世界を素粒子のレベルで観察するならば、物質という存在は消えてしまうんですか？

Question

puyo3155 · Accepted Answer

そもそもわれわれがマクロの物質を認識しているのは、

１．クオークがグルーオンの強い力で結びついて中性子や陽子ができて
２．陽子や中性子が、さらに中間子（これもグルーオンとクオークの強い力）で結びついて核子になり
３．それが光子の電磁気力で電子と結びついて、さまざまな原子や物質ができる

からですね。電子、クオーク、グルーオン、光子。素粒子の材料はこれだけです。

さて１．が極めて安定で、２も核反応をのぞき安定していることが、素粒子の世界のミクロと、物質のマクロを結びつけている鍵です。われわれが、粒子と思っている物質の実態は、この世にないのです。

実際、素粒子の質量を合計しても物質の質量の１％にしかならない。われわれが、物質の質量と認識しているのは、グルーオンによる強い力で閉じ込められたクオークの結合エネルギーなのです。まさに、E＝ｍｃ２です。２の強い力や電磁気力（核子間）が開放されて、質量欠損として観測されるのが、原発や原爆の核エネルギーです。つまり実態はエネルギーなのです。

また、１の半径を１ｍとして東京駅に置けば、原子の軌道は、水戸＞宇都宮＞高崎＞甲府・・・を結んだ１００ｋｍの円。つまり物資の中はスカスカの空間です。われわれが物資の形や、硬さ、色などと思っているのは、３の電磁力の反発と、量子論による３がエネルギーを吸収したり放出したりする電磁波のせいです。

つまり質量もエネルギー、形や硬さは電磁力、色も電磁波吸収や放出や反射。そして、この世の根源をつくる素粒子は、場が振動した波で、相互作用がないときや単純なときのみ、粒子のように見える・・・ってこと。しかも素粒子は、反粒子とあわさるとエネルギーとなって消滅しますね。なので、物質という存在自体が幻と言えるかもしれませんね。

実際、電磁相互作用をしないニュートリノは、１秒で１００億兆個も体をすり抜けています。電磁波もX線のような高エネルギーのものなら、人間をすりぬけて体の内部を映しますね。不思議ですが、それが事実です。

puyo3155 · Answer

>グルーオンの力というのが、核力のことですか？

グルーオンは、強い力を伝達する、ボゾンです。
電磁気力を伝達する光子と同じ関係ですね。

核子は

中性子は、アップクオーク　ダウンクオーク　ダウンクオーク
陽子は、　アップクオーク、アップクオーク、ダウンクオーク

など３つのクオークが、グルーオンによって、強い力で結びつきます。非常に安定している粒子です。

さて、原子核ができるとき、陽子同士の電磁気力に打ち勝って、核子を結びつけるのが核力ですね。湯川先生がノーベル賞をとった、パイ中間子を交換によって核力が生まれます。

いまでは中間子は、

アップクオークと反ダウンクオークなどがグルーオンによる強い力で結びついたものとわかっており、核力とは、複合粒子による、強い力を根源とする２次的な力と考えられています。

＞これが解放されるから、原爆や原発が成り立つと考えていいですか？

そうですね。原子の状態でいるよりも、核子が分裂したほうが結合エネルギーが小さいとき、その差が取り出せます。

逆に、核子が融合した方が、エネルギーが小さくなる組み合わせなら、核融合によってエネルギーが取り出せることになります。

puyo3155 · Answer

>ちなみに、質量の大きい星の周りでは空間が歪んでいると聞きますが、それも似たような文脈で説明できるでしょうか？

それはマクロの話で、ミクロとは全く逆になります。一般相対性理論によって、

・質量があれば空間が歪む
・その歪みに応じて重力が生じる
・光は、歪んだ空間をまっすぐ進むと曲がったように見える

こんな感じですね。

素粒子の振る舞いを説明する、標準模型は、力を伝えるボゾンと、物を作るフェルミオン、素粒子に質量をあたえるヒッグスなどからなり、特殊相対性理論の要請を満たし、電磁気力、強い力、弱い力にかかわる素粒子の現象をほぼ例外なく説明可能にした理論です。

しかし残念ながら重力はこれに含まれません。いまのところ、マクロの重力を説明する一般相対性理論と、ミクロの素粒子を説明する標準模型は、融合されておらず、それに取り組んでいるのが超弦理論などになります。

s_hyama · Answer

単独で観測できないから、素粒子なのかと
ある意味、分類法みたいなもの

abikon990-08321-3-29 · Answer

ある意味そうです。物質のおおもとである真の素粒子＝零次元空間すなわち、物質＝空間なので。

『素粒子と宇宙の疑問 知りたい肝心のところをとことん具体的に解説 ーこの世界は何からできているのか 宇宙はどのように始まり終わるのかー』 https://www.amazon.co.jp/dp/B08DNG1HS1

finalbento · Answer

素粒子を観察していると言う事はすなわち「物質は消えていない」と言う事になるはずです。物質が消えたら素粒子も観察できないわけですから。

fyr4wt5bf · Answer

素粒子レベルまで観察者がなるなら　認識している人間の視界は
その周辺に限定されるような気はします

chiha2525 · Answer

曖昧になる、という感じです。
量子といって、『粒子か波か』の話で有名なように粒子であり波であるという、私たちが直感的には理解できないようなものであることが分かっています。（粒子なら物質と感じるでしょうが波を物質とは感じないはずです。）

例えば、電子というのを考えると、私たちが見ている電子というのは、『裸の電子』の周りに対生成対消滅を繰り返している”仮想粒子の電子雲”をまとっているものを『１つの電子』として見ているという考えをしています。そう考えると、私たちが見ている電子という素粒子が、単純な粒子という物質ではないことが分かるでしょうか。

satouhiroshi · Answer

一般的には、空間の一部を占め、体積と質量を持つのが「物質」とされています。
　素粒子のレプトンの電子は、古典半径が約 2.8x10⁻¹⁵ m、質量が、約9.1x10⁻³¹ kg だそうです。
　物質粒子として、「クォーク」があります。また、これらの素粒子は、超弦理論では、大きさが10⁻³⁵ m 程度の「膜」や「紐」の多種類の振動のパターンであるとしています。
https://higgstan.com/basic02/
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%B6%85%E5%BC%A6%E7%90%86%E8%AB%96
https://www.wdic.org/w/SCI/%E8%B6%85%E5%BC%A6%E7%90%86%E8%AB%96#:~:text=%E3%81%9D%E3%82%8C%E3%81%BE%E3%81%A7%E3%80%81%E7%89%A9%E8%B3%AA%E3%81%AE%E5%9F%BA%E6%9C%AC,%E3%81%82%E3%82%8B%E3%81%A8%E3%81%95%E3%82%8C%E3%81%A6%E3%81%84%E3%82%8B%E3%80%82

Georgia.Rain. · Answer

素粒子とか良く分かりませんがそれは無い気がします。

消えた＝人には認識できないレベルというなら分かりますが。

世界を素粒子のレベルで観察するならば、物質という存在は消えてしまうんですか？

そもそもわれわれがマクロの物質を認識しているのは、

>グルーオンの力というのが、核力のことですか？

>ちなみに、質量の大きい星の周りでは空間が歪んでいると聞きますが、それも似たような文脈で説明できるでしょうか？

単独で観測できないから、素粒子なのかと

ある意味そうです。

素粒子を観察していると言う事はすなわち「物質は消えていない」と言う事になるはずです。

素粒子レベルまで観察者がなるなら 認識している人間の視界は

曖昧になる、という感じです。

一般的には、空間の一部を占め、体積と質量を持つのが「物質」とされています。

素粒子とか良く分かりませんがそれは無い気がします。

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