素粒子シミュレーター

素粒子シミュレーターを作りたい。
理由は、素粒子シミュレーターを作って、
各粒子を視覚化したら面白いと思うから。

とりあえず、陽子、中性子、電子の３つの粒子の
運動を描こうと思う。

原子核の周りを浮遊する電子を見てみたい。

筑波スレ

俺、量子力学まったくわかってないから
古典力学っぽく考えてる。

電子と陽子の間には、電磁気力が距離の2乗に反比例して働き、
陽子と中性子の間には、重力が距離の2乗に反比例して働く。

ぶつかったら、完全弾性衝突をする。

これじゃダメですか？

>>2
すんまそん
筑波スレってなんですか？

ちなみに、電子と中性子がぶつかると・・・
という問題が起きてしまいます。
誰か助けてー(ToT)

ちょっとは勉強してからやったほうがいいと思うよ。

>>1
世の中にはGeantというものがあってのう…

といきなり夢を打ち砕く香具師w

>運動を描こうと思う
こう思ってる時点でもうだめぽ

ん、原子核を周回する電子と中性子との反応とを同じスケールで描こうとしてるのか。
それは野心的杉。

1がやりたいことは GEANT とはちがうんでないかい？
1はむしろ原子モデルを■化したり、素粒子って言ってってことは、
ゆくゆくは核子なんかの構造まで■化したいということではないだろうか。

後者なんか最先端の物理学者たちが取り組んでる問題。
たとえば最近話題になったクォーク凝縮の実験的検証なんかも似た部類では？

ともかく、かなり高度な知識を必要とするから1は中学出てからまた考えなおしたほうがいいね。

万有引力ではだめなのか?
なぜ、水素原子でやろうとする?

>>7
geantってなんかすごそうですね。
量子力学を何も知らない、俺には手も足も出ない感じがします。

素粒子って書きましたけど、基本は陽子、中性子、電子です。
これが完成して、
さらにミクロな方向（クオークなど？）へ行くか、マクロな方向(分子の世界）へ行くかは未定です。

まず、目標は原子核の周りをまわる電子の様子を
シミュレートしたいと考えています。

疑問１
・陽子、中性子、電子を質点とみなし、その運動方程式を立て
微分方程式を解く事は妥当なのか？

予想:妥当である

疑問２
・もし、妥当であれば陽子、中性子、電子に働く力はなんなのか？

予想:電磁気力、重力
電磁気力って陽子と電子の間にかかる力ですよね？

疑問３
・陽子と中性子は重力によりどんどん引き合うけれど、それでいいのか？

>13
せめてシュレディンガー方程式解いて下さい。

衝突に関して
原子核と電子の距離は非常に大きいらしいので
衝突はしないと仮定する。

また、陽子と中性子も衝突しないと仮定する。
（根拠なし）

とりあえず、こんな感じで作ってみます。

>14
やはり、シミュレーションには量子力学の知識が必要なのでしょうか？

陽子、中性子、電子シミュレーションに必要な知識を得るための
お勧めの本ってないでしょうか？

>16
そりゃそーだ。

なんで量子力学の基礎概念すら全然分かってないのに、素粒子の動き
なんかをシミュレーションしたがるのかが謎。

どっかで「素粒子シミュレーター」って言葉を吹き込まれたんだろ。
馬鹿なやつほど難しそうな言葉を聞くとすぐその気になるからな。

重力と電磁気力のスケールの違いも理解してなさそうだから、ダメだなこりゃ。

つーか、>>1よ。
+とゼロの電荷でしか構成されていない原子核が、
バラバラにならない理由を知ってるかい?

素粒子というのは、電子、陽子、中性子の事なんですが。

プランク定数を０と考えれば・・・

>>21
重力じゃないんですか？

君、最高。

世の中って実はかなり複雑な物理法則に支配されてるのですか？
それとも、コンピューターでシミュレートできるくらいの（計算量は無視）
簡単な物理法則に支配されているのですか？

統一的に解釈できても、実は複雑なんですか？
世界ってなんなんだ・・・ｗ

>>23
試しにヘリウム原子核でも仮定してさ、
君の知ってる万有引力とクーロン力の公式に、
原子核の半径と、陽子の質量をあてはめて計算してみ。
つりあう?

>>25
それを専門に何十年と働いて、飯を食ってる連中が
万の単位を下らない程には複雑です。

なるほど、釣り合いませんね。

中間子の存在は確実だと思っていいのですか？

>>27
複雑である事と、
理解できない事は別問題では？

単純な規則の数列であっても、
その規則性を見出す事は難しかったりします。
セルオートマトンとかね。

>>28
＿|￣|○ﾂﾘﾀﾞﾛｳｶ…

湯川って何十年前の人間よ?

とにもかくにも、“力は４つある”という前提から始めて下さい。せめて

とりあえず、陽子と中性子の問題は仮説どまりなんですか・・・
シミュレーションは難しいのでしょうか？

中性子が陽子と電子と反電子ニュートリノに分解するっていうのは
なにが起こっているのですか？

陽子と電子と反電子ニュートリノを一箇所にまとめると、中性子に
なるんですか？

強い相互作用 グルーオン(糊粒子)
電磁相互作用 無限大 光子(フォトン)
弱い相互作用 弱中間子(W±,Z0)
重力相互作用 無限大 重力子(グラビトン)

弱い力は考える必要あるんでしょうか？

ベータ崩壊考えるつもりなら。

強い相互作用はマジメに計算しようとすると
筑波大がスパコンを駆使するくらい難しいよ。

＞とりあえず、陽子と中性子の問題は仮説どまりなんですか・・・

いったいどこからその文章を導き出したのだ？

>>32
仮説も何も、その辺は人類史上類を見ない精度で観測と一致する、
非常に精緻な理論が知られている領域だぞ。
だからといってそれを使いこなすのが簡単というわけでもない。
難度で言えば、もっとも単純なレベルの計算を大学院のマスターがひいこらこなせるくらい。
そしてシミュレーションというのは、それをコンピュータに計算させなければならない、
という事は、「何を計算させるか」を完全に理解していなければならない。

悪い事はいわないから、もっと体力を蓄積するか
陽子と電子の二体系(電磁相互作用のみ)でも作って満足しなさい。

質問連発しまくりだけど、まず自分が何を質問してるのかわかってるのか？

>>37
陽子と中性子だと、QCDの範疇だからQEDほどの精緻さはないと思うぞ

>>1って高校生なの?パソコン覚えたての厨房かと思った。

いや、だからさ、やりたいのは素粒子じゃなくて、シミュレーションだろ?(おそらく)
もっとやさしいのから、やれよ。

>>1の知識だと太陽系シミュレーターくらいから始めた方がいいのではないかと思う。

そして天文板で「摂動くらい勉強してから来てください」とぼろくそにけなされると。

>陽子と電子の二体系(電磁相互作用のみ)でも作って満足しなさい。
それは、中性子と陽子の相互作用のインプリが難しいという意味ですか？

>いや、だからさ、やりたいのは素粒子じゃなくて、シミュレーションだろ?(おそらく)
素粒子のシミュレーションですけど・・・

>>42
太陽系シミュレーターというか、引力だけのシミュレーターは作りましたけど。

だから、素粒子は粒子じゃないんだってば。量子なんだよ。

重力と電磁気力だけで核子シミュレーションをやりたいだって？？？ｗ


まぁ、がんばってくださいｗ

＞太陽系シミュレーターというか、引力だけのシミュレーターは作りましたけど。

どうせボールが飛び跳ねるアニメをベーシックで作ったとかだろ？ｗ

>>44
もまえはここまでの説明を何も聞いていなかったのかw

まぁ、そうギャンギャン言わずに、引力だけのシミュレーターという
ものの内容だけでも聞いてやろうではないか。

じゃ、>>1ﾄﾞｿﾞｰ
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓

太陽系シミュつっても2体どまりなんだろう。まずは多体系でがんがってみろや>>1。

いやいや、実はシンプレックス法とか駆使してたりして

http://science2.2ch.net/test/read.cgi/sci/1010255685/90-152
多体系は大変。だいたいどんな現象を見てみたいかという意図によって
いろいろ近似をしなきゃいけない
最小限の近似で超精密に作って本当にリアルに
物理現象を再現するにしても、目的のために最大限の近似を行うにしても、
物理的センスを最大限に発揮して近似法を選ばないと
全然シミュレーションになってくれないだろうな。

そもそも、古典力学でもこれなんだから…

>>44
そもそも量子力学の世界では粒子の運動を見ること自体がある精度以上には原理的に無理なんだよ。
惑星の運動のようにはいかない。不確定性原理とか聞いたことないか？

惑星をなめるな

記念カキコ

太陽系の運動方程式なら工房でも立てられる
（このスレのやつは工房以下が多いが）

さて、この微分方程式と
単純なシミュレーションのズレはどれくらいだろうか？
って事が重要なわけだ。
（このスレでわかってるやつは２人くらいか？）

瞬間移動をしよう

よし、しよう！
そんでどこ行く？

無重力空間で、真空のところに、二個の玉を用意して、それらを
異符号に帯電させて引力を生じさせ、相互に回転させるようにしたら、
重心の回りを楕円運動するのだろうか?

>>59
　するだろね。で？

13 ：ご冗談でしょう？名無しさん ：04/03/12 22:39 ID:uHtoI0d+
疑問１
・陽子、中性子、電子を質点とみなし、その運動方程式を立て
微分方程式を解く事は妥当なのか？
予想:妥当である
疑問２
・もし、妥当であれば陽子、中性子、電子に働く力はなんなのか？
予想:電磁気力、重力
電磁気力って陽子と電子の間にかかる力ですよね？

疑問３
・陽子と中性子は重力によりどんどん引き合うけれど、それでいいのか？

疑問１ばつー（１００年くらい前なら良いのかも）
疑問２ばつー
疑問３きがついたのか？

うーむ。何を言っているのか分かっているのか？
大学もとい高校物理の教科書を読んだ方がいいぞ。

＞素粒子というのは、電子、陽子、中性子の事なんですが。
＞プランク定数を０と考えれば・・・
かっこいー。位置と運動量はどうなるんですか？
そのまえに、運動量ってしってるか？

糞スレageるな

素粒子同士の重力の相互作用はどうなってるの？

まずは２つの中性子で。

・陽子、中性子、電子を質点とみなし、その運動方程式を立て
微分方程式を解く事は妥当なのか？

→　基本的に陽子、中性子、電子などの微粒子は不確定性原理より
厳密な挙動は記述できない。これら微粒子の支配方程式である
シュレーディンガーの波動方程式により表される波動関数Ψの絶対
値の二乗、つまり|Ψ|^2がその粒子の存在確立の密度を与える。
よって、陽子、中性子、電子を質点とみなし、その運動方程式を立て
微分方程式を解くということは事は、シュレーディンガー方程式を解く
と考えるべきである。

・もし、妥当であれば陽子、中性子、電子に働く力はなんなのか？

一番大きな作用はもちろんクーロンポテンシャル。ちなみに中性子には
電荷がないので、中性子は陽子との間でのパイ中間子による相互作用
によって力が働く。

・陽子と中性子は重力によりどんどん引き合うけれど、それでいいのか？

→　これらの粒子の質量は10の-27乗kgオーダーなので実際に数値計算
を行う場合、万有引力などは考えない。というか考えても意味がない。という
か、重力は質量がある物すべてに働くので、もちろん電子にも重力は働く。
電子の質量は10の-31乗kgオーダーなのでこれも万有引力を考えても意味が
ない。

というか、そもそも素粒子シュミレーターという考え方は非常におかしい。
不確定性原理によってその粒子の位置と運動量が一緒には決まらない
と言っているのに、なんでシュミレートできるのか俺にはわからない。

分子軌道法によって原子や分子の構造を考えるというのなら話はわかるが。

原子というのは原子核の周りを電子が回っていると考えれば理論的に実験結果
とよく合うというだけであって実際に原子の中がどうなっているかなんて誰にも
わからない。見たこともないし。ただそう考えればうまくいくってだけなんだもん。

ま、最後のは極論だけどね。

こういうスレッド見るにつけ、この板って素人ばかりなんだな、と思う。
立てた奴がっていうんじゃなく、マジレスしまくってる連中。

そもそも玄人がこんなとこまでくるわきゃねーだろ

>>66
素人というより、専門ではないというだけだろ。
物理のド素人は>>1以外はそんなにいなさそうだが。

>>64
のせいでこのスレ終了。

でも一応age

日本GEANT4ユーザー会
http://www.geant4.org/G4UserGroup/ja/

>>70
GEANTって何て発音するの？

げあんとぅ

とりあえず、シュミレーターでなくシミュレーターと正しく表記している点では
>>1は評価できる。


それ以外の点ではカス。

素人を騙せるイメージが描きたいってことか？

age

磁場かけてクルクルまわせばそれっぽく見えるかも．．．．と釣られてみる。

>>1　大変よい質問。
多分やりたいことは原子軌道計算か分子軌道計算のこと。
まずは陽子１個と電子１個の水素原子や、分子内での電子の状態が
どう扱われているかを調べて見ること。
小難しい世界に放りだされることになるが、
惑星の運動を計算する方法とは違うことに気づく。
入門書も結構ある。ブルーバックスなど。
分子軌道計算は化学の分野で発展し、
実際、新薬の開発などでバンバン使われている。

検索キーワード（意味はわからなくともよい）
量子力学　量子化学　物理化学　計算化学　分子軌道法
波動方程式　シュレディンガー方程式　固有値問題
有機化合物　芳香族　π電子

66>>　全くそのとおり。逆に力量を試されていることに気づいていない。

>>77
低脳が立てて厨房が釣られてる糞スレを半年ぶりにageて
明後日の方向に突っ走るレスをしてる君も知れたものだ。

ネルソン流でやってみれば、古典モデルの拡張でも、結構使えるのができるのではないかと。

恥ずかしい>>77のいるスレはここですか？

あげ

コンピュータシミュレーションなら確率過程量子化

1>>の立場の人たちへ。
初学者はネルソン流・ボーム解釈、とか小難しいことに惑わされないように。
正統とされる学説から入って、理解した上で亜流とされる学説に入ること。
亜流の学説のほうがかえって難しい。

>>78,80　自分に返ってくる天に唾するresponce。
2chは所詮ガス抜き(degas)、屁をたれる場。
検索される有用な情報を載せたほうが勝ち。
そう反撃する自分も恥を知る（ﾍﾟｺﾘ）。

オナニーはいいから>>1を救ってあげなさいよ
もう見てないだろうけどw

まぁ何だ。香ばしい人たちの登場する季節ってことだ。

>>83
もう少しちゃんと>>78を読め。

>>86
>>83をよく読め。
たかが2chだと言ったはずだ。

恥知らずな野郎だなw

全員同族

モンテカルロ

シミュレーション

やりたい。だれか系統的に勉強出来る本
しらない？

そんな大仰に構えるもんじゃないでしょ

てーかPDGでも見とけ。

ttp://www-cms.phys.s.u-tokyo.ac.jp/~naoki/RESEARCH/REVIEW/index.html

運動じゃないんだよ。分布なんだよ。

ttp://homepage.mac.com/mike1336/md/app/j551_600/568_H2inTheBoxFPMDP/H2inTheBoxFPMD.html

古典ビームの散乱計算なら、よく見ますね。数MeVのイオンビーム散乱とか。
それでシャドーコーンとか書いてある絵は、まあまあかっこいいです。
でも、一番気になる点は、核子は素粒子じゃないしってことです。

広義の素粒子でいいっしょ
でないと素粒子物理学はバリオンを扱わないのかという話になる

時間発展のSchrodinger方程式解いて波束の運動を追えばいいのでは。一次元問題なら、今のパソコンとlinuxで環境は十分。学生実験でよくやるやつ。

電子の波束とか原子核の周りでぐるぐる回ってたりするのを
すごい３Ｄ映像で見られればそれはそれで面白いかな。

ぐるぐるって、実部だけを追うのか？

"分布"を図示すればいい、というかそうしないと理解できないでしょ。

>>100
それがいつも問題だね。実部だけよりは絶対値自乗の方が物理的意味があるだろうけど、そうすると干渉とかがわかりづらい。
一次元ならWigner関数とかを二次元で表示すれば一応全情報を表示したことになるんだけど、３次元だとどうにも。

色変えれば。偏角を色相に対応させて、
明るさを絶対値に対応させればいい。

おれ、ゲームプログラマーなんだけど、
ここのすごい頭脳の人たちに質問していいですか？

ゲームの世界は絶対座標で構築してますが、
宇宙のシュミレーションとかは、どういう座標系でやるの？

適当な計算しやすい座標系

>>105
すいません、
バカにも分かりるように説明してください。

座標系は好きに決めて良い。

>>107
地球を中心に絶対座標系でいいんですか？
ちなみに、宇宙とかをシュミレーションするために記述する言語は、
Ｃの 浮動小数点　みたいに 整数部と小数部が固定長じゃなくて、
可変長の固定小数点？みたいなのを使ってるんですか？

すいません。質問追加です。

現在のコンピューターを使って、
素粒子をシュミレーションする場合、誤差が出ます？

つまり、いくら大きいなビット数の固定小数点を使っても、
宇宙の座標は連続しているので（？）、
どうしても誤差が出てしまうように思うのですが。

>>108
　適当に決めるんだよ、そのシミュレーションの内容によって。

　太陽系の惑星の運動をやるなら、全体の重心を原点に、運動量が０になるような
慣性系を選べば、全体が見やすいだろう。銀河の自転運動なども同様。
　ラグランジュポイント周辺の揺動を知りたいのなら、地球を中心に、月の位置が
（ほぼ)一定になるような回転座標を使えば良いだろう。
　場合によっては、空間座標でなく運動量を座標にすることもあるし、そもそも時間変化
がそもそも考えられないような場合（時空そのものを考えるときなど）では、単に方程式を
近似的にとくだけというシミュレーション（とは言えんかも知れんが)もある。

　誤差の問題については、どのくらいの誤差が出るものか別途計算しておく。
で、出来るだけその誤差が小さくなるようにアルゴリズムを考え、プログラムを組む。
　つーか、このくらいプログラマというなら常識だろ。振り子のシュミレーションでも
プログラムの組み方次第で誤差の積み重ねでとんでもない結果が出ることだって
あるだろが。

>>110
やっぱり、誤差がでる計算しかないんですね。
それでは、１億光年離れた、２つの素粒子の量子効果は、
（計算に１億年以上かかったとしても）
シュミレーションできないってこと？

よく見る、銀河の衝突とかのシュミレーションは、
やっぱり量子効果を無視してるんですかね？
つまり、正確ではないってこと？

素粒子単位の分解能で、重力は当然一般相対論で
銀河の衝突シミュレーションすると？
まずは必要メモリー容量でも試算してみて

　そもそもの理論からして近似でしかないのに、誤差０を追求して何の意味があるのか。

　ここでの話で言えば、量子論的重力理論さえ出来ていないのに、素粒子の個々の振る舞いまで
考慮した重力現象のシミュレーションをして何の意味があるのか。

　シミュレーションする前に、まず何が知りたいのかをはっきりさせろよ。でなけりゃ
自分のやってることもわからなくなるぞ。

>>112　そうそうそういうことが言いたかった。
頭悪いから説明下手でごめんね。

それで、物理用の言語？は、
その分解能を連続させる、ものすごいアルゴリズムでもあるのかなぁーって思ったのよ。

やっぱ、あるわけないよね。

衝突する銀河に含まれるあらゆる天体をも正確に計算する
恒星が惑星を従えているものもあれば恒星の多連星、ブラックホール、全て正確にだ
ブラックホールの量子・素粒子挙動応答も正確にだ
惑星であれば大気流体の運動、ドレイク方程式に頼るか知らないが生命の生存確率
そこに生きる生物の行動、知的生命体の容姿も進化も、当然彼らの思考もだ
分子とかのレベルどころではない、素粒子の細かさで…
そんなマクロからミクロまで全てを正確に予言できる方程式
…誰が作るんじゃい

むしろ、誤差を含む近似計算でもうまくやることで重要な物理的事実を捉えられるという点が大切では。いい例えかどうかはわからんが、計算機なしでも原子力は発見されたし、今からみればぼろい計算機しかなくても月へは行けたわけだ。

世の中の全てを量子力学で計算しているのではなく、
統計力学も広く使われている理由を考えた方がよい

つーか、一番使われているのは古典物理学だろう。みんな近似でててくる理論なのにね。

age