※ピンク色の太い線の部分が“LP光子が集積したひも”に相当しています。
|
このW−ボソンは、「<80GeV」ほどの質量を持っています。
一方、W−を構成すると考えられる、1つの電子と1つの反電子ニュートリノの静止質量(電子の質量( <0.5MeV)、反電子ニュートリノの質量(<2.5eV))を足しあわせただけでは、W−の質量( <80Gev)に、とても足りません。
しかも、「LP光子の集積したひも」自体が質量(重力子の放出源として働き続ける能力)を持つとも考えにくいです。
したがって、この不足分を補うものは、すでに述べたように、1つの電子と1つの反電子ニュートリノの外部運動エネルギーであると考えられます。
「LP光子の集積したひも」を切断するためには、それほど大きな、外部運動エネルギーが必要だということになります。
この説明は、次の記述と調和しています。
じつはW粒子は、それがこの世から消えるときに変化する物質というかたちでしか目撃されていない。
(p.268『なぜE=mc2なのか?』 ブライアン・コックス&ジェフ・フォーショー柴田裕之訳 紀伊国屋書店)
|
そもそも、LP光子を介する“原始的な力”は、クォークやレプトンの中のプレオン∴を閉じ込めるほど強力なものでした。
それほど強力な、LP光子を介する“原始的な力”をふりきって“速やかに”分解されて生じる「電子と反電子ニュートリノ」という形でしか、例えば、W−ボソン(W粒子の例)が観測されていないことは、何を意味しているのでしょうか?
※もう一度、引用します。
じつはW粒子は、それがこの世から消えるときに変化する物質とというかたちでしか目撃されていない。
(p.268『なぜE=mc2なのか?』 ブライアン・コックス&ジェフ・フォーショー柴田裕之訳 紀伊国屋書店)
|
このことは、「電子と反ニュートリノへと分解されない限り、人間には、W−ボソンを観測できない」ということを意味しているのです。
すなわち、 「たまたま、速やかに電子と反電子ニュートリノに分解できるほどに“成長したW−ボソン”」だけに限って、(分解されて生じた電子と反電子ニュートリノとして)観測されていただけの話だったのです。
この説明は、そもそも「仮想粒子は観測できない」ということとも調和しています。
すなわち、仮想粒子の一種であるW−ボソンは、W−ボソンであり続ける限り、本来は、決して観測されるはずのないものなのです。
つまり、「W−ボソンは、分解されてはじめて観測できるもの」(分解されない限り観測されないもの)なのです。
W−ボソンを構成する電子や反電子ニュートリノの外部運動エネルギーが、(少なくとも“80GeV”以上の)ある閾値をこえてはじめて、「LP光子の集積したひも」が切れて、W−ボソンは、電子と反電子ニュートリノに分解すると考えられます。そして、それらの分解した電子と反電子ニュートリノの外部運動エネルギーの合計の観測データが80GeVであったからこそ、「約80GeVの質量エネルギーをつ持つW−ボソンが観測された」と見なされてきたのだと考えられます。
すなわち、分解された電子と反電子ニュートリノの観測をもって、「W−ボソンの観測」と見なしてきただけであって、そのときの質量エネルギー(主に『電子と反電子ニュートリノ』の外部運動エネルギー)の観測をもって、W−ボソンの質量エネルギーと見なしてきたのだと考えられます。
以上のような説明により、(超強力な「LP光子を介する“原始的な力”」で支えられて生じている)“弱い力(弱い相互作用)”が、これほど“弱い”のはなぜか(なぜ、弱いと見なされているのか)を理解できます。
“弱い力(弱い相互作用)”が、これほど“弱い理由は、W−ボソンの観測頻度(=分解の発生頻度)が低いからです。
なぜ、観測頻度(=分解の発生頻度)が低いのでしょうか?
それは、“電子と反電子ニュートリノ”がの運動エネルギーが“およそ80GeV”という閾値をこえて、「LP光子の集積したひも」を切断することが稀だからです。
なぜ、稀なのでしょうか?
「LP光子を介する“原始的な力”」がそれほど強いからです。
つまり、「LP光子を介する“原始的な力”」がそれほど強いからこそ、(切断(分解)頻度が低くくなる結果)“弱い力(弱い相互作用)”が“弱く見える”のです。
実際は、LP光子を介する“原始的な力”は、(電磁気力よりも)非常に強いものです。
したがって、“LP光子の放出頻度”は、(電磁気力を生じる仮想光子の放出頻度よりも)非常に大きいはずです。
そして、“電子と反電子ニュートリノの分解”に達しないような(約80GeVに達しない質量エネルギー(=運動エネルギー)を持つ)、W−ボソンの生成&消滅も、高頻度で起きているはずです。
しかし、それは、まさに、仮想粒子であるがゆえに、分解されない限り観測されません。
(すなわち、W−ボソン(仮想粒子)は、W−ボソン(仮想粒子)であり続ける限り観測されません)
W−ボソンが観測されるのは、80GeVほどの大きな質量エネルギー(=主に『電子と反電子ニュートリノ』の外部運動エネルギー)に達して分解されるほど成長したものだけですので、稀なことです。
つまり、W−ボソン(仮想粒子)の放出頻度が大いのに対して、W−ボソンの観測頻度(=“電子と反電子ニュートリノの分解”に達するような、80GeVほどの大きな質量エネルギーを持つ“成長したW−ボソン”の放出頻度)が非常に小さくなります。
その結果、このW−ボソンを介する“弱い相互作用”は、(実際はとても「強い」力に支えられて生じているのに)「弱い」と見なされてしまうことになってしまうのです。
このW−ボソンを介する“弱い相互作用”は、実際は、(クォークや電子の中にプレオン∴を閉じ込めるほど)非常に強力な力、すなわち、LP光子を介する“原始的な力”によって生じています。
すなわち、弱い力(弱い相互作用)は、決して“弱い力”(文字通りの意味の“弱い力”である)によって引き起こされているものではなく、LP光子を介する、非常に強い力(文字通りの意味の“非常に強い力”である)、すなわち、“原始的な力”によって2次的に引き起こされているのです。
こういった事情は、陽子や中性子を結びつける中間子を介する力(相互作用)は、実質的には、グルーオンを介する強い相互作用(すなわち、クォークを閉じ込めるほど“強い力”)によって引き起こされている2次的な力であると見なせることと似ています。
1次的な力
|
2次的な力
|
グルーオンを介する強い力
|
中間子を介する
陽子や中性子を結びつける力
|
すなわち、“弱い力(弱い相互作用)”は、実質的に、LP光子を介する非常に強い相互作用(すなわち、プレオン∴を閉じ込めるほど“超強力な力”、すなわち、“原始的な力”)によって引き起こされている2次的な力であると見なすことができるのです。
1次的な力
|
2次的な力
|
“LP光子を介する原始的な力”
|
ウィークボソンを介する 弱い力
|
つまり、中間子とウィークボソンには、ともに“2次的な力として生まれている”という意味で似ているのです。
また、「π+、π−、π0、K+、K0、η…」のような多様な中間子(メソン)を、グルーオンによって統一的に説明できるように、「W+、W−、Z0(e+-e−、u+-u−、d+-d−…)」のような多様なウイークボソンをLP光子によって統一的に説明できるという意味でも似ています。
(このことに気づくと、多様なウィークボソンを、LP光子によって統一的に説明するというのは、自然(nature)と調和している考えであるように思われてきます)
※なお、中間子とウィークボソンが似ているという考えは、次の記述とも調和していると思われます。
湯川は、自然における到達距離の短い力が重い粒子の交換で説明できる、と考えた最初の人物である。実のところ、弱い力を伝えるものとして何年かのちにW粒子が提案されたのも、その着想のもととなったのは、湯川の中間子仮説であった。
(p.114『アインシュタインを超える』 M・カク、J・トレイナー[著] 久志本克己[訳] 広瀬立成〔監修〕 講談社ブルーバックス)
|
その似ている様子は、次の幾何的モデルからも読み取れます。