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黒歴史2000

物理定数と素粒子質量の規則性

無次元物理定数は、Aa*Bb*Cc と近似できる。

また素粒子の質量は、e*Aa*Bb*Cc と近似できる(e:電子の質量)。

定数

A 3  
B 4  
C 1.02510  =(5/4)^(1/9)

無次元物理定数

  実測値 a b c Aa*Bb*Cc
α-1 137.036 2 2 -2 137.034 1.0000
αs-1 8.5020 2 0 -2 8.5646 0.9927
(1-sin2Θ)-1 1.3008 -1 1 -1 1.3007 1.0001

レプトン(スピン1/2)の質量

  質量(MeV/c2) a b c e*Aa*Bb*Cc
e 0.510999 0 0 0 0.510999 1
μ 105.6584 1 3 3 105.6877 0.9997
τ 1777 1 5 5 1777.0 1.0000

クォーク(スピン1/2)の質量

  質量(MeV/c2) a b c e*Aa*Bb*Cc
d 5.0 2 0 0 4.60 1.0872
u 2.3 0 1 1 2.10 1.0738
s 95 1 3 3 105.69 0.8989
c 1250 2 4 4 1300.09 0.9615
b 4200 7 1 1 4582.44 0.9165
t 172500 9 2 2 169109 1.0201

メソン(スピン1)の質量/2

  質量(MeV/c2) a b c e*Aa*Bb*Cc
ud/2 385 6 0 0 372.52 1.0335
ss/2 510 5 1 1 509.16 1.0017
cc/2 1548 6 1 1 1527.48 1.0134
bb/2 4730 7 1 1 4582.44 1.0322
tt/2 172500 9 2 2 169109 1.0201

ウィークボソン(スピン1)の質量/2

  質量(MeV/c2) a b c e*Aa*Bb*Cc
WZ/2 42898 9 1 1 41242 1.0401

宇宙の粒子論

力はなぜ存在するか?

 この世界には、重力、電磁力、強い力、弱い力の四種類の力があることが知られている。しかし、なぜこのような力が存在するのかは説明できない。しかし、これらの力には共通点があるのではないだろうか。重力も電磁力も粒子を、引き付けたり、引き離したりしているだけである。ただし、場のエネルギーが小さくなるように粒子は動く。逆に考えれば、力の働き方の基準として、エネルギーという物理量が設定されているのである。なので、エネルギーと言い換えているだけで、どういう基準で力が働き粒子が運動するのかは何も示唆していない。

 どういう場合に引力が働き、どういう場合には斥力が働くのか考えてみよう。電子と電子の間には負の電化同士で斥力が働く。一方、電子と陽電子では引力が働き、二つの粒子は距離を縮めていきやがて対消滅する。対消滅が起こりやすいように、電子と陽電子の距離を縮め、また対消滅できない電子同士は距離を離すように力が働いているといえる。この電子と陽電子が引き付ける力はいつ現れたかというと、真空から電子と陽電子が対生成したときからである。無から生成した電荷という性質を、無に戻すように力が働いているといえる。もう少し広く考え、電磁力以外の力についても、「無に戻そうとする」という統一的な性質として考えられないだろうか。

重力

 すべての力が「無に戻そうとする」という統一的なものと考えるとする。この場合、「無」は無に戻す必要がないため、「無」には力が働かない。つまり、より力が強く働くものほど「無とは異なる」という性質を強く持っているといえる。つまり、電磁気力を考えると、電荷が大きいほど力が強く働くため、電荷の大きさというのは、「無とは異なる」と性質の大きさといえる。無と同じか、無と異なるかという二つの状態しかないため、電荷は1/3eという最小値がありその整数倍になっていると考えられる。

 重力では質量が大きいほど、力が強く働く。そのため、質量もまた「無とは異なる」という性質であるといえる。質量が大きいほど無との差が大きいことを示す。重力の場合は電磁力の場合と異なり、常に引力が働く。これは、質量のある粒子は互いに接近することで、「無に戻ろう」としているといえる。接近しなければ粒子は対消滅できないので、接近しようとするのは納得できる。しかし、重力は粒子の種類とは無関係に働き、対消滅により無に戻れない粒子同士も引き付け合う。しかし、実際に力が働いているのだから、質量を持った粒子同士の距離をどんどん近づけていけば、無になるのではないだろうか。重力によって、宇宙にある粒子を全て一点に集めてしまえば無になるのではないだろうか。この宇宙が無だったある一点から始まったのなら、もう一度全てを一点に集めれば、逆に無に戻るのではないだろうか。重力は「宇宙」という性質を無に戻そうとする力だと考えられる。

宇宙の粒子論

 この宇宙は、無とは異なりエネルギーがあり、また半粒子より粒子の方が、数が多い。このように偏りがあるのは不自然ではないだろうか。この偏りを無くすためには次のように考えればよい。この宇宙が生成したときに、同時に同じ大きさの負のエネルギーを持ち、粒子より半粒子の方が多い宇宙が対生成した。そう考えれば偏りはない。しかし、この宇宙の中からは、そのような「反宇宙」は観測されていない。これは、この宇宙の三次元の空間とは別の次元の空間に存在していると考えられる。ある空間で正のエネルギーを持った粒子と、負のエネルギーを持った粒子が対生成したと考える。そしてその粒子は、その空間とは別の、見えない空間を持っていると考える。その、宇宙という粒子が持っている内部空間が、この宇宙の空間だと考えることができる。このとき、この宇宙粒子と反宇宙粒子の間にも、「無に戻ろうとする」力が働くと考えられる。すなわち、宇宙粒子の外側の空間では、宇宙粒子と反宇宙粒子が距離を縮めようと力が働く。ところで、宇宙粒子の外部空間と内部空間は、決して無関係ではない。宇宙粒子が無に戻るということは、内部空間の中の粒子も無に戻るということなのである。宇宙粒子が生成したときに、内部空間でもある一点から宇宙が始まる。外部空間と内部空間は無関係ではなくゼロ点では一致するのである。外部空間で宇宙と反宇宙が対生成したときには、内部空間では一点から宇宙が始まり、外部空間で宇宙と反宇宙が対消滅するときには、内部空間の宇宙もまた元の一点に戻らなければならないのである。これは、外部空間と内部空間では見え方が異なるだけで、一つの現象にすぎないと考えられる。つまり外部空間で宇宙と反宇宙が引き合う力が、内部空間では、重力として観測されるのである。外部空間で働いている力は、正のエネルギーと負のエネルギーを引き合わせゼロにするための力なので、これは内部空間における電磁力と近い。内部空間でのエネルギーと外部空間の電荷が対応していると考えられる。スケールの違うこれらの力はフラクタルな関係にあると考えられる。

 しかしながら、対生成した電子と陽電子が必ずしも対消滅しないように、この宇宙がビッグクランチを起こすかどうかは分からない。あるいは、宇宙粒子が仮想粒子だとしたら、この宇宙は突然に消滅するかもしれない。

素粒子の世代と次元縮退

電荷と色のモデル化

 電子はXYZの三軸のすべてに-e/3ずつ電荷を持っていると考える。dクォークはXYZ軸のどれか一つに-e/3電荷を持っていると考える。uクォークはXYZ軸のうち二つに+e/3電荷を持っていると考える。3軸から1軸(または2軸)を選ぶ組み合わせは3通りあるため、dクォーク(uクォーク)は、三色の色を持つと考えられる。XYZ軸のそれぞれが1/2の確率で、±e/3の確率を持つと考えると、電荷0のニュートリノ1個、電荷±e/3のdクォーク3個、電荷±2e/3のuクォーク3個、電荷±eの電子1個の計8個が等しい確率で現れる。ただし、これは電荷の符号は考えていない。これらに、符号と電荷を付け加えれば48種類となる。また、X軸が+e/3を持ち、Y軸が-e/3の電荷を持つものに対応するクォーク・レプトンは存在しない。つまり、XYZ軸のそれぞれは電荷の大きさを持っているだけで、電荷の符号はこれとは別に+または-に決められる。また、XYZ軸に電荷の偏りがあると非常に不安定で単独では存在できないと考えると、色の性質をうまく説明できる。つまり、色とは電荷の偏りである。

世代のモデル化A

 Zボソンが崩壊すると、電子、ミューオン、タウオンは等しい確率で生成する。そのため、ランダムに素粒子を作ろうとすると、3つの世代は等しい確率でできるモデルでなければならない。また、これら三世代は質量がそれぞれ異なる。そのため世代は、色のように軸を入れ替えれば一致するようなものではならない。これらの条件を満たすモデルとして、次のものが予想できる。真空の空間の軸をXYZ軸とする。それに対し粒子が持つ軸をX’Y’Z’軸とする。どの粒子についても常に、X’=X、Y’=Yであり、Z’だけ自由度を持つと考える。Z’=Z、Z’=¬Z、Z’=X、Z’=¬X、Z’=Y、Z’=¬Yの6つの状態が考えられる。この中で、Z’=Xの場合は、X’=Xでもあるため、Z’軸とX’軸は縮退しているといえる。また、軸それぞれが右回りまたは左回りといった性質を持っている場合には、その方向が同方向(+)に縮退する場合と逆方向(-)に縮退する場合が考えられる。6つの状態のうち2つは同方向(+)、2つのは逆方向(-)、残りの2つは直交(⊥)している。ランダムに選ぶと+、-、⊥は同じ確率で現れるため、この三つにより世代決まると考えられる。このモデルでの世代は、色とは異なり、軸を入れ替えても区別できる。また、世代ごとに二種類の粒子が考えられるが、これは右手・左手のような関係であり、これにより電荷の符号が決まると考えられる。

世代のモデル化B

 真空の空間の軸をXYZ軸とする。それに対し粒子が持つ軸をX’Y’Z’軸とする。また粒子はXYZ軸のどれか一つと重なるW軸を持つとする。どの粒子についても、X’Y’Z’のうち二つの軸が縮退していると考える。このとき、W軸と同じ軸上にあるX’Y’Z’は、2つ軸が縮退している場合と、1つの縮退していない軸が存在する場合と、縮退により軸が失われて存在しない場合が考えられる。これら3通りは、同じ確率で現れ、また軸を入れ替えても区別できる。そのため、この3通りを世代と考えることができる。