超ひも理論を単純に知りたい

超ひも理論のひもは大きさを持たないひもってどういう事ですか？
質量ももたない、大きさもないで存在するってそれってどう存在しているんですか？

またひもの振動で色々発生させるらしいのですが、ひもを振動させる要因ていうのはありますか？ひもが生きてて動いてるのでしょうか？

振動すると質量が生まれたり別の素粒子になったりってどんなイメージがぴったりくるんでしょう？

質問者からの補足コメント

• エネルギーも単純に知りたいのですが、質量なく物体でない状態で存在するってイメージ出来ないのです
  物質世界に物質じゃなく存在するってあり得るんですか？

  No.6の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2023/02/15 02:32

• 場ってのも分からんのですが
  何もない空間が何もないのを揺らして振動させいてるのですか？

  No.5の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2023/02/15 02:41

• リンク先すでにざっと見ておりました
  潰れない大きさっていうと、究極の硬ーいひもor膜ってイメージはダメですか？

  No.2の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2023/02/15 03:08

No.7 回答者： puyo3155 回答日時： 2023/02/15 08:41

＞場ってのも分からんのですが、何もない空間が何もないのを揺らして振動させいてるのですか？

そうです。場がエネルギーで励起したのが素粒子です。
素粒子の本質は波です。相互作用が単純なときだけ粒子として観測されます。

今は、素粒子の数だけ場がある、つまり空間そのものの性質である・・・として、標準理論ができていますが、それをもっと根本的かつシンプルな構造で説明しようとするのが、上位互換理論で、調弦理論はそのひとつです。

No.6 回答者： tanzou2 回答日時： 2023/02/13 07:05

物質を分解していくと、クオークに

なることはご存じですよね。

では、クオークは何から出来て
いるのか。

クオークは最終だから、これ以上、下は
無い。

そう考えられて来ましたが、クオークが
いくつも発見されると、もっと下が
あるんじゃないか、ということになり
そこから超弦理論が生まれたのです。

超弦理論によれば、輪ゴムのような
エネルギーがあって、
その輪ゴムが伸びたり縮んだりして
振動している。
その振動の具合で、異なるクオークが
出来るのだ。

そう考えられています。




超ひも理論のひもは大きさを持たないひもってどういう事ですか？
　↑
存在するのはエネルギーだからでしょう。



質量ももたない、大きさもないで存在するって
それってどう存在しているんですか？
　↑
エネルギーとして存在しています。



またひもの振動で色々発生させるらしいのですが、ひもを振動させる要因ていうのはありますか？ひもが生きてて動いてるのでしょうか？
　　↑
エネルギーですからね。
動力そのものです。



振動すると質量が生まれたり別の素粒子になったりってどんなイメージがぴったりくるんでしょう？
　↑
ＮＨＫでは、輪ゴムで説明して
いました。

No.5 回答者： puyo3155 回答日時： 2023/02/12 21:18

＞超ひも理論のひもは大きさを持たないひもってどういう事ですか？

大きさがあります。あることがポイントです。

＞質量ももたない、大きさもないで存在するってそれってどう存在しているんですか？

質量があるなしは、振動の仕方による、素粒子によります。

＞またひもの振動で色々発生させるらしいのですが、ひもを振動させる要因ていうのはありますか？ひもが生きてて動いてるのでしょうか？

エネルギーです。場の量子論で、場が振動することをかわりません。

＞振動すると質量が生まれたり別の素粒子になったりってどんなイメージがぴったりくるんでしょう？

これも、標準模型と同じです。弱い力がはたらけば、素粒子は変わります。反粒子とあわされば、素粒子は消滅し、質量はエネルギーになります。高エネルギーを発生させれば、粒子と反粒子が生まれます。すでに、既存理論で分かっているとです。

なので、まず素粒子の場の量子論や標準模型を理解することです。この世は、１７種類の素粒子からできている。力を伝えるボゾン、物質を作るフェルミオン、素粒子に質量を与えるヒッグスなどからなります。

標準模型は、今実験で起こりうるおよそすべての素粒子現象を、ほぼ正確に記述します。場を設定し、ゲージ対称性と、最小採用の原理という極めて単純な要請をすることで、この世の素粒子の相互作用を美しく記述します。

ところが、いろいろ未解決の問題があるのです。

・　相互作用のパラメータが実験値であるものが多い。
・　階層構造や対象性の本質が理論だてられれていない。
・　重力が理論に入っていない。
・　素粒子と言うには数が多すぎる。
・　弱い力で、素粒子の種類が変わることも、理解しにくい。
・　素粒子に大きさがない。そのため、距離が近づくと相互作用が発散。
・　それをくりこみによって計算して、あるスケール以下の論議を棚上げ。

などです。そのため、その上位互換の理論として、

・　素粒子はお大きさを持つ弦（ひも）とする。
・　その弦が振動することで、さまざま素粒子になる。

という弦理論に超対称性を仮定し、未解決問題の解明を目指すのが超弦理論です。実際、

・　標準模型の多くの現象を説明している。
・　光子の質量をゼロとするだけで、場の次元が９次元と決まる。
・　この世は３次元なので、６次元はどこかに隠れている。
・　隠れている次元の空間の性質が標準模型の理論的に説明にもなる。
・　素粒子に大きさがあり、相互作用の発散もせず、重力も統合できる。

など、さまざまな期待がある一方で、それを実験で検証するだけの高エネルギー設備は得られず、実験で検証できない理論は物理理論ではない・・との批判もあります。

No.4 回答者： chiha2525 回答日時： 2023/02/12 09:39

ブルーバックスという、一般の方に科学を紹介する本のシリーズが出ていますので、超ひも理論の本を探して読んでみると良いと思いますよ。

ざっくり言えば、素粒子なんて概念的なもので、大きさがあれば内部構造があるということだから”素”粒子じゃない、だから素粒子なら大きさがない、でその素粒子が沢山あるということになるのだけど、その素粒子が点じゃなく線で、線の振動モードで色々な素粒子に見えているんじゃないか、って考えが超ひも理論の出発点です。

この回答へのお礼

本の紹介と説明ありがとうございます

お礼日時：2023/02/15 02:44

No.3 回答者： satoumasaru 回答日時： 2023/02/12 07:30

極微の世界なんて私達の常識は通用しません。

超弦理論（超ひも理論）は量子力学と一般相対論を結びつけようとする理論であり、そうでなくても常識では理解できない理論をふたつ満足させようとするものです。

私達は物には大きさがあって重さがあると信じています。ところが「大きさ」って本当に必要なものなのか、重さって本当に必要なものなのか、そこから考えて行かなければこんな理論は理解できないです。

量子力学では素粒子を無限小としています。すでにこの段階で大きさはありません。そして素粒子の質量は本来素粒子がもっているものではなく、ヒッグス場との相互作用、エネルギーと質量の等価により得ているとしています。

超弦理論は素粒子はプランク長のひもの振動により素粒子を説明すると共に重力もひもの構造（閉じたひも）により説明しようとするものです。

量子力学も一般相対論もわかりやすく説明など誰もできません。その両者よりもさらに難解な超弦理論を「単純に知りたい」ことは無理ですよ。しいていえば下記の本がまだわかりやすいですね。

大栗先生の超弦理論入門（Amazon）
https://www.amazon.co.jp/%E5%A4%A7%E6%A0%97%E5%8 …

この回答へのお礼

本の紹介ありがとうございます
常識の土台を変える部分をまさに知りたかったのです

お礼日時：2023/02/15 02:53

No.2 回答者： satouhiroshi 回答日時： 2023/02/12 07:13

一次元の紐(ひも)では無く、二次元の膜(まく)と考えるべきでしょう。

超ひも理論と言うよりも、超膜理論と呼んだ方が適切かもしれません。
　ブラックホールの中心で重力が無限大になって、すべてが潰れて大きさがゼロになると理論が成り立ちません。それを回避する為に考え出されたのが、素粒子は、大きさがゼロには潰れ無い、それ以上は、潰れ無い究極の大きさを持っているとの仮説です。その大きさは、10⁻³⁵mで、この大きさの二次元の膜が振動する様々のパターンが様々の素粒子として我々に観測されるとの仮説です。下記のURLの記事が参考になります。
http://laboratory.sub.jp/phy/76.html#:~:text=%E8 …