４つの力について

４つの力は、結合定数の大きさによって、区別されます。しかし、そもそも、「結合定数とは何か」、ということがわかりません。結合定数の定義は何かを教えて頂けないでしょうか。

また、４つの力それぞれの、結合定数が定義から、どのように導かれるのかの、ヒントを与えていただければ、幸いです。

よろしくお願いします。

No.9 ベストアンサー 回答者： N64 回答日時： 2005/09/09 14:27

結合定数(Coupling Constant)は、微細構造定数(Fine-Structure Constant)とも言うようです。

後者で探すと、以下のようなサイトで、詳しく説明しています。ご参考まで。
http://en.wikipedia.org/wiki/Fine-structure_cons …

http://www.writword.com/unituniv/c11.htm

http://scienceworld.wolfram.com/physics/FineStru …

http://www.planck.com/alpha.htm

参考URL：http://en.wikipedia.org/wiki/Fine-structure_cons …

この回答へのお礼

何度も回答していただき。ありがとうございました。

お礼日時：2005/09/09 18:46

No.8 回答者： sqwe-ir 回答日時： 2005/09/08 18:26

＃７さん、やっぱそうでしょう？＾＾；

＃１で書いたら、いきなり怒られたにゅう。＞＜

公式をエネルギー換算すればやっぱりこうなります。

この回答へのお礼

何度も回答していただき。ありがとうございました。

お礼日時：2005/09/09 18:49

No.7 回答者： N64 回答日時： 2005/09/08 10:31

回答にはなっていませんが、どうやら、四つの力の大きさの比のようですね。

基準は強い力で、強い力を１としたときの力のようですね。英文のWikipediaを眺めていて、そんな感じがしました。

参考URL：http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/force …

No.6 回答者： sqwe-ir 回答日時： 2005/09/06 23:09

時間をエネルギーと結び付けたブランク定数ｈを２パイで割ると

ジュール熱に換算出来るらしーよ。＾＾

いつも半端な回答でごめんね。＾＾；

No.5 回答者： N64 回答日時： 2005/09/05 16:54

私には全く意味がわからなかったのですが、私の読んだ「超ひも理論と宇宙」（吉川圭二著）には、結合定数とは、

(1)強い相互作用については、「グルーオンがクォークに結合するときの相互作用の強さの二乗、割る４パイ」
(2)電磁相互作用については、「電子の持つ電荷の二乗、割る４パイ」
(3)弱い相互作用については、「ゲージ粒子によって引き起こされる相互作用の強さの二乗、割る４パイ」となっています。

参考URL：http://www.amazon.co.jp/exec/obidos/ASIN/4785386 …

この回答への補足

回答ありがとうございます。

自分自身の飲み込みの悪さを、つくづく感じさせられます。

電子の電荷はわかるのですが、（グルーオンとクォークの）相互作用の強さという物は何かということがわかりません。（すみません。）

また、なぜ、４パイで割るのか、ということもわかりません。（すみません。）

補足日時：2005/09/05 20:19

No.4 回答者： sqwe-ir 回答日時： 2005/09/05 00:45

弱い核力がｆ^2/((hバー)c)ならはゲージ使った。

強い核力がGM^2ｃ/((hバー)^2ならニュートン使った。

なら訳わかるんだけど。＾＾；
逆だね。これ。
違うみたいだね。

GM^2ｃ/((hバー)^2
なら湯川ポテンシャルも使えそうな感じがする。
違ったらごめんね。

この回答への補足

回答ありがとうございます。

飲み込みが悪くて、すみません。
種類の違う相互作用の強さを、どうすれば比較できるのでしょうか。

補足日時：2005/09/05 20:06

No.3 回答者： sqwe-ir 回答日時： 2005/09/04 23:21

表を読めば実験の測定値値なのは明白ですが？？

この回答への補足

回答ありがとうございます。
頭が悪くて、飲み込みが悪くて、すみません。

数値は実験の測定値ということがわかりますが、
相互作用の違う種類の力を比較する場合、何か
基準を定めなければ比較しようがない（測定し
ても比べようがない）ような気がします。

極端な話、例えば、ｒの２乗に逆比例する力と、
ｒに逆比例する力を比べるには、どうすればよ
いか、ということです。

補足日時：2005/09/05 19:53

No.2 回答者： pyon1956 回答日時： 2005/09/04 21:12

横から失礼。

#1さんの仰りたいのは
http://www.kek.jp/kids/class/particle/force.html
だと思いますが。

なお４つの力が結合定数の大きさによって区別される、というのは不正確です。力を媒介する粒子が異なる（これが区別の肝）ため、弱い力と強い力は近接作用で、通常は原子の中とかの距離でないと働きません。一方重力と電磁力は遠隔作用で、任意の距離で働きます。
一見力の性質そのものが違うかのように見えるわけです。また現在の宇宙の通常の状態ではその大きさも極度に違います（これが#1さんの仰っている数字）。
その大きさは実験による測定で得られたもので、「定義」などによるものではありません。実際その大きさを導くことの出来る統一理論はまだ（超弦理論とかをふくめ）完成しておらず、したがって理論からの計算でこの大きさであるとはいえません。

この回答への補足

回答ありがとうございます。

不正確な表現をして、すみませんでした。

４種類の相互作用は、力の伝達の仕方（伝達粒子の違い、到達距離の違い、力の大きさの違い等）が違うのですが、その、違う相互作用の大きさを、何を基準にして比較できるのか、ということです。

教えていただきたいのは、力の伝達粒子の力の強さを比較するときの、基準になる、「結合定数」の定義です。

重力については、たぶん、ニュートンの万有引力の法則
F＝GM＾2/r^2　（Mは核子の質量）
より、Gを無限次元化して、
GM^2/((hバー)c)
となることは、理解できます。

電磁気については、同様に、クーロンの法則と、重力の結合定数と比較することにより、
e^2/((hバー)c)
となります。

教えていただきたいのは、強い相互作用と弱い相互作用の場合です。

強い相互作用は、素人考えでは、「YUKAWAポテンシャルから、相互作用の力を導き、
ｆ^2/((hバー)c)
としたのかな？（この場合、fは何なのか？）

弱い相互作用は、どんなポテンシャルを想定しているのか、この場合、結合定数は、
CM^2ｃ/((hバー)^2
となるが、これは、どの、様に導かれたのか、しかも、これが本当に、他の３種類の力と比較するに適切な定数なのか、ということです。

「実験で測定」と教えて頂きましたが、その実験の、どの部分に基準を設定しているのか。（相互作用する、２粒子間の位置（距離）をどこにしているのか、相互作用の力または、ポテンシャルをどのように想定しているか）ということが、仮定されないと、測定の行為そのものを実施することは不可能だと思いますが、如何な物でしょうか。

補足日時：2005/09/04 21:48

この回答へのお礼

ありがとうございました。

お礼日時：2005/09/09 18:48

No.1 回答者： sqwe-ir 回答日時： 2005/09/04 20:03

私が良く遊びに行く所。

キッズサイエンス！
なんちって。＾＾
（実は超対称性で検索して見つけただけ。）

力の強さらしーです。

ここって、全部分かったように見えるんで怖い。
（基礎を完璧に無視して結果ちょっこー！＾＾；）

http://www.kek.jp/kids/class/particle/toitsu.html

力の伝達粒子、
グールオン－１、光子＝０．０１、
WZ粒子＝１０＾－５、重力子＝１０＾－４０
の力の強さ＝定数ですね。多分。

こっち方面から徹底的に攻略すべき。

参考URL：http://www.kek.jp/kids/class/particle/toitsu.html

この回答への補足

回答ありがとうございます。
いろいろな、力の伝達粒子の結合の強さ
がわかりました。

教えていただきたいのは、力の伝達粒子
の力の強さを比較するときの、「結合定数」
なるの物の定義です。

補足日時：2005/09/04 21:33