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陽子は、何からできていて、どんな形をしていますか?

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質問者：abikon990-08321-3-29
質問日時：2019/05/02 16:18
回答数：5件

陽子は、何からできていて、どんな形をしていますか?

以下は私見なのでお構いなく。

陽子(レプトン)は、浮き輪の中に自転車のタイヤチューブを入れた様な構造をしている(ここでは、電子と陽電子からなる二重トーラス状の構造を持つ粒子をレプトンと呼び、電子とニュートリノはレプトンから除外する。ニュートリノは、ガンマ線よりも波長の短い電磁波であり、その構造については過去の質問
https://oshiete.goo.ne.jp/qa/11084572.html
の本文及び補足全10を参照してください)。

陽子は、約900個の陽電子でできた自転車のタイヤチューブ状の核と、それより1個少ない電子でできた浮き輪状の殻で構成されている。
陽子の、このような構造モデルは「多数の粒子で構成されている」「プラス1の電荷を持つ」「質量は電子の約1800倍」「反陽子と接触すると対消滅する」「電子と比較して自転による磁場が弱い」といった陽子の観測結果を、矛盾なくシンプルに説明できる。

パウリが、何か思いついて誰かに電話したところ、相手に「それだと大量の陽電子ができてしまいますね」と指摘されて「(その大量の陽電子は)陽子の中にでも閉じ込められているのだろう」と答えたとか。

反対方向に自転しながら横並びで同方向に進むときと縦並びで同方向に自転するとき、同電荷間には電気斥力と磁気引力が働き、異電荷間には電気引力と磁気斥力が働く。陽子(レプトン)のこのような構造が可能なのはこういう理由による。

補足日時：2019/05/04 16:36
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図1 改めて、陽子(レプトン)は、浮き輪の中に自転車のタイヤチューブを入れた様な、二重トーラス状構造をしている。

図2 レプトンは、陽子型と反陽子型の、最小レプトン・ミュー粒子・陽子・タウ粒子の八種類だが、二重トーラスという構造上の制約のため、最小レプトンより小さいレプトンは存在しないが、タウ粒子より大きいレプトンは存在する可能性がある。

補足日時：2019/05/04 16:50
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陽子(レプトン)の生成機構モデル

粒子同士の衝突などで、電子と陽電子が大量に生成すると、電子・陽電子プラズマが形成される。電子・陽電子プラズマ中を伝わる電磁波(電磁波については過去の質問
https://oshiete.goo.ne.jp/qa/11084572.html
の本文及び補足全10を参照してください)の環電流は、電子か陽電子によるものとなる。素電子プラズマを形成する、単体の状態の素電子よりも、素電子の複数体である電子の方が電荷が大きく、電磁場と相互作用しやすいからである。
電子による環電流と陽電子による環電流が電気引力で接近し、同方向に回転しながら衝突合体独立してレプトンになる。その際、陽電子(電子)による環電流が核に、電子(陽電子)による環電流が殻になると陽子(反陽子)型レプトンになる。

レプトンは対生成ではない。陽子と反陽子が対生成するというのは思い込みである。

補足日時：2019/05/04 18:33
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電子と陽子(レプトン)の、構造と生成機構の比較(電子の構造と生成機構については過去の質問
https://oshiete.goo.ne.jp/qa/11084572.html
の本文及び補足全10を参照してください)

環電流間に働く磁気斥力は、電子と陽電子の対生成では両者を弾き飛ばして独立させ、レプトンの生成では正負環電流の合体時にクッションとなる。

電子と陽電子の対生成は観測されているが、陽子と反陽子の対生成は観測されていない(はずである)。

レプトンが、単独で自然崩壊するのは、電子と陽電子でできているからである。陽子だけが、核と殻との間に働く磁気斥力が、自身を安定に保つのに十分なほど強いのである。
運動によってレプトンの寿命が延びるのは、単純に、核と殻の間に働く磁気斥力が大きくなるからである。

補足日時：2019/05/04 19:09
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ハドロンとレプトンは質量の値が比較的近く、ハドロンは種類が多くレプトンは種類が少なく、ハドロンの崩壊ではレプトンが出てくるがレプトンの崩壊でハドロンが出てくることはない。ハドロンとレプトンの関係は、原子核と核子、分子と原子のそれに似ており、ハドロンはレプトンからなる複合粒子、レプトンはハドロンの構成粒子と考えるのが自然である。

図1 パイ粒子は、ミュー粒子と最小レプトンからなる複合粒子で、大小のドーナツを鏡餅の様に重ねた形状をしている。

最小レプトンは、その生成過程においてベータ崩壊せず、構成する電子と陽電子の数が同じ約30個ずつの中性粒子なので、殻同士の間に働く磁気引力によって容易に他粒子と結合する。

図2 レプトンは、質量の値が、陽子のそれより隔たるほど寿命が短いので、パイ粒子を構成するミュー粒子と最小レプトンでは後者が先に崩壊する。

補足日時：2019/05/04 19:20
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ケー粒子の生成と崩壊

ハドロンの質量は、構成レプトンの質量の和に等しい。

ミュー粒子・最小レプトンの質量をそれぞれ電子の約200倍・60倍とすると、ミュー粒子3個・最小レプトン6個では、電子の約960倍になり、ケー粒子の質量(電子の約970倍)に近い値になる。

補足日時：2019/05/04 20:55
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ミュー粒子の寿命

陽子型(反陽子型)ミュー粒子は、約100個の陽電子(電子)でできた自転車のタイヤチューブ状の核と、それより1個少ない電子(陽電子)でできた浮き輪状の殻という二重トーラス状の構造を持つ。

図1 同電荷の荷電粒子が集団で動くとき、磁気力の作用により、速度が増すほど、左右に短く、前後に長く、つまり細長くなる。

図2 ミュー粒子は、静止時は二重トーラス状、高速運動時は三重の円筒状になる。
運動によってミュー粒子の寿命が延びるのは、単純に、核と殻の間に働く磁気斥力が大きくなるからであり、時間の遅延も空間の収縮も起こっていない。

補足日時：2019/05/04 21:27
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レプトンが環状に結合したハドロンの場合、飛び方によって質量の大きさが違う様に観測される。

補足日時：2019/05/05 18:35
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中性子は、電子の軌道が極めて低い、ミニ水素原子である。

重水素原子核の構成を電気力で考えると、陽子1個と中性子1個では、両者間に斥力は働かないが引力も働かない。陽子2個と電子1個なら、陽子1個分の電荷が中和され、2個の陽子は極低電子軌道に閉じ込められる。
水素分子では、2個の陽子を電子が結び付けているが、重水素原子核も同じ機構で成り立っている。

三重水素・ヘリウム3、ヘリウム4の原子核では、陽子は、三陽子結合環状粒子、四陽子結合環状粒子の状態になっている。

補足日時：2019/05/05 18:51
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原子核モデル

従来の、陽子と中性子がギチギチに詰まった原子核モデルは間違い。

質量数3以上の安定原子核では、陽子は、三陽子結合環状粒子か四陽子結合環状粒子の状態でのみ存在する。質量数が5と8の安定原子核が存在しないのはこういう理由による。

安定原子核には、陽子の数の、1/3以上2/3未満の極低軌道電子が存在する。
単独の中性子がベータ崩壊するのは、陽子が、自身の数の、2/3以上の電子を、極低軌道に、安定的に保持することができないからである。

このモデルは、従来のギチギチモデルよりも、原子核の様々な、例えば「強い力は電磁気力の百倍も強いのに、なぜ(複数の)陽子だけで原子核は作れないのか」といった疑問に、シンプルに答えることができる。

補足日時：2019/05/05 19:09
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回答 (5件)

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No.5ベストアンサー

回答者： ibm_111
回答日時：2019/05/04 17:07

http://www.eng.niigata-u.ac.jp/~nomoto/download/ …
の(3.34)式は，陽子の形状を表す式だそうですが，
角度依存項は無いので，やはり基底状態では球形と見なしてよいでしょう．
もちろん陽子の励起状態はまた違う形状になるでしょうけど

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この回答へのお礼

解決しました

貴重なお時間を使って調べていただきありがとうございます。

原子は直接的観測により球状であることがわかっていますが、陽子の形については、現在、間接的観測による数値に基づいて計算で求めるという段階なわけですね。

構造も大きさもない素粒子が多様な性質を持つのはなぜなのか、不思議です。

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お礼日時：2019/05/04 18:04

No.4

回答者： ibm_111
回答日時：2019/05/03 16:08

私見は完全スルーしますが

>陽子は、何からできていて、

バリュークォーク3つ（内訳は，アップクォークx2，ダウンクォークx1）と，
シークォークとグルーオンですかね

>どんな形をしていますか?

これはちょっとよく分かりません．
陽子は素粒子でなく大きさを持つので，球形でなくともよいはずですが，
形に関するデータは見当たりませんでした．
多分，エネルギー最小とかで球形になりそうな気がしますが