21《ヒッグス場ユニットと観測されたヒッグス粒子》


　素スピノル物理学パラダイムによれば、ヒッグス場とは、「各種のヒッグス場ユニットの“4面体”の総和として創発した場」です。
　少なくとも5種類のヒッグス場ユニットから生まれる、5種類のヒッグス場があるのでした。

　一方、従来の物理学パラダイムでは、ヒッグス粒子とは次のようなものでした。

　素スピノル物理学パラダイムによれば、質量を与えるヒッグス場ユニットは、原始ヒッグス場ユニットにほかなりませんでした。
　　（20《各種のヒッグス場と質量の関係》）。

　さらに、5つのヒッグス場ユニットは、いずれもスピン0、電荷0のボース粒子でした。

　したがって、広義のヒッグス粒子を考え（質量を与えるヒッグス粒子は、狭義のヒッグス粒子であると考え）、ヒッグス粒子（広義）とヒッグス場ユニットを同一視することは、自然であることがわかります。
　素スピノル物理学パラダイムは、次の仮説を立てます。

　仮説2-20.1　広義の「“ヒッグス粒子”（スピン0、電荷0）」とは、ヒッグス場ユニット（スピン0、電荷0）という複合粒子のことである。


　この仮説によると、ヒッグス粒子（広義）にも、少なくとも5種類あることになります。

　5種類のヒッグス粒子の中の1つが、質量を与えるヒッグス粒子（狭義）であり、他の4種類は、質量を与えられるヒッグス粒子だということになります。

※5種類のヒッグス粒子（広義）（＝ヒッグス場ユニット）の中で、原始ヒッグス場ユニット（PHU）だけが、「質量を与える“ヒッグス粒子（狭義）”」です。
　他の、2次ヒッグス場ユニット（プレオン∴ヒッグス場ユニット（∴HU））や3次ヒッグス場ユニット（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）、ニュートリノヒッグス場ユニット（ν_eHU）は、「各種の素粒子に質量を与える“ヒッグス粒子”」ではなく、逆に、（「各種の素粒子に質量を与える“ヒッグス粒子（狭義）”」（＝原始ヒッグス場ユニット）によって）質量を与えられる“ヒッグス粒子”です。　（参考　20《各種のヒッグス場と質量の関係》）

　一方で、ヒッグス粒子が観測されたと発表されています。
　「ヒッグス粒子の観測はどこまで進んだのか？」について、ウィキペディアの『ヒッグス粒子』のページを参考にして、整理してみます。

　この観測されたと発表されている“ヒッグス粒子”（スピン0、質量125.3〜126GeV）とは、素スピノル物理学パラダイムにおける何に相当しているのでしょうか？
（単純に、質量を与えるヒッグス粒子（狭義）に相当する原始ヒッグス場ユニット（PHU）のことであると見なしてよいのでしょうか？）


　この「観測されている“ヒッグス粒子”」について、素スピノル物理学パラダイムでは、まず、次の仮説を立てます。

　仮説2-21.1　「観測されている“ヒッグス粒子”（スピン0、電荷0）」とは、ある種のヒッグス場ユニット（スピン0、電荷0）1つ分を、“何らかの形で”スピン0のままに単独で叩き出した複合粒子に相当する。


　「観測されている“ヒッグス粒子”」は、どのような状態のヒッグス場ユニットでしょうか？

　「スピン0の“4面体”」や「スピン0の縮みきり“4角形”」の状態のヒッグス場ユニットは、却下されます。
　なぜなら、これらは、速やかに崩壊せず、観測されないはずだからです。

　一方、“ヒッグス粒子”は、スピン0であるので、スピン2の「縮みきり“4角形”」も、当然、却下されます。

　したがって、「観測されている“ヒッグス粒子”」の候補として残るのは、「スピン0の四極子」だけとなります。

　つまり、「観測されている“ヒッグス粒子”」とは、ヒッグス場ユニットの“4面体”でも、「縮みきり“4角形”」（スピン2やスピン0）でもなく、「スピン0の“四極子”」の状態のものに他ならないのです。

　結論3.2　「観測されている“ヒッグス粒子”」とは、ある種のヒッグス場ユニット（スピン0）1つ分を、「スピン0の四極子」の形で、スピン0のままに単独で叩き出した複合粒子に相当する。


　観測されたヒッグス粒子である「スピン0の四極子」とは、5種類のヒッグス場ユニット（ヒッグス粒子）の中のどれに由来するものでしょうか？

ヒッグス場ユニット （＝ヒッグス粒子）
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）

　まず、原始ヒッグス場ユニット（PHU（＝Primordial Higgs（field）Unit）は、却下されます。

　なぜなら、個々の素スピノルは、質量（重力子の放出源として働き続ける能力）を持たないからです、
　「観測されているヒッグス粒子」は、質量を持っていることと矛盾しています。

※なお、素スピノルは、“プレオン∴以上に”強固に閉じ込められているからとも説明できます。
　四極子として叩き出された、原始ヒッグス場ユニット（PHU）が、速やかに素スピノル1つ1つに分解すると考えられません。



　次に、プレオン∴ヒッグス場ユニット（∴HU（＝preon∴ Higgs（field）Unit））は、却下されます。
　なぜなら、プレオン∴が閉じ込められているからです。
　四極子として叩き出された、プレオン∴ヒッグス場ユニット（∴HU）が、速やかにプレオン∴1つ1つに分解するとは考えられません。



　また、クォークヒッグス場ユニット（uHU、dHU）も、却下されます。
　なぜなら、クォークは、強い相互作用によって、閉じ込められているからです。
　四極子として叩き出されたクォークヒッグス場ユニット（uHU）が、速やかにクオーク1つ1つに分解するとは考えられません。

※なお、例えば、アップクォークuヒッグス場ユニット（uHU）の四極子二つから、アップクォークuと、反アップクォークuのペアが放出されて、チャームクォークcと反チャームクォークcのペアに変化するという過程は、考えられます。ただし、それは、期待される、速やかな「ヒッグス粒子の分解」ではありません。期待される「ヒッグス粒子の分解」とは、4つともバラバラに分解することです



　また、ニュートリノヒッグス場ユニット（ν_eHU（＝electron-neutrino Higgs（field）Unit））も却下されます。

　なぜなら、ニュートリノは、ほとんど何とも相互作用せず、“すりぬけてしまう”とという性質を持つからです。
　四極子として叩き出されたニュートリノヒッグス場ユニット（ν_eHU）が、速やかにニュートリノ1つ1つに分解されることは、“ヒッグス粒子”の探求のための加速器による実験での生成物に、光子のみならず、グルーオンやウィークボソン、第2世代、第3世代といった多様な粒子があることを説明できないのです。

　このように透過性の高いニュートリノが原因で、多様な粒子が生まれるとは考えにくいので、「観測されているヒッグス粒子」が、四極子として叩き出されてたニュートリノヒッグス場ユニット（ν_eHU）であるとは考えられません。




　残る候補は、電子ヒッグス場ユニット（eHU（＝electron Higgs（field）Unit））だけとなります。
　したがって、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2-21.1　「観測されているヒッグス粒子」は、電子ヒッグス場ユニット由来の四極子である。

観測されているヒッグス粒子	観測されているヒッグス粒子の由来
電子ヒッグス場ユニット（eHU）由来の四極子	電子ヒッグス場ユニット（eHU）

※ともに、スピン0です。

　つじつまが合っているかどうかを確かめてみましょう。

　まず、Z⁰ボソンの質量エネルギー91.2GeVであることを思い出してみます。
　この91.2GeVという値は、「観測されているヒッグス粒子」の質量エネルギー（質量125.3〜126GeV）に近いといえば近いです。
　何か関連がありそうです。

　例えば、次の電子と陽電子で構成されたZ⁰ボソンを考えてみます。

Z0ボソン

電荷0、　スピン1/2

左巻き電子＋右巻き陽電子

　Z⁰ボソンも、速やかに分解してしまうという性質を持つのでした。

Wボソンは陽子の約80倍、Zボソンは約90倍と他の素粒子に比べて大きな質量を持ち、ごく短時間のうちに別の粒子に分解されてしまうという特徴を持つ。 　（ウィキペディア　『ウィークボソン』）

　厳密には、W^±ボソンと同様に、Z⁰ボソン（電子＆陽電子）も、電子と陽電子に分解されてはじめて観測されるのでした。（“分解される”からこそ観測されるのでした。　12《ウィークボソンの質量、ウィークボソンと中間子の質量》）
　したがって、Z⁰ボソン（電子＆陽電子）の質量エネルギー91.2GeVは、ウィークボソンZ⁰（e⁻とe^＋ ）が分解される直前＆直後に「電子e⁻」と「陽電子e^＋」が持っている外部運動エネルギーと見なすことができます。

※なお、電子ヒッグス場ユニットを構成する電子と陽電子のペアが引き離される際についても、同様に分解されると同時に観測が達成されるのであり、分解される直前＆直後に「電子e⁻」と「陽電子e^＋」が持ってる外部運動エネルギーが、観測される質量エネルギーに反映されていると考えられます。

※「電子と陽電子で構成されたZ⁰」の観測については次の記述も参考になります。

Z0粒子は、電子・陽電子対（Z0→e＋e−）またはミュー粒子対（Z0→μ＋μ−）への崩壊モードを検出した。これらの事象のレプトン対の質量分布のピークより、約90GeVと測定された. （p.41-42『素粒子物理学』　高エネルギー加速器研究機構［監修］［著］堺井義秀　山田憲和　野尻美保子　共立出版）

　このZ⁰ボソン（電子＆陽電子）は、具体的に、何に由来して生じるのでしょうか？
　素スピノル物理学パラダイムによれば、このZ⁰ボソン（電子＆陽電子）は、やはり、（完全な無から生じるのではなく）“電子ヒッグス場ユニット”から生じると考えるのが自然です。
　そこで、1つの“電子ヒッグス場ユニット（eHU）”から、1つのZ⁰ボソン（電子＆陽電子）が生じるために必要な（直前＆直後の）外部運動エネルギーが、91.2GeVであると考えてみましょう。

　一方、1つの「観測されているヒッグス粒子」が生じるために必要な（直前＆直後の）外部運動エネルギーが、125.3〜126GeVだと考えられます。
　この125.3〜126GeVの外部運動エネルギーを使って、1つの“電子ヒッグス場ユニット（eHU）”の分解により、電子2つと、陽電子2つが生じると考えられます。

　ここで、「観測されているZ⁰ボソン（電子1つ＆陽電子1つ）」と「観測されているヒッグス粒子（電子2つ＆陽電子2つ）」が、それぞれ「電子ヒッグス場ユニット（eHU）由来の四極子の中の“どこが切れることによって生じるか”」を図示すると次のようになります。

「観測されているZ0ボソン（電子1つ＆陽電子1つ）」	「観測されているヒッグス粒子（電子2つ＆陽電子2つ）」

※ピンクの丸で囲った部分が、切れる場所を示しています。 　「観測されているZ0ボソン（電子1つ＆陽電子1つ）」の場合、3カ所切れる必要があるのに対し、「観測されているヒッグス粒子（電子2つ＆陽電子2つ）」の場合、4カ所切れる必要があることがわかります。

　このことにより、“電子と陽電子”の1つの結合を切る際に必要な外部運動エネルギーは、単純に、125.3〜126GeV−91.2GeV＝34.1〜34.8GeVと計算できることがわかります。
　そうすると、“電子と電子”（or“陽電子と陽電子”）の結合を切る際に必要な外部運動エネルギーは、（91.2GeV−34.1〜34.8GeV）/2＝28.55〜28.2GeVと計算できることになります。

　「電子と陽電子の結合を切るのに必要な外部運動エネルギー（34.1〜34.8GeV）」が、「電子と電子（陽電子と陽電子）を切るのに必要な外部運動エネルギー（28.2〜28.55GeV）」よりも大きいことは、“電磁ポテンシャルエネルギー”の働き方と調和しています。
　すなわち、正と負の電荷を引き離す方が、負と負（or 正と正）の電荷を引き離すよりも、より大きなエネルギーが必要になることと、上の計算結果は、調和しています。


※「電子と陽電子の結合を切る際に必要な外部運動エネルギー（34.1〜34.8GeV）」が、「電子と電子（陽電子と陽電子）を切るのに必要な外部運動エネルギー（28.2〜28.55GeV）」の差、5.9〜6.25GeVを1/2した、2.95〜3.125GeVが、“電磁気力によるポテンシャルエネルギー”による結合エネルギーの変動に寄与する値です。
　この“電磁気力によるポテンシャルエネルギー”による結合エネルギーが、2.95〜3.125GeVという値が、『基底状態にある水素原子をイオン化するのに必要なエネルギー（イオン化エネルギー）』13.6eV（p.251　『物理学入門』）よりも、はるかに大きいことは、“電子と陽子”の結びつきよりも、“電子と陽電子”と結びつきの方が、はるかに強固であることを意味していると思われます。
　（詳細な検討は、今後の課題です）



　以上の説明は、「Z⁰ボソン（電子1つ＆陽電子1つ）の観測」と、「ヒッグス粒子（電子2つ＆陽電子2つ）の観測」は、非常に似ているもの（本質的には同一なもの）であることを示しています。
　すなわち、両者の違いは、（1つの“電子ヒッグス場ユニット（eHU）”から）、1つの“電子＆陽電子”の分解を生じるか、2つの“電子＆陽電子”の分解を生じるか、という違いに過ぎなかったということになります。よって、だからこそ、両者のエネルギーは、微妙に似たものだったことになります。



　以上のことは、“ヒッグス粒子の分解”、すなわち、“電子ヒッグス場ユニット（eHU）”の分解そのもそのから直接に生じるものは、「電子と陽電子のみ」であり、観測の際に生じる他のものは、副産物であることを意味しています。
　すなわち、“ヒッグス粒子”の探求のために用いられた加速器（LHC）によって生じる“電子や陽電子”以外の生成物、すなわち、「光子、グルーオン、クォーク、ウィークボソン（W^±ボソン）、第2世代（チャームクォーク反チャームクォーク（c^＋2/3c^−2/3）、ストレンジクォーク反ストレンジクォーク（s^−1/3s^＋1/3）、ミューオン反ミューオン（μ⁻μ^＋）…）、第3世代の素粒子（ボトムクォーク反ボトムクォーク（b^−1/3b^＋1/3））…」は、“ヒッグス粒子の分解”の副産物ということになります。

・光子は、「電子＆陽電子」等の“対消滅”の過程での“電荷の加速”によって生ずると考えられます。 ・グルーオンやクォークは、“高エネルギー”の副産物として、クォークヒッグス場ユニット（uHU、dHU）の四極子“から 生じると考えられます。 ・第2世代は、“高エネルギー”の副産物として、クォークヒッグス場ユニット（uHU、dHU）、電子ヒッグス場ユニット（eHU）由来の四極子から生じると考えられます。 　例えば、チャームクォーク反チャームクォーク（c＋2/3c−2/3）やストレンジクォーク反ストレンジクォーク（s−1/3s＋1/3）は、1つの“クォークヒッグス場ユニット（uHU、dHU）”由来の四極子あたり、1つの クォーク（uやu、dやd）が取り除かれることで生ずると考えられます。まさに、その“取り除き”の結果、生じたものが、W−ボソン（or W＋ボソン）です 。（d＆uの取り除きとともに生じたものが、W-ボソンであり、 u＆dの取り除きとともに生じたものが、W＋ボソンです） 　例えば、ミューオン反ミューオン（μ−μ＋）は、2つの電子ヒッグス場ユニット（eHU）由来の四極子の、それぞれからe−やe＋が取り除かれることによって生ずると考えられます。その“取り除き”の結果、生じたものが、　Z0ボソン（電子1つ＆陽電子1つ）だと考えられます。詳細な検討は、今後の課題です。 ・第3世代は、やはり、“高エネルギー”の副産物として、第2世代の集合から、生ずると考えられます。 　例えば、ボトムクォーク反ボトムクォーク（b−1/3b＋1/3）は、ストレンジクォーク反ストレンジクォーク（s−1/3s＋1/3）から、2つの四極子ができた上で、1つの四極子あたり1つのs−1/3やs＋1/3が取り除かれることによって、生成すると考えられます。