元素毎に原子を構成する光子数は決まってないか？

原子内の電子は、座席数が決まっています。
水素なら1個、ヘリウムなら2個です。（同位体は別とします。）
電子がフェルミ粒子だからです。

原子内の光子も、座席数が決まってないでしょうか？
水素原子内の光子は、例えば、１００個、ヘリウムは２００個とか、実は決まってないでしょうか？
光子がボゾンだから在り得ない、、、と反論されるかもしれません。
でも、光子がボゾンなのは、原子から飛び出したときだけであり、原子内では、フェルミオンかもしれません。

質問者からの補足コメント

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  なぜ、原子内の光子がフェルミオンであるかと言いますと、出てくる光がレーザーのように位相、波長の揃ったボゾンの性質を持ってないからです。
  電子の座席数が決まっているなら、光子も同様な気もします。
  光が粒子性を持っているのは確かですし、無限に詰まっているのも、数が決まってないのも、変な気がします。
  座席数が決まっていると考えた方が自然な気がします。

    補足日時：2019/10/25 14:28

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  下記と同じことをやれば、原子内での光の質量（＝エネルギー）を観測できるような気がします。
  それで、何個か、計算出来る気がします。
  
  超伝導状態＝原子内の電子軌道
  だと思いますので、、
  
  https://www.jps.or.jp/books/gakkaishi/2014/07/69 …

    補足日時：2019/10/25 14:42

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  原子内では、フェルミオン型光子、ボゾン型電子が結合（超伝導からの私なりの類推）→パウリの排他律は、実は原子内では、ボゾン型電子ではなく、フェルミオン型光子が持っているかも？
  
  原子外では、ボゾン型光子、フェルミオン型電子に変身

    補足日時：2019/10/25 14:59

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  フェルミオン型光子、ボゾン型電子が存在すると考えたら、色々と都合がいいとは思わないですか？
  超対称性粒子とか、用意しなくても、式が対称になって綺麗な気もします。
  制限値とか出来て、電子の電荷の大きさとか説明出来るかもしれない可能性がある。
  無限大が消える可能性がある。
  
  そんな気もします。

    補足日時：2019/10/25 16:01

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  「一番重要なのは、不思議だな、という心を大切にすること。教科書に書いてあることを信じない。」
  
  よく考えると、教科書を書いている先生から、しばき倒される話ですね。（泣）

    補足日時：2019/10/25 17:10

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  ＞直感ではなくきちんと数学を使った量子力学について学ばれた方が良いです。
  
  量子力学の本質は、粒子と波の２重性ですね。
  ファインマンは「量子力学は誰も理解してない」って言ってます。
  場の量子論では、更にフェルミオンとボゾンの２重性があるような気がしてます。
  電子軌道は、フェルミオンとボゾンの２重性であり、光子もそんな状態だと思っているのです。

    補足日時：2019/10/25 17:31

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  将来、教科書の周期律表に、元素毎に、光子の数　ｓ、ｐ、ｄ、ｆ何個とか、載るんではないでしょうか？
  
  それは、元素（げんそ）ではなく幻想（げんそう）かもしれませんが、、

    補足日時：2019/10/25 19:02

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  そもそも、出発点は、ゲージの固定です。
  ゲージ理論から生まれる電磁場の自由度は４です。
  しかし、現実の電磁場の自由度は２です。
  このため、正準量子化しようとすると、自由度が合わないので、ゲージの固定をする必要があるのです。
  
  ここに、個人的に、違和感があるのです。
  そこからスタートして、フェルミオン型光子、ボゾン型電子、ボゾン型光子、フェルミオン型電子があるべきだと考えています。
  これによって、自由度が一致して、ゲージの固定をする必要がなくなるのです。

    補足日時：2019/10/26 11:17

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  フェルミオン型光子、ボゾン型電子、ボゾン型光子、フェルミオン型電子のある数式は
  ・ローレンツ対称性
  ・ゲージ対称性
  を満足します。
  ゲージの固定が不要になります。
  
  フェルミオン型電子→自由電子
  ボゾン型光子→通常の光子
  フェルミオン型光子→原子内で束縛状態の光子→超電導物質の中の質量のある光子に似たもの
  ボゾン型電子→軌道電子
  
  但し、超電導物質の中の質量のある光子は、フェルミオンではなく、ボゾンに南部ーゴールドストンボゾンが結合したもの（自由度４）＋ヒッグスモード（自由度１）と解釈されいるので合わないです。

    補足日時：2019/10/26 11:33

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  「教科書に書いてあることを信じない。」
  
  教科書は信じています。現行の式は、そのままキープして、更に式を追加した方が良いとするスタンスです。
  
  教科書を100％頭から拒絶する人は、大半が、その理論が出来ない人かもしれません。

    補足日時：2019/10/27 06:22

No.5 ベストアンサー 回答者： satoumasaru 回答日時： 2019/10/26 20:53

＞「一番重要なのは、不思議だな、という心を大切にすること。

教科書に書いてあることを信じない。」

No1、２ですが、そういう姿勢は大事だと思いますよ。
でもだからといって、教科書に何が書いているかわからない、すくなくとも標準模型がどのようなものかを理解もせず
他の人から何度もアドバイスをうけているのにもかかわらず、自分の考えに拘泥する、
これは、少なくとも「本庶佑さん」が言いたいことではないでしょう。

アインシュタインは特殊相対論や一般相対論を発見しましたが彼はニュートンの力学や重力理論を理解していました。
また、量子力学を完成させた多くの人も古典力学、熱力学などを理解していました。
貴方は現代物理学を構成する特殊相対論、一般相対論、また場の量子論をどの程度理解されているのでしょう？

質問する以上は謙虚な姿勢が必要ではないでしょうか。
失礼ですが貴方の書かれていることは自らの思いつきと生半可にかじった知識をくみあわせて持論を展開しているだけにすぎません。

この回答へのお礼

ご回答有難う御座います。


＞失礼ですが貴方の書かれていることは自らの思いつきと生半可にかじった知識をくみあわせて持論を展開しているだけにすぎません。

完全に場の量子論をご理解されておられるのですね。
下記について、ご教示願います。


質問

下記に、物質場が質量 m のディラック場の場合の式が載っています。

1項目がデッラック方程式、２項目が質量、３項目がゲージ場（電磁場）を表します。

この式で、原子内の軌道電子の状態を、表すことが可能でしょうか？


https://ja.wikipedia.org/wiki/量子電磁力学

追伸

軌道電子は、フェルミオンとボゾンが共存している状態であり、上記の式は、フェルミオン（デッラック方程式）しか含んでないので、ボゾンの項を追加する必要があると考えるのです。
でも、その考えは間違いで、デッラック方程式で、十分、原子内の軌道電子の状態を、表すことが可能なのでしょうか？


デッラック方程式は自由度４、ゲージ場は自由度２で、ゲージの固定を、しないと、正準量子化出来ない点も、ボゾンの項を追加すれば、解消されると、個人的には、そうすべきだと感じます。

そこで、ローレンツ対称性、ゲージ対称性を考えると、元素毎に原子を構成するフェルミオン型の光子が存在して、その数が決まる可能性があるかもしれないと考えているのです。

お礼日時：2019/10/27 06:17

No.4 回答者： puyo3155 回答日時： 2019/10/25 21:34

＞水素なら1個、ヘリウムなら2個です。

（同位体は別とします。）

同位体でも同じです。

＞電子がフェルミ粒子だからです。

関係ありません。核子のもつ電荷とつりあうからです。

この回答へのお礼

電磁場の式＝電子のディラック方程式（自由度４）＋電磁場（自由度２）

軌道電子は、電子のボゾン状態＋フェルミオン状態であり自由度２＋自由度４の状態だと思います。ディラック方程式（自由度４）だけでは説明出来ないと考えます。

お礼日時：2019/10/26 11:10

No.3 回答者： puyo3155 回答日時： 2019/10/25 21:24

なんかね、古典的な原子感覚に束縛されて、付け焼刃の最先端物理を組み合わせるから、議論がかみ合わないのですよ。

＞原子内の光子も、座席数が決まってないでしょうか？

このひとことで、あなたが何もわかっていないことがはっきりわかります。

原子の中ってなんですか？そんなものはないのです。

・アップクオークとダウンクオークがあつまって、中性子や陽子ができます。どちらもフェルミオンですね。これはとても小さくて重く安定しています。
・そこに、安定した素粒子であるフェルミオンの電子があります。
・核子と電子お互いが、ボソンである光子のやりとりによる電磁気力でまとわりつく。（厳密にはこれも説明のための古典的な原子ですが量子論はさておき・・・）

それが原子です。あなたのいう原子の中などないのです。核子と電子が、相互的に力を及ぼして固まっている構造を物質と呼んでいるだけです。
机をさわって硬いのも、肌がやわかいのも、金属がまがるのも、ダイヤモンドが固いのも、その電磁力の度合いで、あなたのいう物質などない。

原子核を東京駅においた１ｍのボールとすると、電磁力でまとわりつく電子の軌道は、もっとも近くて、水戸、宇都宮、高崎、箱根を結んだ線です。
つまり、原子の中のほぼすべては単なる空間です。感じているものの形は電磁力の反発ということになりますし、色は、電子がやりとりする光子の量やエネルギーの塊に左右されます。

なお、教科書に書いてあることは信じない・・・というのを曲解されていますね。それは、すくなくともいまわかっている教科書や学説を理解したのちのことであり、あなたのように、一部のことしか知らないひとが、無邪気に暴論を振り回せという意味ではありませんし、無知の人に当てはまる話でもありません。

この回答へのお礼

ご回答有難う御座います。

＞・そこに、安定した素粒子であるフェルミオンの電子があります。

軌道電子は超伝導のような位相、波長がそろった状態にあります。フェルミオンでこんなボゾン的な状態は、どのように作れるのでしょうか？
場の量子論の数式で教えて下さい。

お礼日時：2019/10/26 10:59

No.2 回答者： satoumasaru 回答日時： 2019/10/25 16:05

No1です。

＞フェルミオン型光子、ボゾン型電子が存在すると考えたら、色々と都合がいいとは思わないですか？
＞超対称性粒子とか、用意しなくても、式が対称になって綺麗な気もします。

でしたら、フェルミオン型光子、ボゾン型電子が存在するような理論を構築してみてください。
もし構築できたら、ノーベル賞間違いなしですよ。

この回答へのお礼

ご回答有難う御座います。

＞でしたら、フェルミオン型光子、ボゾン型電子が存在するような理論を構築してみてください。

「一番重要なのは、不思議だな、という心を大切にすること。教科書に書いてあることを信じない。」って、本庶佑さんの言葉があります。

数式は作れます。でも、それが正しいことを、どのように実証するのか、その点に悩んでいます。

原子内の光子がフェルミオンであるかと言いますと、出てくる光がレーザーのように位相、波長の揃ったボゾンの性質を持ってないからです。

は実証したことになってないです。

犯人の目星が付いていても、完全な証拠がないと、逮捕できないのと同じ状況なのです。

https://togetter.com/li/1272617

お礼日時：2019/10/25 16:50

No.1 回答者： satoumasaru 回答日時： 2019/10/25 15:38

以前にも多くの方に指摘されていらっしゃいましたね

直感ではなくきちんと数学を使った量子力学について学ばれた方が良いです。

フェルミオンの光子やボゾン型電子なんてありえません。

この回答へのお礼

ご回答有難う御座います。

＞フェルミオンの光子やボゾン型電子なんてありえません。

対生成という現象があります。これは、大きな大きな広い視野の目で見れば、電子＝光子　を意味します。

だから、１００％完全に在り得ないとは、思えないです。（但し、正直な気持ちは、無いかもしれませんが、、在っても、不思議ではないと思います。）

お礼日時：2019/10/25 17:02