中間子（その他素粒子）を語るスレ

原子や分子は目に見えるから（といっても実際には無理だが）
理解できるが、中間子とは一体なんだ？

粒子を交換して原子、分子の形を維持していると言うが、
実際に存在するの？

と聞かれてうまく答えられず、俺もよくわかってないと分かった・・・
というわけで、上手に言える人は語り合ってください。

>原子や分子は目に見えるから（といっても実際には無理だが）
>理解できるが、中間子とは一体なんだ？
中間子も見えてますが、何か？

>粒子を交換して原子、分子の形を維持していると言うが
中間子は原子核の結合にかかわる粒子で、原子や分子の形とはあまり関係ありません

>実際に存在するの？
します。

>>2
中間子って消えちゃうけど、普段はどこにいるの？

結構質量でかいよね？

>>3
仮想中間子はそこら中にいます。
実中間子は加速器とか宇宙線で作られている。

>>4
一番軽いのはπ0で135MeV。電子の264倍。ただし寿命は非常に短く8.4×10^(-17)秒
次に軽いのはπ+とπ-で140MeV。寿命は2.6×10^(-8)秒。不安定な粒子としては長いほう

>>5
中間子って、熱エネルギーに励起されて出てきて、
用が済んだら消えてしまうの？
エネルギー保存則は大丈夫？
また、絶対零度の真空の空間では中間子は存在できないの？

>>6
貴方の体を構成する全ての原子の原子核の中にウヨウヨいます。
陽子、中性子等の強い相互作用をする粒子をお互いに数フェムト
メートル以内まで近づけると、勝手に生成します。エネルギー
保存則は E=mc^2 で大丈夫。厳密な絶対ゼロ度は不確定性原理
deltap*deltax=hbar により実現できません。

>>2
>中間子は原子核の結合にかかわる粒子で、原子や分子の形とはあまり関係ありません

そうでもないよ。

>>6
仮想中間子についてのことみたいなので、それに説明を絞るけど、
熱エネルギーとは関係なく出てきて消えます。絶対０度でもね。
エネルギーと時間の不確定性関係ΔEΔt〜hbarによって短い時間
Δtであれば大きなエネルギーの不確定ΔEが許されるのです。
π中間子の質量エネルギー140MeVくらいのエネルギーの不確定が
許されるのはΔt〜5×10^(-24)秒くらい。光速で飛んだとして、
この間に移動できるのはcΔt〜1.4fm程度。逆に言うと、核力の
到達距離がfmのオーダーであることから、核力を媒介する中間子の
質量は100MeVくらい、と予言したのが湯川さんの業績。

>>9
補足すると、予言した未知の粒子の質量が電子と陽子の中間だったので
中間子と呼ぶようになった。

>>9
━━━━━━━━━━(;ﾟДﾟ)ｶﾞｰｿ━━━━━━━━━━
エネルギーにも不確定性原理があるとは・・・
位置と運動量だけかと思ってた。鬱だ。

結局、その勝手に生成される粒子（中間子）の質量に
よってもたらされる重力が核力として作用するの？
電子による結合＝クーロン力に比べて恐ろしく小さくない？
そんなので原子は大丈夫？？
形を維持できるの？

仮想中間子と、加速器などで人工的に作られる中間子が
同じものだという保証はあるの？
原子の中なんて観測できないのに、
はっきりした保証がないとやばくない？

宇宙線＝仮想中間子＝人工的中間子　の関係はＯＫ？

ようはハドロンの事ね。

>>13
たぶん俺もそれを言ってるのだと思う・・・

>>11
重力じゃないです。電磁気力が光子の交換で生まれるように
核力は中間子の交換で生まれるのです。
電磁気力の結合定数がα〜1/137に対して、核力の結合定数は
１くらいのオーダーなので、結合力はずっと強い。
でないと陽子のクーロン力に打ち勝って原子核をまとめることは
できないよね。

ただ、光子の質量が０なので電磁気力は無限に遠くまで
到達できるけど中間子は百MeVオーダのー質量があるので
上で書いたようにfm程度の距離しか到達できません。

>>12
質量やスピンなどの量子数、原子核との結合力などいろんな特徴が一致します。
これの同一性を疑うなら、原子核中の陽子や中性子も、核外に孤立した陽子や
中性子と同じなのかと疑わないといけない。

>>15
な、なるほど。わかりやすい説明さんくす！

重力はｒの２乗に反比例
　　　↓
ｒが微小
　　　↓
重力が大＝核力

かと思ってた。誤解が解けた。

つまり、この核力を「強い力」と呼ぶわけですね。
ではついでに「弱い力」って何でしたっけ？

正式名称は「強い相互作用」と「弱い相互作用」じゃなかったっけ？
まぁ大した問題じゃないけど。

>>16
>この核力を「強い力」と呼ぶわけですね。
はい。ただ、陽子・中性子・中間子はクォークからできていることが
わかっていて、今日では強い力ないし強い相互作用はクォーク間に働く
相互作用(量子色力学; QCD)のことを指すのが一般的で、核力はQCDから
導かれるべき現象論という立場に変わっています。

>「弱い力」って何でしたっけ？
中間子よりもっと重いWやZ粒子(質量はWが80GeV、Zが91GeV; 陽子の100倍近い)
の交換によって生じる力です。WやZが極端に重いので到達距離が短く、
見かけの強さが弱く見えていますが、結合定数自体は電磁気力と同程度です。

>>18
なるほど。

もし、（オカルトっぽくて嫌なのですが）重力子が実在するとすれば
重力の現象も、重力子の交換ということになりますか？
影響範囲が無限大だから、重力子は質量≒０で
レプトンに属するということになるのかな？

となると、「重力ニュートリノ」とかいうのもありそうですね・・・・？？

また、クォークが単独で取り出せないと言うのが
よくわからんのです。
加速器で大きなエネルギーを与えれば、
いずれはクォークも単独で出てきそうなんですけど・・・？

宇宙の始まりの時に、物質はすべてクォークとして存在してたんですか？
それが結合していき、現在見られるような粒子ができはじめると
力の相転移が起きたと考えれば良いでしょうか？

>>19
>レプトンに属するということになるのかな？
レプトン属は全てスピン1/2、重力子はスピン２なので大きく違う。
光子と同じゲージ粒子の仲間です(たぶん)。

>>20
>加速器で大きなエネルギーを与えれば、
>いずれはクォークも単独で出てきそうなんですけど・・・？
クォーク間のポテンシャルは長距離では距離に比例して増えると言う特徴が
ありまして、クォークを単独で取り出そうとするには無限のエネルギーが
いるのです。

実際にはある程度以上距離が離れると、クォーク・反クォーク対を
作ってしまったほうがエネルギーを得する、というわけで、いくら
エネルギーを与えても、中間子などがウヨウヨできるばかりで
単独では取り出せないのです。

よく、「スピン」とか「電荷」「色荷」とか聞くけど一体何？

電荷はわかるけどさぁ。

便乗質問。
ストレンジネスってなに？

>>24ゲルマンジョーク

>>24
ゲルマニズム

っていうか、メソンってなんで対消滅しないの？
クォークと反クォークから出来てるんでしょ？
変な感じがする。

>>27
ほっときゃ勝手に対消滅するよ。

>>27
ちゃんと particle data group を読みましょう。
http://pdg.lbl.gov/2000/contents_tables_mesons.html
例: π0 -> 2γ 平均寿命 8.4 ±0.6 * 10^-17 sec.
π0 = (uu - dd)/√2 uとdの後半は反クオーク

>>29
あんたら物理屋でしょうが。
物理専門じゃなくて、ただ興味あるだけなんだから
わかりやすく説明してくれたっていいじゃん。

そんな乱暴な言い方じゃ誰も分からないよ。
世の中通ると思ってるの？
俺は２７では無いけど、すごく不愉快だ。

＞世の中通ると思ってるの？
そんな偉そうな言い方じゃ誰も「ハイそうですね」とは言ってくれないよ。

>>30
人の親切を当然のものとして受け取るタイプの人なのですね(w

>>30
２ちゃんと２ちゃん以外ではみんな使い分けてるから大丈夫なんですよ
分かったらとっととお帰りください

>>23
スピン…粒子の内部角運動量
電荷……電磁相互作用の結合の強さ
色荷……QCDの結合の強さ
でいいのかな？ 後の２つはもっと厳密な定義がありますが、
わかりやすく説明する技量がない。

>>24
sクォークが担う量子数のひとつ

>>27
必ずしも同じクォークとその反クォークからできているとは
限らない。例えばπ+は(u,反d)。対消滅できず弱い相互作用
でしか崩壊できないので比較的寿命が長い。2.6×10^(-8)秒

>>29の言うようにπ0は同じクォークと反クォークの組合せなので
対消滅可能。わずか8.4×10^(-17)秒で崩壊する

>>30
ちゃんと参考にすべきweb pageにまでリンクが示してあるのに
甘えるな。教えてクンで世の中通ると思ってるの？
俺は29ではないけどすごく不愉快だ。

ていうかさ、メソン、クォークとくればそれなりの知識を持った人間とみなすでしょ?
何で物理屋対素人の構図に持っていくわけ?
大体>>28>>29の流れで十分説明になっていないかえ

>>35
ブルーバックス読んでれば素人でも
中間子やクォークぐらい知ってる。
俺もそんな素人の一人（ｗ

>>28-29で十分だろう

>>37
うぅ・・・
バカな素人にはわからんのよ。

>>31-33
ごめんね。少し口が悪かったみたい。
学問板って初心者を見下す傾向が強いから
それを言いたかっただけ。

別にみんなが嫌いなわけではない。
謝ります。

>>39
最初にもらったレスについてさらに質問して、
それに誰かが答えて…というふうに、徐々に
話が進んでいくのが掲示板の流れではないの？
でないと回答者側の負担が大きすぎるよ。
いきなり全部説明する義理も義務もないし。
そもそも文句言われる筋合いないし。

ミューオンの崩壊から発生する電子の最大エネルギーはどうやってけいさんするんですか？

>>41
e が最大エネルギを持つのは、
decayで生じたeと残りのνが直線上で逆に走る場合である事を踏まえて、
1. ４次元運動量の保存則 P_μ = P_e + P_ν + P_反ν
2. 各粒子の ４次元運動量のノルム＝質量 な関係式
から求める。大体、μの質量の半分くらい。

うっ、前の方を見たら、なんか凄い事になってる… 説明が雑でスマソね

この場合ニュートリノの４元運動量のノルムはゼロとしていいんですよね。ありがとうございます。

ノルムじゃなくて質量がゼロでした。

相互作用に関わる粒子の質量によって
力の伝播範囲が決まるのはどうして？

例）光子（質量０→距離無限大）
　　メソン（質量大→距離小）

感覚的にはわかるんですけどねぇ・・・・

>>46
>>9の説明では不充分でしょうか。

>>47
サンクス。
長文で適度に改行が無いレスは読みにくいのよ。
特にＰＣでは行間が狭いし。

>>48
失礼だな。どうしてあなたのPCの設定のことで
漏れが文句言われないといけないの？

>>49
実際、知性を問われる。

>>49
まぁまぁ、バカも多いし、ﾏﾀｰﾘ逝こうや。

めそ、ｺﾞﾌｯｺﾞﾌｯ。

強い力と核力の違いを教えて下さい。
やっぱ、核力は中間子のやりとりを単位としていると考えていいんですか？

>>53
>>18の説明では不充分でしょうか。

色は男女が後背位で重なっている様子を象形化した文字です。
色の力とはすなわち男女の性欲による惹きつけあいの事です。
こんなミクロな世界にも性欲があるとは驚きですね。

性欲＝チンコ・マンコ相互作用

>>56
おもしろくない

β崩壊について教えてください。
全然理解できません・・・

何で崩壊なのに原子番号が上がるのでしょうか？？？

原子番号の定義を言ってみ?

>>58
ネタ？

n -> p e nubar

β+崩壊について教えてください。

崩壊だから原子番号が下がるのでしょうか？？？

>>58
理解しようとする前にまず最低限の知識をつけろ。
他人に手間を取らせる前に本ぐらい読め。

少々中間子について質問なんですけど、なんで中間子はクォークと反クォークで出来てるのに消滅しないんですか？
特殊な束縛状態なんですか？

激しく外出！！ この擦れ読む！

良スレ、age

>62
うぜえ。しねデブ

form factor と decay constant ってなんですか？

バカと賢人のやりとりはおもしろいなぁ・・。

>63
クォークは各種類（ストレンジネス）ごとに
2（クォーク・反クォーク）×3（赤，青，緑）種類ある．
※）反クォークで青色とかクォークで反緑色とかは無い．

で，素粒子は必ず色が’白’になるような組合せになっている．

メソン（中間子とか）だと例えば赤のクォークと反赤(そんな色無いけど
たとえだから気にするな)の反クォークの組合せになる．

ハドロン（だっけ？）だと赤・青・緑又は反赤・反青・反緑の組合せになる．

で，どの場合もそれぞれのクォークの色が違うから同じ種類の
クォークであっても色が違うので対消滅はしない．まぁ，そんな感じだ．

以上，ブルーバックスの「クォーク　第2版-素粒子物理はどこまで進んできたか-」
からのうろ覚え知識ﾃﾞｼﾀ（・∀・）!!

×ハドロン
○バリオン

つかよく読むとえらい事書いてるな…
×ストレンジネス
○フレーバー(ストレンジネスはフレーバーの一つ)

メソンは中間子そのものだし、gammaでpop upした中間子は同じ色でしょ

> 67

かなり大雑把に言って、

form factor
メソンが光子を放出する確率振幅
Ex: π -> πγ

decay constant
メソンがレプトンに崩壊する確率振幅
Ex: π -> eν

どちらも摂動論では計算できません。

アツいスレだな。age

>>72
むしろ下のようにpionが真空に（W+)にいくときが　decay constant で、

u--------|　　W+　　｜------mu+
　　　　　|----------|
dbar-----|　　　　　｜-------nu

K--->pi l nu のように　K-->pi のtransition が form factor じゃないの？

>>22さんの言うようにクォークを単独では取り出せないとずっと思ってたんだけど、
こんなニュースを見つけた。
誤報なのか？

クォークの分離に成功
http://www.astroarts.co.jp/news/2000/02/23quark/index-j.shtml

クォーク･グルーオンのプラズマ状態て事は、
むしろ巨大なクォークの雲ができたという事でしょ。
分数電荷を持った粒子の単離とは全然違う。

>>76
なるほど、タイトルに騙されてしまったようです。
ありがとうございました。

>>76
ん？高エネルギーで単離しても何の問題も無いけど？というか、こういう実験以外に
なにをもって単離と言えと。

>>78
>>76のほうが正しいと思いますが。実際に1つのクォークを
取り出したわけではないし。核子や中間子と違って confine
していない状態を作り出しただけで、単離ではない。

ソースにも単離じゃなくて分離って書いてあるし。

>>79
言いたいことはわかるんですが、感覚の違いかなぁ。

単なる言葉尻の問題になるけど、高エネルギーで結合定数が小さかったら
ほとんど自由粒子で単独に存在してるでしょ？　人間がいる低エネルギーで「はい
これがクォークです」ってのができない以上これを単離と呼んでもいいよね？

例えば、そのエネルギー領域に住んで観測できる人がいれば（無理だけど）自由粒子
としてのクォークを観測できるわけで・・。今の真空の相を基準にに持ってきて単離って
言うのは不可能だし変だと思うけど。

>>80
「クォークは単離できない」ではいけないのですか？
「単離」の意味をゆがめてまでQGPを「単離」と呼びたい理由がわかりません。

>>81
別にゆがんでないのでは？　単独で離れて存在している状態がQDPなんですよね？

QDP -> QGP　ｽﾏｿ

それから、>>79は単離と分離をなんか分けて言ってるけど同義語だよ。

>>81
うーん、やっぱ言葉尻の問題になったか。もともと化学用語の単離と言う言葉を素粒子に
対して使うのに意味が無いので、ゆがめるも何もそれぞれがおもってる意味が違えば話は
単に平行線なだけです。

私は「クォークは単独で存在できるか」という意味で読んでいました。だから、QGPのような
高エネルギー状態では単独で自由粒子のように振舞えるといったまでです。

もし、話の流れと違う、前後を読み違えているというのでしたら謝ります。ごめんなさい。

クォークに内部構造はあるんだろうか･･･
中身はひも？？

>>86
ひもとクォークではエネルギースケールが極端に違うので
更に階層がある気がしますがするだけ…

クォークは陽子に電子線を当てて存在が確認されたんだろ？

>>88
その通りですが何か

>>89
なのに取り出せねぇのはおかしくないか？

指で摘んで出しちまえよ。　＞　クォーク

反粒子消滅のなぞ解明につながる新現象を観測
http://www.yomiuri.co.jp/00/20020311i313.htm

>>90
(ﾟДﾟ)ﾊｧ?
取り出せるって。既に。

asymptotic freedom

>>92
何回も話題になってるのにいまさらって感じ。
書き方もよくわからんし、誰かきちんと
説明してくれないかなぁ…

>>90
南部陽一郎のブルーバックス「クォーク」を読んでみるよろし。

>>95
今回見つかったのは「B中間子における直接のCPの破れ」現象で、これは世界初の快挙です。
K中間子でも間接のCPの破れは30年以上前から確認されていましたが、
直接のCPの破れが実験的に確立されたのはほんの数年前の話です。
簡単に言うと
- 間接のCPの破れ->異なるCP固有状態の粒子反粒子が同じ終状態に崩壊する事
- 直接のCPの破れ->粒子反粒子間で異なる崩壊振幅を示す事
で、両者は全く異なる現象です(Bの場合更に複雑ですが)。

この確認により、小林益川理論(カビボ理論を拡張した6クォーク模型)を
骨子とする標準理論がますますゆらぎないものとなりました。

クォーク理論と言えば、そのとっかかりを作ったのは
坂田昌一だけど、彼は、クォーク理論でノーベル賞が
与えられたと１９６９年に死んでるよね。

これって、失意の死だったの？　ちょっと気になったもので。

>>97
まだ、ペーパーにもなってないし、アメリカでも見つかってない
ようなので断言するのは時期尚早なのでは？

100

>>99
単独実験でも正しい解析が行われれば認知されるというのは
神岡が良い例だと思いますが？

>>101
それもデータと解析がたまってからのことだから。断言するのに時期尚早というのは別にいいのでは？

>>99
5σ超えてないしね。

素粒子理論について語りましょう。　　　　　　　　　　　　　　

>>104
膜宇宙論にとっては素粒子ってどういう存在なの？
ホーキング博士（･∀･）ｶｺｲｲ!