ヒッグス粒子って今リアルに存在してるの？

粒子が質量を持つにはヒッグス粒子との相互作用が必要ですね？
確かに、静止宇宙であれば全宇宙にヒッグス粒子が敷き詰められてると
考えればイイですが、膨張している場合がわかりません。

ヒッグスが励起しているとすると、拡散してしまいます。
なら、励起していないで一様に存在すると考えるんでしょう。
しかし、わからないのは、励起もしていない粒子となんで相互作用できるんでしょうか？

そもそも励起せず存在してるとすれば常に１００ＧｅＶ相当の真空のエネルギー
があることを意味するのでマズイのではないでしょうか？

メコスジ粒子って今リアルに存在してるの？

(,,ﾟДﾟ)∩先生
すこし、簡単に説明いただけますか?
専門用語多杉

簡単のため、膨張していない宇宙で考えることにする。
物質が質量を獲得するにはヒッグス粒子と相互作用しないといけない。
けれど、ヒッグス粒子って空間全域に敷き詰められてるの？
ヒッグスって１００ＧｅＶ（陽子の100倍も）の質量があるわけで、とんでもないエネルギー
を持つことになってしまう。ところが、現在の宇宙は
電弱相転移によってヒッグス場のエネルギーは０になってるはず。
この矛盾をどう解釈したらいいんでしょうか？

戸塚洋二先生の教科書「素粒子物理学」では、（電弱相転移によって）
ヒッグス場の真空期待値は、元々０だったものが（現状のように）１００ＧｅＶ程度になった、
（そのときに大きな転移熱が発生したはずで、それを実験室で再現する良いアイデアはないだろうか）
などと説明されていたように思います（今手元にないので記憶に頼って書いています。
後で確かめて、大きく違っていたら訂正させていただくつもりです）。

すこし紛らわしいのですが、ここでいう「真空期待値」は、よく軸対称な
二重井戸形（ワインボトル型）に喩えて描かれるポテンシャルの縦軸ではなく、
井戸の底での横軸（半径方向、ヒッグス場の大きさを表すΦ）座標のことです。

なお私は、ヒッグスは補助場と言われるほどで、対称性を制御する道具に過ぎないので、
相転移は空想の産物だと思います。しかもスカラーで、格子ゲージ理論では
実は定数解しか持たないという結果があったはず。ただ、これがないと素粒子は
皆質量０になってしまいます。

・・・実は単に「電子の比電荷（の逆数）」を意味する、質量の次元を導入するための
定数にすぎないのではないでしょうか？

しかし、私の博士論文はそのことも含めて問答無用で、５名からなる審査委員会によって
大半を削除させられました。０７年になっても「ヒッグス粒子」や「超対称性粒子」が
見つからなかったら、巨額の税金が投資された、ＫＥＫなども含めた組織的な詐欺ということで、
本気で１千万円弁償していただきたいです。

実験自体は、データさえごまかさなければネガティブな結果であっても貴重な事実なのですが、
その予算獲得のためにもっともらしい専門用語でありそうもない粒子の発見を予言し、
人事権をもつ教授が異なる意見を持つ者から言論の自由を奪い、学界から排除するのは
組織犯罪的だと思います。

（注）戸塚先生は審査会と無関係で、お話したこともありません。
特定の個人と言うにはあまりにも多くの大学研究者にかかわる問題です。

学部の知識+ニュートンの知識

じゃなくて、ヒッグス粒子について知りたいなら
ちゃんと原著論文よめよ

>>6
>しかもスカラーで、格子ゲージ理論では
>実は定数解しか持たないという結果があったはず。

Elitzur の定理のことだろうが、それは Higgs effect とは矛盾しないですよ。

μ理論のコピペかよ

>ヒッグス場の真空期待値は、元々０だったものが（現状のように）１００ＧｅＶ程度になった、
その後、ヒッグス粒子はその質量を持ったまま空間中に存在していると考えてよいわけでしょうか？
粒子自体が励起してない（存在してない）となると、相互作用のしようがないのですし、
場の量子論の考えでいっても粒子がないと場自体の存在がないことになりますから。

問題なのは、それほどの巨大な質量がなぜ一般相対論に影響を持たないのかということです。
１００ＧｅＶスケールの結合エネルギーがあれば質量を０に持っていけそうですが
そんなエネルギーは定義されてないですよねえ。

「場の励起がある」というのと
「場に真空期待値がある」というのの違いを理解しましょう！

>>11
>１００ＧｅＶスケールの結合エネルギーがあれば質量を０に持っていけそうですが
>そんなエネルギーは定義されてないですよねえ。
もともとヒッグス場は超伝導のアナロジーからきてるから、レナードジョーンズ
ポテンシャルを考えられるんでは？ポテンシャルの谷の深さが質量レベルなら解決！

>>12
期待値というものが実際どのような状況かがわかりません。斉次真空ではなく
なんらかの構造を持っていて、そこの部分と相互作用していると考えれば良いんでしょうか？
だとすれば、真空の最小構造として１００ＧｅＶスケールで全てのループがカットオフ
されるはずで、１７０ＧｅＶもの質量を持つトップクオークなど存在できないように思うんですが
どうなんでしょうか？

13さんの解釈で正しいです。

14さん、斉次真空ってなんですか？？
「ループがカットオフ」とかいう名前を知っていて
斉次真空とかいうわけわからん用語を使うのは...
homogeneous vacuum ?
真空の最小構造？

ループのカットオフっていうけど、
ファインマンルールの導出判ってます？
真空の最小構造があるとカットオフが出ることを
(僕にでも、自分自身にでも)説明してください。

>13さんの解釈で正しいです。
あのラグランジアンからそんなポテンシャルが出てくるんでしょうか？

>真空の最小構造があるとカットオフが出ることを
>(僕にでも、自分自身にでも)説明してください。
真空相転移が起こるということは、真空構造自体が変わるという風に認識してますが
それは違うのでしょうか？最後の相転移が１００ＧｅＶスケールならば、凝縮系のアナロジー
より、現在適用可能な場の量子論がそれ以上では破綻していることを意味しますよね。
つまり１００ＧｅＶより小規模な領域を定義できないということ。
かつてΛ項を真空エネルギーから出そうとする試みが成された時に、プランク以下の
どこかの相転移でカットオフしようとしていたのもこの考えだと思われます。
解釈をまちがっていたら指摘していただけるとありがたいです。

斉次真空＝homogeneous vacuum
のことですが、何か問題がありますか？

>>16
>斉次真空＝homogeneous vacuum
>のことですが、何か問題がありますか？

homogeneous を 斉次と訳すのは
homogeneous polynomial とかの場合だけです
homogeneous polynomial の各項の
「次｣数が「斉(そろ)」っているからの意訳なわけで、
それをこの場合に適用するのはアホ。

ホモホモうるせーホモ

横槍失礼！
レナード・ジョーンズポテンシャルの斥力項が１２乗になぜなるのかがわかりません。
不確定性関係から求めれば逆二乗のポテンシャルになると思うのですが、どうなっているのでしょうか？

>>16
>それは違うのでしょうか？最後の相転移が１００ＧｅＶスケールならば、凝縮系のアナロジー
>より、現在適用可能な場の量子論がそれ以上では破綻していることを意味しますよね。

そのアナロジーを直接超伝導/超流動に適用したら、
転移温度とかギャップとかより高エネルギーでは理論が破綻してることにならなくね？？？
説明キボンヌ

いや、そもそも>>16は最初から最後まで間違ってるから。

>>20
>転移温度とかギャップとかより高エネルギーでは理論が破綻してることにならなくね？？？
>説明キボンヌ
要するに、凝縮系の零点エナジーが発散しないのは、構成原子スケールより小さい所でそれまでの
寄与をキャンセルするから。１００ＧｅＶスケールを最小とするなら、当然それ以上のエネルギー
の存在は許されない。
別に真空全体が転移温度を超えた場合のことをいってるわけではないのです。

>>22
キャンセルする具体的メカニズムってどうなっているんでしょう？
場の理論のゼロ点エネルギーが無限大出てしまう問題って
解決されてたんでしょうか？

最先端で誰も確定したことは分かってないことを
2chなんかで聞くなよ
真面目にやる気があるなら教科書と論文よめ

>>23
キャンセルメカニズムの一つとしては、数学的に演算子の順序を変えることによって
回避する方法がある。
一方、超流動の零点エネルギーのキャンセルについてはVoloｖikが原子間距離
以上と以下の寄与を全て考慮するとゼロになるといっている。彼は、宇宙の真空にも
この概念を適用し、注目を浴びている。
参考論文：http://jp.arxiv.org/abs/gr-qc/0405012

これは2chらしい香ばしい返答ですね

2年近く前のpaperでcitationが9
注目を浴びてるといえるのか？

>>27
彼自身が注目されてるということ。凝縮系を宇宙論に応用したことで、受賞してる。
http://physicsweb.org/articles/news/8/6/16
その論文はわかりやすいのを挙げただけ。この1年内にも三本近く掲載されてる
からそれを嫁。

超流動によるブラックホールのアナロジーっていうけど、
真空の変化というかボゴリュボフ変換で粒子が生成する、ってだけで
ブラックホールと言って良いなら、
媒質中の電磁波かんがえるだけでブラックホール扱っていると言って良くね？

超伝導は磁場が入ってこないように相互作用してるのはフォトンとクーパーペア。
ではヒッグスの場合、massless粒子と相互作用してるのは一体何？
ヒッグス粒子が励起してないなら、真空の期待値だといってるけど、それって具体的に何だろう？
真空の下部構造ってことになるんではないだろうか？

>>30
「真空期待値」を「真空という量の期待値」という意味だと思ってたわけね。
正しくは、「真空における期待値」。ヒッグス場が真空で０でない期待値を
持っている。

てか教科書よめ。

31に追加になるが、物理はそうやって日本語で考えるんじゃなくて、
数式で計算したあとに、
それを判りやすくするために日本語で言ってみているだけだから。

具体的に何だろう、って言っている自体全然駄目。
「真空の下部構造ではないだろうか」と言ってみるのは勝手だけど、
それを数式でどう表現する？

>>31
>ヒッグス場が真空で０でない期待値を持っている。
それだとやはり、真空全体に粒子が見出される確率がある。すなわち、粒子として
励起していることを意味するんではないのでしょうか？しかし、ヒッグス場のエネルギーは
ゼロである。これは矛盾してないですか？

>>33
だから日本語で考えるなと言っておろうが。

普通Higgs potentialをグラフ（ワインボトル型のあれ）に描くときは、横軸がφ、縦軸がV(φ)だけど、
真空期待値ってのは、「横軸」の値な。エネルギーは縦軸。
で、粒子＝場の励起は「縦軸」方向。
横軸に値を持ってたからといって、縦軸に値を持ってるかは別問題な。
多分どっちも単位としてGeVを使うから数式知らんやつは混乱するんだろう。

期待値ってことは、粒子の検出可能性（位置、運動量）ってことではないんですか？
それとも、別の意味になってしまってるんでしょうか？

>>36
お前の頭が量子力学で止まってて場の概念が入ってないことがよくわかった。
場の量子論で粒子がどのように表現されるかを理解しないと「真空期待値」は絶対に理解できない。

>>36
>37だけでもアレなので

＞それとも、別の意味になってしまってるんでしょうか？
系を記述する変数が量子力学と場の量子論では別のものになってるので、
期待値を取る変数も全く別のものになる。以上。

というわけで >> 40 が真空期待値を場の理論を使わずに
多粒子系の量子力学のことばで説明してくれるそうです

どうぞ
↓

Φ

どうも正準量子化ってのがよくわからん。生成消滅演算子を使う。そして
波動関数から演算子になるってどういうこと？何度読んでもよく分からない・・・

そんなあなたには、経路積分で相関関数を定義して、そこから LSZ で散乱振幅を読み取る。
そこはルールだと思って、現実とあうのは不思議だと言うことにしておく。
というのがおすすめかもしれない。駄目かな。

期待値＜φ＞ってことは、平均的にφである確率が高いということですよね。
ってことは、φからずれてる所、つまりエネルギーがゼロになりきってない所が
あるってことではないんでしょうか？
そうすると、この宇宙はムラだらけということですか？

>>43
量子揺らぎがあるのはヒッグスに限ったことじゃないだろ・・・

>>44
いや、真空のエネルギーがゼロにならないなら十分Λ項の起源になりうるわけなのに
誰もそこの議論をしない。もし、その量子ゆらぎによって生じるエネルギーの計算方法
を知ってたら教えてくだされ。

>>45
>>43を読んでもそんな論点は何処にも見当たらない。（ムラがどうのから連想できるわけない）
真空エネルギーをΛ項の起源として求めても、100桁以上デカく出てきて論外。

つ ttp://www.a.phys.nagoya-u.ac.jp/~taka/lectures/cosmology/webfiles/cosmology-web/node66.html

最後に一言
>>45
＞誰もそこの議論をしない。
無知を棚に上げてのこの物言いはやめとけ。

>>43
ぷっさいにふぁい、ぷっさいにふぁい！
よのなかみんな　ムラだらけ！！！！

>>46
>真空エネルギーをΛ項の起源として求めても、100桁以上デカく出てきて論外。
それは零点振動をプランクスケールまで足し合わせたときの話でしょう。
そうではなく、>>43で言いたかったのはφからずれてる所、エネルギーがゼロ
になりきってない所、要するにポテンシャルの底より若干エネルギーの高い所が
局所的に存在しているんではないんでしょうか？ということなのです。その微量な
エネルギーがΛ項に寄与していると考えられないんでしょうか？

>>50
ヒッグス場の真空期待値は場所によらない。

>ヒッグス場の真空期待値は場所によらない。
なるほど、しかし場所によらなくても期待値というからにはポテンシャルがゼロ以上に
成ってるんではないでしょうか？簡単に例を考えて見ましょう。
φ＝1で、V=0
になるとします。
ヒッグス場の場合、期待値で表わせるので
＜φ＞＝1
なわけですよね。いまφ＝0、1、2の三つの状態があるとして、それぞれの取りうる確率
が0.01、0.98、0.01だとすると、
＜φ＞＝（0*0.01）+（1*0.98）+（2*0.01）＝1
ですね。とすると、ポテンシャルV(φ)も期待値であらわされるので、
＜V(1)＞＝0.01*V(0)+0.98*V(1)+0.01*V(2)
　　　　＝0.01*100+0.98*0+0.01*V(2)＞0
となってゼロにならないと思うんですがどうでしょう？

＞　φ＝1で、V=0
なんでそうしたの？

>>53
いや別になんでもいいですけど。質問の真意がよく分からんのですが。

例えば、>>52の確率分布で、
V(0)=49, V(1)=-1, V(2)=49
だったら、<V(φ)>=0になるでしょ。

V(0)=149, V(1)=99, V(2)=149
なら<V(φ)>=100だな。

V(0)=-51, V(1)=-101, V(2)=-51
なら<V(φ)>=-100だろ。

もっと別のポテンシャルだったら平均はどんな値
にでもなる。

ていうか >>52で君が何が言いたいのか分からない。

>>55 はなんか見当はずれだな。
>>50 は、時空のある点のちかくでポテンシャルがノンゼロだったら
時間発展するとどうなるか考えたほうがいいと思う。
つっかえ棒でポテンシャルの高いところにとめていられるわけではないし。
すぐにポテンシャルのそこに転がり落ちるでしょう。おまけに相互作用があるので
すぐに転がり落ちたエネルギーはほかの粒子に転換してしまう。
それにかかるタイムスケールはめちゃくちゃ短いですよ。宇宙年齢に比べる以前に
1秒とかいうのもバカなぐらいにはやい。

>>55
>もっと別のポテンシャルだったら平均はどんな値
>にでもなる。
もちろんメキシカンハット型のポテンシャルですよ。それが最低、つまりV=0
となるところをφ＝1であると考えてみただけです。
だから、少なくともV＜0になるところは存在しないので、φの期待値を取れば
Vはかならず正になるのではないかということです。それがΛ項の元になってると
考えられないだろうか？ということです。
>>56
この>>52のように考えることは間違ってるでしょうか？

返答がまさに 56 に書き込んだことなんだけど。
V>0 の領域がある時刻にあったとしたら、一瞬あとにはすべてなにかの粒子になって
崩壊しちゃうので、宇宙年齢にわたって Λ に寄与することはできないです。
その一瞬はΛに寄与しますよ勿論。

>>58
いやそれでは相転移後のΦは期待値では無くって確定値になってしまうんじゃないだろうか？
>V>0 の領域がある時刻にあったとしたら、一瞬あとにはすべてなにかの粒子になって
古典的にそこに落ちるんじゃなく、底に落ちてもなお広がり（Φ＝1からのずれ）が
あるから期待値をとるんだと思うんですがどうなんでしょう？

>>57
> それが最低、つまりV=0
なんでポテンシャルの最低をV=0にしたの？

>>58
たぶん>>52は量子論の話がしたいんじゃないのかなあ。
量子論という言葉を使ってないけれど。

59 は自由場でΦからのずれの二乗の期待値が同一点でどうなるか計算してみたらいいと思う。

それは兎も角、
期待値というのと確定値というのと言葉遣いの違いだけで、何が問題なんでしょう？

物理は、数式でいろいろ計算して、その結果を実験と読み替えることのできる手続きな訳で、
「実際のところ」Φが「確定している」とか「していない」とか言ってもしかたがないです。
だいたいこのスレのタイトルの「リアルに存在してる」とかいうの時点ばかばかしい。
「リアルに存在してる」ということばを実験で原理的に測定可能なかたちで言い換えて、
どうそれを数式に翻訳するかいってもらわないとはじまらないです。

量子力学で、運動量と位置を同時に指定することが意味が無いように、
場の量子論では場のある時空点一点での値の確率分布を問うのは意味が無いです。
有限の時空領域で平均した場の値の確率分布は意味がありますが、
領域のサイズによって分布はかわります。
領域が小さいと分散は大きくて、領域が大きいと分散が小さいです。

> になりきってない所、要するにポテンシャルの底より若干エネルギーの高い所が
> 局所的に存在しているんではないんでしょうか？ということなのです。その微量な
> エネルギーがΛ項に寄与していると考えられないんでしょうか？
というわけで、その分散から確かに V>0 になりますが、それを計算するということは
まさにゼロ点エネルギーを足しあげているということです。

言葉で日本語で考えて悩む前に、
場の量子論の本を手にとって、鉛筆をうごかして、計算出来ることはやってから
その結果を解釈してください。

>>62
>それを計算するということは
>まさにゼロ点エネルギーを足しあげているということです。
そこが知りたい。というのは、零点振動のモードの足し合わせは調和振動子
から出てきますが、そのこととヒッグス場のφの期待値を計算するというのが
どう計算するのかが分からんのです。直接そんな計算方法は本に書いてないので
できればどういう風に計算するのかを教えて頂ければありがたいです。
あるいは場の量子論のどの項目に属する問題なのかも教えて頂ければ幸いです。

>>63
＞どう計算するのかが分からんのです。直接そんな計算方法は本に書いてないので
＞できればどういう風に計算するのかを教えて頂ければありがたいです。
＞あるいは場の量子論のどの項目に属する問題なのかも教えて頂ければ幸いです。
煽りとかじゃなくてマジレスでいうぞ。お前が持ってる場の量子論の本を"最初から"とばしたりせずに読め。

>>63
「有効作用の計算」と呼ばれるので、そこを読むように。
最近の教科書ならなんにでも載ってますよ。
ペスキンしかり九後しかり。

ただ、質問のしかたから判断するに、ヒッグス効果を勉強する以前に
自由場の計算を徹底的にやったほうがよさそう。

>>63
とりあえず、調和振動子一個からじゃない？

H=(1/2)p^2+V(x)
V(x)=(1/2)x^2

真空（基底状態）でのx,p,V(x),H,の期待値をそれぞれ求めよ。
できる？

>>65
有難うございます。ありました、有効作用と近似法！
>自由場の計算を徹底的にやったほうがよさそう。
>真空（基底状態）でのx,p,V(x),H,の期待値をそれぞれ求めよ。
そんな計算したことないんで考えてみます。

66 が出来んで場の量子論とは片腹痛いよ。
自分の状態を認識して、思い上がりをただして、
量子力学ちゃんと勉強しないと駄目だよ。
自分が賢いんだという思い込みを捨てて、
着実に勉強するしかないよ。

と自分にも言い聞かせないと。

このスレのいろんなひとのいうことが厳しく聞こえるかも知らんが、
もし君が大学院でこういうことをしたかったりするなら
みんなもっと遠慮なくボロクソにいうだろうし、
知ったかぶり、わかったふりをして、難しいところを勉強しているふりを
ずっとつづけたためにおかしくなっちゃうひとが頻繁にいるので、
ヒッグスなんか勉強するのはやめて
なにか場の量子論の教科書きめて最初から勉強してください。

勉強ってのは式変形を理解して、物理を理解して、演習問題解いてってことですよ。
教科書を眺めて、そこにかいてある英語か日本語で連想して、妄想するってことじゃないから。

>H=(1/2)p^2+V(x)
>V(x)=(1/2)x^2

>真空（基底状態）でのx,p,V(x),H,の期待値をそれぞれ求めよ。
>できる？
やっと分かってきた。つまりシュレディンガーで解くんだな。
場の量子論ばっかり見てて分からんかった。
つまり
<x>=∫φxφdx
<p>=∫φpφdp
で出すんだな。やってみよう

>>70

>場の量子論ばっかり見てて分からんかった。

こういう強がりの言い訳を書かないでいられるようになって、
そもそも思わないでもいられるようになったら大人です。
だいたい 2ch では匿名なんだから、
言い訳する必要はますますすくないはずだよね。

馬鹿なことは悪くないので、頑張ってね！
強がること知ったかすることこそ勉強の邪魔です。

なにこの家庭教師スレ

標準理論：質量はヒッグス粒子との相互作用で、重力は重力子の交換。
一般相対論：質量＝重力（等価原理）

両者は激しく矛盾？

ポエムはポエム板で。

慣性質量に比例する重力子を放出するのか？？

>>73
＞標準理論：質量はヒッグス粒子との相互作用で、重力は重力子の交換。
ヒッグス「粒子」ではなく、ヒッグス「場の真空期待値」
ヒッグス「粒子」はヒッグス「場の励起状態」なので違う。
よくグラフが描かれているヒッグスポテンシャルでいうと、
真空期待値は、ポテンシャルの底が横軸方向にどれだけずれているか。
励起状態は底から縦軸方向にどれだけ励起しているか。

って、>>35に同じことが書いてあるじゃん。

＞一般相対論：質量＝重力（等価原理）
質量ではなくエネルギー。
ヒッグスによる質量の獲得はエネルギーの最小値（＝静止質量）を決めてるだけ。矛盾はない。

ヒッグス機構は等価原理に対する予言能力は無いということか。
あと、クォークにエネルギーはあると思うが、
質量があると誰が決めたんだ？ｗ

>>77
だからポエムはポエム板に行けと言っている。

>>78
知らないならレス付けなくていいよ。

> 質量があると誰が決めたんだ？

質量があるかどうかは「誰かが決める」もんじゃないだろ。
ポエムはこれくらいにしてさっさと夏休みの宿題をやれ。

俺もヒッグス粒子は無いと思ってる。
モノポールもね。
が、無いことを確認するための装置を作る価値はあると思うぞ。

標準理論ってどっか怪しいよ。
代案出せるほど勤勉じゃないけどさ、
電磁対象性とか言い出さなければ
もうちょいスッキリとしたパラダイムが出来たりしないか？

>>80
ポエム厨うざいな。質問の意図を理解できてないようだ。
たとえば光子はエネルギーあるけど質量無いでしょ。
クォークの質量もm=E/c^2とか使えば強引に計算はできるけど、
本当に質量はあるの？という意味なんだが。

>本当に質量はあるの？という意味なんだが。
なら最初からそう書けばよい。

>>83
で、散々煽った挙句にまともなレス無しかｗ
情けない奴だなｗ＞ポエム厨

>>82
アホなポエムなぞ理解できるか。

> 本当に質量はあるの？

ある。終了。

>>81
＞標準理論ってどっか怪しいよ。
怪しいというだけなら相間でもできるぞ。

>>82
クォークの質量（current mass）はちゃんとあるよ。
陽子の質量の３分の１よりは遥かに小さい値（数MeV）だけどな。

陽子の質量のほとんどはchiral symmetryの破れによるもの。

幽霊を信じない僕はまた、クォークなんて信じません。

敬虔な仏教徒になれ！

仏教徒→物教徒

>>73
＞一般相対論：質量＝重力（等価原理）
の意味がわからんのだが。適当な文字並べただけですか

等価原理：慣性質量＝重力質量