなわち、引力が生じます。 ※なお、原始ヒッグス場ユニットの変形”の加算（増幅）が生じるということは、単に、「静止しているマイナス電荷同士の間の電磁場の状態」から離れることをも意味しています。すなわち、このプランクスケール磁場の加算（増幅）の効果は、「静止しているマイナス電荷が存在するのと同じ状態」から離れるという意味でも“引力”が生じることを意味します。

　2.棒磁石が単純に離れ合う場合

※2つの棒磁石が上図のような配置の場合、2つの棒磁石の中にある、「マイナス電荷の軌道運動」の回転方向が互いに逆向きであることがわかります。それは、「4つのタイプのプランクスケール磁場」の生成の中で優位なものがなくなることを意味しています。 　その結果、プランクスケール磁場のキャンセルが生じ、“原始ヒッグス場抵抗”の減少、すなわち、斥力が生じます。 ※なお、原始ヒッグス場ユニットの変形”のキャンセルが生じるということは、単に、「相対的に運動していないマイナス電荷同士の間の電磁場の状態」に近づくことをも意味しています。すなわち、このプランクスケール磁場のキャンセルの効果は、「静止しているマイナス電荷が存在するのと同じ状態」に近づくという意味でも“斥力”が生じることを意味します。

　つまり、「マイナス電荷の時計回り（or反時計回り）の軌道運動」が等しい向きの2つの棒磁石の間には引力が生じ、互いに逆向きの2つの棒磁石の間には斥力が働くことになります。

※なお、棒磁石が回転する場合は、「マイナス電荷の時計回り（or反時計回り）の軌道運動」の向きをそろえるような運動ということになります。

　マイナス電荷の軌道運動する方向が同じであるということが増幅効果をもたらし、マイナス電荷の軌道運動する方向が逆であることがキャンセル効果をもたらすことは、磁力の起源が電荷の運動であることを反映しているのです。

　よって、以上より、「磁極の間の加算」と「磁極の外側のキャンセル」の効果がトータルされて生じる「原始ヒッグス場抵抗」に従って磁極が軌道運動する結果、N極とS極の間には引力が生じるように見えるのは、結局は、「マイナス電荷の軌道運動」が原因であることがわかる。


　以上より、磁極の間で引力や斥力が生じる理由は、次の2つに要約できます。

※なお、磁性を持たない物質が、磁極が作る“原始ヒッグス場抵抗”の減少した部分に引かれない理由は、一見、磁性を持たないように見えるほとんどの物質は、磁性を持っている電子、陽子、中性子で構成されており、これらの磁性が、打ち消し合っているからだと説明できます。つまり、磁性を持たないように見えるほとんどの物質は、引力と斥力が釣り合う結果、磁極が作る“原始ヒッグス場抵抗”の減少した部分に引かれなくなるのです。
　やはり、この説明だと、磁性をもたないニュートリノが、磁極が作る“原始ヒッグス場抵抗”の減少した部分に引かれる可能性が残されることになります。弱い力しか働かないとされてきたニュートリノにてついて、もし、磁場が作用することが観測されたとすれば、それは素スピノル物理学パラダイムを支持する結果だと思います。詳細な検討は、今後の課題です。




　素スピノル物理学パラダイムは、このように、磁力において引力や斥力が生ずるしくみを説明します。

　素スピノル物理学パラダイムは、次の結論に至ります。

　結論1-18.1　静電気力と磁力の“引力＆斥力”も、「仮想光子＆変形した“4面体”の総和」として創発する電磁場を介して生じる力、すなわち、「“原始ヒッグス場抵抗”の減少や増加の所産」によって、そこに生じているように見える力として、統一できる。


　つまり、電磁気力はすべて、「仮想光子＆変形した“4面体”の総和」として創発する電磁場を介する力であり、結局は、電荷や磁荷を持つ物体が“原始ヒッグス場抵抗”がより小さい方へより小さい方へと進みやすいという傾向”によって、そこに生じているように見える力なのです。



　一方、重力は、「重力子＆縮みきり“4角形”」の総和として創発する重力場を介する力であり、結局は、質量を持つ物体が、“原始ヒッグス場抵抗”がより小さい方へより小さい方へと進みやすいという傾向”によって、そこに生じているように見える力でした。


　したがって、素スピノル物理学パラダイムは、次の結論にも至ります。

　結論1-18.2　電磁気力（静電気力＆磁力）と重力は、ともに、「“原始ヒッグス場抵抗”の変化の所産」によって、そこに生じているように見える力として、統一できる。


　ここで示した、電磁気力（静電気力＆重力）と重力の統一は、幾何的モデル上の統一です。

　すなわち、今回は、幾何的モデルをともなったものとして、（“引力や斥力”についての説明も含めて）電磁気力と重力を統一できることを示せたということです。
　この成果も、アインシュタインが晩年に探究した「電磁気力と重力の両方を幾何で説明する」 という目標の達成のために貢献できるヒントになると思います。

※なお、数式上の電磁気力と重力の統一は、すでに示しました。
　（16《静電気力と磁力（電荷と磁極のクーロンの法則）および、重力と電磁気力の統合》）


※以上の幾何的モデルによる統一の説明は、場を媒介にして力が伝えられるという考え方（ファラデー＆マクスウェルの持っていた考え方、および、アインシュタインの相対性理論における考え方）と調和しています。
　素スピノル物理学パラダイムは、質量や電荷や磁極が、原始ヒッグス場ユニットという場との相互作用を介することによって、他の質量や電荷や磁極に“見かけ上の力”を与えます。
　したがって、この幾何的モデルによる統一は、重力が“重力子の交換”によっては生じていないこと、電磁気力が“（仮想）光子の交換”によっては生じていないことを示しています。
　実際、「重力子や仮想光子を、与えたり受けとったりする」という“キャッチボール”を直接、無限遠方にある質量や電荷＆磁極を相手にして行なうのは、至難の業だと思います。
　キャッチボール（湯川型の相互作用）による力の媒介は、あくまで、きわめて狭い範囲でのみ働く力（核力、強い力、弱い力…）限定で行なわれると考えるとすっきりすると思います。（成果2　13《1次的〜3次的な力》）