17《ヒッグス場ユニットとエネルギー──対生成と対消滅》


　5種類のヒッグス場ユニットは、それぞれ、エネルギーと深い関係を持っています。

ヒッグス場ユニット（＝ヒッグス場の構成単位）
1次ヒッグス場ユニット	2次ヒッグス場ユニット	3次ヒッグス場ユニット
原始ヒッグス場ユニット （PHU）	プレオン∴ヒッグス場ユニット （∴HU）	電子ヒッグス場ユニット （eHU）
		クォークヒッグス場ユニット （uHU、dHU）
		電子ニュートリノヒッグス場ユニット （νeHU）

※“正4面体”の状態が最もエネルギーが低くなっていることが図示されています。 ※「縮みきり“4角形”」の方は、これ以上エネルギーを蓄えられない限度がはっきりしているのに対して、“4角形”（四極子）の方は、さらにエネルギーを吸収して、バラバラになりうる（対生成しうる）ので、エネルギー密度が、より高くなることができます。 　この“ワインボトルの底”の形状を示す図は、まさに、素粒子物理学の標準模型のヒッグス機構に登場する図と調和しています。 ※この図は、一般化して示してあるものであり、この図のようなエネルギー的な関係は、すべてのヒッグス場ユニット、すなわち、5つのヒッグス場ユニットのすべておいて、おおよそ、あてはまりえます。 ※なお、上図における“エネルギー密度の大きさ”は、厳密なものではありません。詳細な検討は、今後の課題です。 ※なお、上図のヒッグス場ユニットの“正4面体”の図は、原始ヒッグス場ユニット（PHU）やプレオン∴ヒッグス場ユニットに相当する図です。

　なぜ、ヒッグス場ユニットは、“正4面体”のときにエネルギーが最低であるのでしょうか？
　以下に、原始ヒッグス場ユニット（PHU）を例にして、説明します。

素スピノル物理学パラダイムでは、ペンローズの“スピンネットワーク”の考え方を踏襲しており、素スピノルどうしは、ネットワークを作り、素スピノル同士が互いにリンクし合っていると考えます。 　すなわち、素スピノルの1つ1つが、“理想気体のように、まったくバラパラに存在している”ということはないと考えます。 　一方、現在の「地球の周辺の宇宙（時空）」は、どの方向においても、おおむね性質が均等ですので（おおよそ対称性が保たれていますので）、素スピノルが“びっしり整然と結びついて、たった1つの結晶構造を作っている”とも考えにくいです。 　したがって、次の仮説を立てるのは、無理のないことだと考えられます。 　仮説2-17.2　プランクスケールの時空を構成する“素スピノルのネットワーク”は、小さな“構成単位”（基本ユニット）をなして、それぞれがある場所に固定され続けると同時に、その場で自由に回転できる性質を持っており、その総和として、マクロの時空を創発する。 　この仮説によると、現在の宇宙に相当する素スピノルのネットワークは、少なくとも、“単原子分子を想定する理想気体”のようなものでも、“ダイヤモンドなどの結晶”のようなものでもないことになります。そして、しいて表現するなら、“個体の金属を構成する金属原子のようにある場所に固定されていると同時に、自由に向きを変えることができる”ようなものである、ということになります。 　時空が持ちうる、最も基本的な“分子に似たような構成単位（基本ユニット）”として、どのようなものが考えられるでしょうか？ 　この構成単位（基本ユニット）は、“（おおよそ対称性が保たれている）空間全体を満たす”ので、その構造は、原則として、正多面体構造に近いと考えられます。 　そして、正多面体から遠ざかるほど、マクロの時空にストレスがかがり（ひずみが加わり）、エネルギーが高くなると予想されます。 　正多面体構造は、5つあります。（正4面体、正6面体（立方体）、正8面体、正12面体、正20面体） 　これらの中で最もエネルギーが低いのはどれでしょうか？ 　それは、構成要素（頂点）の数が最少の正4面体です。 正4面体 正6面体 （立方体） 正8面体 正12面体 正20面体 構成要素（頂点）の数 4 8 6 20 12 （※正4面体が4つの構成要素（頂点）からなることは、例えば4つのビー玉を使っても確かめることができます） 　なぜなら、当然、構成要素（頂点）の数が多ければ多いほど、その分、エネルギーが大きくなるはずだからです。 　つまり、5つある正多面体構造の中で、最もシンプルな正4面体の構造が最もエネルギーが小さいのです。 ※なお、「時空の構成要素として可能性が高いのは、正6面体（立方体）、正8面体、正12面体、正20面体の方よりも、最もシンプルな正4面体の方である」と考えることは、シンプル一様化原理とも調和しています。 　正4面体が最もシンプルであることは、全く幾何学的な事実として、2つの線分“−”＆“−”は、それらをうまく配置させることによって、容易に（線分の両端を頂点とする）“4面体”を作ることができることからもわかります。 　一方、原始ヒッグス場ユニット（PHU）の“正4面体”は、やはり、“素スピノル”の組み合わせから創発するものです。 　化学の世界（水素原子2つがバラバラに存在するより、ペアを組み水素分子1つになった方がエネルギーが低くなる等）から類推されるように、素スピノルは、単独でバラバラに存在するよりも、“素スピノルのペア・・”を作って存在した方が、エネルギーレベルが低くなると考えられます。すなわち、“素スピノルのペア・・は、離れれば離れるほど、エネルギーレベルが高くなると考えられます。 　さらに、1つの“素スピノルのペア・・”と1つの“素スピノルのペア・・”どうしは、それぞれ単独でバラバラに存在するよりも、“・・＆・・”のように組み合わさった方がさらにエネルギーレベルが低くなると考えられます。すなわち、“正4面体”の中の「“素スピノルのペア・・”×2」は、“素スピノルのペア・・”と“素スピノルのペア・・”の間の距離が離れれば離れるほど、エネルギーレベルが高くなると考えられます。 　つまり、素スピノル4つは、バラバラに存在せず、“正4面体”を構成している場合、エネルギーが最も小さいのです。 　一方、“正4面体”は、つぶれる方向に変形すればするほど、正多面体の状態から遠ざかると同時に、ひずみ（ストレス）が高まるので、エネルギーが高くなると考えられます。 　つまり、“正4面体”は、まったくつぶれていない方が、エネルギーが最も小さいのです。 　以上のことは、分離する方向でも、つぶれる方向でも、“正4面体”の構造から離れれば離れるほど、エネルギーレベルが高くなることを意味しています。 　このことは、次の仮説と調和しています。 　仮説2-17.1　ヒッグス場ユニットは、“正4面体”のときにエネルギーが最低となり、変形することによってエネルギーを蓄えることができる。そのときのエネルギー密度の変化の様子は、下図のようになっている。 　※より厳密な説明は、今後の課題です。

　このような「“正4面体”のときに最もエネルギーが低い」という説明は、他のヒッグス場ユニットにも、おおよぞ同様にあてはまります。



※少なくとも「（最も単純な正多面体である）“正4面体”のときに最もエネルギーが低い」ことや“フラクタル相似の原理”は、他の4種類のヒッグス場ユニットについても“4面体”が構成単位として、ふさわしいことを支持しています。

※なお、原始ヒッグス場ユニットの場合、さらに
　“4面体”は、「縮みきり“4角形”」に変形することにより、“重力子”（スピン2）を伝えることを説明できること（成果1）
　“4面体”が途中まで変形することで、光子（スピン1）を伝えることを説明できること
　が、成果1からすでに登場してきている“原始ヒッグス場ユニット（PHU）”と呼ぶところの、4つの素スピノルからなる下図のような“4面体”が、構成単位としてふさわしいことを支持しています。

原始ヒッグス場ユニット PHU（＝Primordial Higgs（field）Unit）

　ヒッグス場ユニット（および、その総和であるヒッグス場）とエネルギーの間には、やはり、きってもきれない関係があります。

「縮みきり“4角形”」		“正4面体”		“4角形”（四極子）
	エネルギーの放出 → ← エネルギーの吸収		エネルギーの放出 ← → エネルギーの吸収
※上下方向に縮まることによってエネルギーが蓄えられています。		※凝縮のペア（黒い線で結ばれる）が、2つ組み合わさってできています。 ※最もエネルギーが低い状態に相当しています。		※四極子になることでエネルギーを蓄えています。 ※各粒子間の距離（黒＆赤）を保ちながら、ねじれることで“4面体”に至ることができます。

※ヒッグス場ユニットの構造の変化に応じて、エネルギーを蓄えたり、放出したりしています。。

　以下では、特に、対生成と対消滅について、より詳しく説明していきます。

　従来の物理学パラダイムでは、「真空は、エネルギーを得ると、粒子と反粒子のペアを対生成し、逆に対消滅する際は、光子（γ線）という形で、エネルギーを放出する」と説明してきました。
　そのことは、“真空”とは、完全な無ではなく、真空には“何か”が存在し続けることを示唆しています。

　その“何か”とは何でしょうか？
　素スピノル物理学パラダイムによると、その“何か”とは、「各種の最もエネルギーが低いヒッグス場ユニットの“正4面体”」です。
　それは、真空とは、“エネルギーが最低の状態である”と定義されていることと調和しています。

※ただし、「各種の最もエネルギーが低いヒッグス場ユニットの“正4面体”」でも、質量を持ちえます。
　（21《各種のヒッグス場と質量の関係》）
　例えば、プレオン∴ヒッグス場ユニットの“4面体”は、ダークマターを担うと考えられます。（成果5　11《ダークマター》）



　真空から“粒子と反粒子のペア”の対生成する過程は、まさに、“4面体”から“4角形”（四極子）へと変形する過程を経て達成されます。

　つまり、“4面体”←→“4角形”（四極子）の相互に変化する過程（緑で囲った部分に相当）は、対生成や対消滅の過程の一部に相当するのです。
　その「対生成や対消滅の過程の一部」を、図示すると次のようになります。

“4面体”		“4角形”（四極子）
	“対生成の過程” の一部 → ← “対消滅の過程” の一部
※対生成の前の状態でもありえますし、 対消滅の後の状態でもありえます。		※対生成に近づく途中の状態でもありえますし、対消滅に至る前の状態でもありえます。

※“4角形”（四極子）の状態を経て、粒子・反粒子が完全にバラバラになってはじめて対生成が完結すると言えるので、あくまで“過程の一部”であり、対生成、対消滅のすべての過程ではありません。 ※原始ヒッグス場ユニット、プレオン∴ヒッグス場ユニット、電子ヒッグス場ユニット、クォークヒッグス場ユニット、ニュートリノヒッグス場ユニットいずれも共通です。 ※“4角形”（四極子）から“4面体”への変化は、時空の相転移 or “自発的対称性の破れ”の一部にも相当しえます。 　　（対消滅は、時空の相転移 or “自発的対称性の破れ”の一部に相当しえます） ※「対消滅する際は、光子（γ線）という形で、エネルギーを放出する」ということについては、従来の物理学パラダイムでは「光子がエネルギーを持ち去る」と説明しています。 　しかし、素スピノル物理学パラダイムは、単に、ポテンシャルエネルギーを利用して対消滅が起きているだけで、その際の「電荷の加速」によって、光子が放出されていると説明します。（この光子は、エネルギー非保存の所産ということになります）

　ヒッグス場ユニット（および、その総和であるヒッグス場）とエネルギーの関係から、対生成＆対消滅以外にも、さまざまなことを説明するためのヒントを得ることができます。

　　ヒッグス場の上をエネルギーが伝わる過程として、重力子や光子が創発すること。（成果1）
　　重力子や光子によってエネルギーを蓄えたヒッグス場ユニットの総和として、重力場や電磁場（重力波や電磁波）が創発すること。（成果1）
　　「L_P光子の集積したひも」「グルーオンの集積したひも」が創発すること（8《プレオン∴の閉じ込め》、9《強い力の漸近自由》）

　　粒子（電子、クォーク、ニュートリノ…）の波動性（14《「電子と電子ヒッグス場ユニット（eHU）との相互作用》）
　　高エネルギー状態が、四極子の状態、そして、“3つの世代”を生むこと。（15《素粒子物理学の標準模型における“3つの世代”》）
　“インフラトン”（18《“インフラトン”の起源》）