アルケーを知りたい(27) ゲージ粒子 gauge boson

▼今まで(17回から26回)は物質を構成する粒子を見てきた。大きく分けて、重めのハドロンと軽めのレプトン。ハドロンは陽子と中性子のグループであるバリオンと中間子のグループであるメゾンに分けられた。レプトンには、電子、ミュー粒子、ニュートリノがいた。

▼今回から力を媒介する粒子を見ていく。理論の大元は電磁気学の祖、ジェームズ・マクスウェルさん。理論を数学者と物理学者が発展させ、パウリさんが量子物理に使って普及が進んだ。

▼マクスウェルさんの時代の物理学からパウリさんの時代の物理学は、メチャ進化して粒子の分け方が違ってきている。途中で違う世界に飛躍しているかのよう。古典力学は個々の粒子をきちんと分類できた(古典統計)。しかし、量子力学になるとそれが壊れるというか溶ける感じ(量子統計)。

▼量子力学で説明される粒子を理解するには、まず用語と概念の説明を知ることからと考え、分からなくても少しずつ進んでいくことにする。

▼力を媒介する粒子は3つある。光子、ウィークボゾン、グルーオンだ。光子は電磁相互作用を担う。ウィークボゾンは弱い相互作用を担う。グルーオンは強い相互作用を担う。ここで言っている相互作用については、後日、調べを進める(今のところ、そういうものばかりだ)。

▼ゲージ粒子はボーズ粒子である。ボーズ粒子とは、スピン角運動量の大きさに基づいて粒子を分類するときの名称。整数倍のスピンを伴う粒子。





▲電磁気学の祖、ジェイムス・マクスウェルさん。スコットランドの物理学者。


▲統計力学の祖、ルードヴィッヒ・ボルツマンさん。ウィーン出身の物理学者。古典力学の量子の振る舞いはマクスウェル=ボルツマン統計(M-B統計)で表される。

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