重力は近距離で斥力が働くのでしょうか？

Question

下記の記事には
”核力は遠距離では引力、 近距離では斥力となることを確認しました。”
”近距離の斥力は、クォーク間に働く「パウリの排他律」と、グルーオンのやりとりによる相互作用に由来することを明らかにしました。”
と書いてます。

すると、重力も同じ方法で、物質間（クォーク間、レプトン間？）に働く「パウリの排他律」によって斥力が発生するのでしょうか？


https://www.jicfus.jp/jp/2018-05/

puyo3155 · Accepted Answer

パウリ斥力は、パウリの排他原理のことですよ。

電車で席に座ろうとしたら、すでにうまっていて座れない。それは、同じ座席には二人座れないという、強力で絶対に敗れない斥力が働いているからと捉える。ニュートン力学による、万有引力や運動方程式で席に座ろうとしても、それとは別の、座席専有力という斥力が働く・・・という感じでしょうか。

おなじ量子状態を絶対に取れないのであれば、それは、同じ量子状態を取ろうとしたときに、強烈な斥力が働くともみなせる・・・・ということでしょうが、ご存知の通りこの世にマクロでいうところの粒子など存在しません。

粒子と言うのは、相互作用がない場合に空間を移動するエネルギーの塊がまるで粒子のように見えるのであって、原子内や核内では、素粒子は波として、存在と非存在の間を行き来しているエネルギーとしてとらえられますね

なので、パウリの排他原理を座席に物理的に座る例ととらえたとしても、実際には、同じ量子状態とが取れないということの比喩にすぎません。なので、マクロにおける、物質感に働く重力考察に、パウリの話を持ち込んでも、だれも、いいとも悪いとも言えない。よくわからないだけかと感じます。

puyo3155 · Answer

＞この計算が出来た2007年以降、「点粒子の場の量子論」以外の理論等が研究続けているのか？不思議な気がします。くりこみ不能で発散するのは知ってますが、重力だけ、ひも理論が必要なのも変です。

もっと基本を勉強しましょう。あなたが変だと言おうと言うまいと、標準模型に重力は考慮されいないのは事実です。

超弦理論が必要なのは、重力だけのためではありません。標準模型は、およそすべての素粒子反応を、合理的に説明するに至りましたが、

・　相互作用のパラメータ実験値でが、基礎理論から導けない。
・　重力が説明できない。
・　くりこみで逃れたスケールでの、発散の問題。
・　この世が３次元＋１次元であることの必然性。
・　ダークマターやダークエネルギーの解明。
・　素粒子と言うには、種類が多すぎるという課題。
・　フェルミオンとボソンの階層構造や対称性の包括的説明。

など、未解明の問題が多くある。だから超弦理論なのです。そして、超弦理論など数多くの最新理論が、標準模型の各課題の合理的説明に挑んで、部分的には関港しています。

いろいろな疑問や反論をするのは自由です。しかしそれには、今すでにわかっていることへの理解や、他人の指摘に対して聞く耳を持つことが必要だと思います。無知は罪ではありませんが、あいての指摘を理解しようとせず、だだをこねる小学生のように、自分の知的レベルで、こう思う・・・・と、反論し続ける態度は、およそ科学的態度には思えません。

これで失礼します。あしからず。

puyo3155 · Answer

＞素直に「π中間子が近距離ではフェルミオンに変身した。」と解釈すべきだと思います。

解釈もなにも、中間子は、素粒子ではありません。クオークと反クオークつまり、フェルミオンの組み合わせで出来ている。れでも知っている基本中の基本の事実です。

また、核子の中では、べつに粒子があるのではなく、波がぐちゃぐちゃになっているだけのこと。あなたマクロイメージをミクロにあてはめることは無意味ですよ。粒子は計算上の非連続の象徴で、粒があるわけではないので。

＞ミクロでは、重力も下記の図１のような感じで、近距離で物質間で「パウリの排他律」が働いて斥力が発生すると思います。（少なくとも電磁気、重力、強い力は、近距離で斥力があると思います。）

あなたが思うのは勝手ですが、だれもあなたの意見なんかに興味ないし、議論する気もありません。いま知識、知見として、知られいる事実をもとに、質問に答えようとしているだけです。

重力は、素粒子に対してまだ適応する万人が認める理論がない。ないものを、われわれ素人が、あるやなしや言ってもしかたないということです。

tknakamuri · Answer

＞π中間子も、同様に、普段はボゾンなのですが、
>何等かの超伝導体に一時的に変化してフェルミオンになって、
>マイスナー効果として反発力（斥力）が発生しているんだと
>思います。

準粒子の定義を確認しよう。
これは集団現象の粒子的な振る舞いに付けた名前で
π中間子が準粒子に化けたりはしない。

puyo3155 · Answer

かみあわないので、最後にしますが、

＞"QEDによる計算結果は実験による測定値と10桁以上一致しており、電子の磁気モーメントは物理学の歴史上でも最も正確に理論と一致した数値となっている。なので、現状、一番信頼出来る理論だと思っています。

こんなことはみんな知っていますよ。私のポイントはそんなことではありません。くりこみとは、あるスケール以下の相互作用の計算が、素粒子の大きさが０である標準モデルでは発散してしまうところを、計算でなく、観測値で代替することで、全体の計算を出来るようにしようということです。

なので、くりこまれたスケールのミクロ論議を、くりこみとつなげて討議することは論理矛盾だよということです。くりこみの意味をご存じないのここが理解できないと、どの回答とも話がかみあわないと感じます。

＞ＱＥＤ理論の純粋なラグランジアンを元にする計算で、フェルミオンの交換関係から発生するパウリ斥力を考慮しているものはあるでしょうか？②ＱＥＤもＱＣＤも繰り込み可能です。この繰り込み理論も、純粋なラグランジアンを元にする計算のはずですが、パウリ斥力を考慮しているのでしょうか？

考慮ってなんですか？フェルミオンに対する波動関数を解いたら、粒子の入れ替えで符号が反転する・・・こと。以上終了です。

＞下記の図１は、湯川中間子論の予言で遠距離は上手く説明出来ています。では「近距離の場合は、湯川中間子論に、パウリ斥力を追加すれば、いいのでは？」と思うのですが、それではダメなのでしょうか？

中間子はボゾンです。パウリの排他原理に関係ありません。

tknakamuri · Answer

＞クォークの場合だけ、パウリ斥力が働くのは、
＞おかしな気がします。π中間子にも、同様に作用するはずです。
π中間子はボゾン。クオークはフェルミオン。
パウリの排他率が働くのはフェルミオンだけ。

しかし重力で引かれる物質がパウリの排他率で
近接斥力を持つとしたら、それって重力の斥力なの？
単なる縮耐圧の気がするけど。
白色矮星は重力の斥力で形を保ってるって言わないよね、

finalbento · Answer

この質問だけに限りませんが、質問者様の数々の質問やお礼コメント等を読ませていただいての率直な異見を少し。

そこまで素粒子物理学に関心がおありであれば、こんな「上っ面の回答」を期待するような質問ばかりしていないで素粒子物理学を真正面からきっちり勉強されたらいいと思います。パウリ斥力云々についても恐らく解答が出ている事でしょう。もちろんブルーバックス等に記載されている概念的な理解だけでなく、引用されていたラグランジアンの計算などもちゃんと勉強する事です。せいぜい大学の物理学科程度の内容ですから、高校で勉強した下地があれば少なくとも「私なんかに分かるわけないでしょ」と言うような難解極まりないものではありません。素粒子に対する好奇心と少しばかりの忍耐があればできると思います。

ちなみにこれは私自身が実際に行っている事なので「できもしない事を」とは言わせません。物理学科を中退後、社会人になってから物理の専門書(≒物理学科の教科書)を買い込んでボツボツ勉強し続けています。

puyo3155 · Answer

ミクロとマクロがごっちゃになってますね。

いまだ、標準モデルには重力は取り込まれておらず、ミクロでの重力のことはだれにもわからない。それを想定で質問し、私はこう思う・・・って言い合ってもしかたない。答えがないんだから。討議サイトじゃないので、別のところでやってください。

パウリの排他律は力ではないですね。席が埋まっていたら、後から来た素粒子はそこには座れませんよ・・・って言ってるだけですから。それも、素粒子の状態においてのみね。

一方で、あなたが物質と言って、重力の対象としているのは、すべてマクロなもの。塊であり、素粒子ではない。素粒子レベルでは、粒子は存在せず、すべてが波だが、フェルミオンだけは、パウリの排他律によって空間を占有できる。

これが、マクロ物質がこの世に安定して存在することを担保しているのですね。一般相対性理論による重力理論は、そのマクロ質量による空間のゆがみと、発生する重力を数学的に体系化しています。

なお、近接距離の無限大の問題は、素粒子を点で扱っているから起きる、モデル上の限界であり、現実とは無関係です。くりこみは、一定スケール以下の計算を諦めブラックボックス化して、測定値で代替することにより、将来の面積や体積をもった素粒子モデル（例えば超弦理論など）の結論が出るまで詳細討議を保留し、素粒子現象の実務に役立てるテックニックです。それらをもって、実世界が云々と討議することは、内容の是非以前にナンセンスです。

finalbento · Answer

先にも書きましたが「パウリの排他原理がなぜ発生するのか」と言う理論は既に見つかっていますが、いわゆる無限大の困難は完全には解消されていません。なので「パウリの排他原理と無限大の困難」は無関係と言って差し支えないと思います。

finalbento · Answer

お礼を見直して改めて気になりましたが「引力だけだと逆二乗法則で作用する力は無限大になります」と言う主張の理由付けがよく分かりません。確かに「発散の困難」と言うものはありますが、私が理解している限りではその理由は逆二乗法則とは無関係のはずですし、そもそも「重力は引力だけ」と言う事と力が無限大になる事が関係して来ると言うのは分かりかねます。

重力は近距離で斥力が働くのでしょうか？

パウリ斥力は、パウリの排他原理のことですよ。

＞この計算が出来た2007年以降、「点粒子の場の量子論」以外の理論等が研究続けているのか？不思議な気がします。

＞素直に「π中間子が近距離ではフェルミオンに変身した。

＞π中間子も、同様に、普段はボゾンなのですが、

かみあわないので、最後にしますが、

＞クォークの場合だけ、パウリ斥力が働くのは、

この質問だけに限りませんが、質問者様の数々の質問やお礼コメント等を読ませていただいての率直な異見を少し。

ミクロとマクロがごっちゃになってますね。

先にも書きましたが「パウリの排他原理がなぜ発生するのか」と言う理論は既に見つかっていますが、いわゆる無限大の困難は完全には解消されていません。

お礼を見直して改めて気になりましたが「引力だけだと逆二乗法則で作用する力は無限大になります」と言う主張の理由付けがよく分かりません。

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