標準理論の素粒子の中に、「光子」が含まれないのは何故ですか?

ヒッグス粒子関連のニュースとかで、いつも不思議に思います。
(※8/3追記:無いと思ったのは、私の勘違いでした。)

回答の条件
  • 1人2回まで
  • 登録:2013/08/02 20:37:05
  • 終了:2013/08/03 19:56:34

ベストアンサー

id:dawakaki No.3

だわかき回答回数797ベストアンサー獲得回数1222013/08/02 22:14:45

ポイント30pt

標準理論の素粒子に光子は含まれています。
http://www.kek.jp/ja/NewsRoom/Highlights/20120727150000/

id:kuro-yo

ありがとうございます。
リンク先の図では、素粒子が18個あり、ヒッグス粒子は「18番目」という事になります(最後まで見つかっていないただ一つの素粒子ですから)。
でも、ニュースや科学番組では「17番目」と言ってます。

2013/08/02 23:26:55

その他の回答(3件)

id:taddy_frog No.1

サディア・ラボン回答回数770ベストアンサー獲得回数832013/08/02 21:22:13

ポイント25pt

光は、
エネルギーが、空間を、
波の形で伝わるものですから、
粒子じゃないです。

空気を伝わる音と同じです。

何も無い空間を、
どうやって波の形で伝わるのかは、
ぼくも、わけが分からないです。

id:kuro-yo

光は量子であり、波としての性質と粒子としての性質をもち、そのエネルギーは振動数によって決まり、運動量を持つ事が、様々な実験によって立証されています。

2013/08/02 23:37:45
id:miharaseihyou No.2

miharaseihyou回答回数4453ベストアンサー獲得回数5462013/08/02 21:37:39

ポイント25pt

http://www1.odn.ne.jp/~cew99250/html/G_1.html

光には圧力もあるので、光子は素粒子としての性質を持つと言えます。
光が波か素粒子かは議論されているようですが、両方の性質を持つということが分かってきました。
ただし、波としてとらえた方が理論の説明に適している場合は電磁波とするようです。

id:dawakaki No.3

だわかき回答回数797ベストアンサー獲得回数1222013/08/02 22:14:45ここでベストアンサー

ポイント30pt

標準理論の素粒子に光子は含まれています。
http://www.kek.jp/ja/NewsRoom/Highlights/20120727150000/

id:kuro-yo

ありがとうございます。
リンク先の図では、素粒子が18個あり、ヒッグス粒子は「18番目」という事になります(最後まで見つかっていないただ一つの素粒子ですから)。
でも、ニュースや科学番組では「17番目」と言ってます。

2013/08/02 23:26:55
id:kuro-yo

回答3を受けて、あらためて調べてみますと、標準模型にはちゃんと光子が含まれ、全部で18あるようです。
しかしそれは私がニュースや解説で見ていた図よりも素粒子が一つ多いものです。
ヒッグス粒子についても、当たり前のように「17番目の素粒子発見か」と報道されています。

これをうけて、質問を少し変えます。
なぜ、報道や番組での素粒子は17個しかないのでしょうか?

id:dawakaki No.4

だわかき回答回数797ベストアンサー獲得回数1222013/08/03 00:07:20

ポイント25pt

WボゾンはW+,W-の2種類があり、これをWボゾン1種類と数えるか、+/-を2種類で数えるかによって、17種類と18種類の差になります。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%B4%A0%E7%B2%92%E5%AD%90

id:kuro-yo

ありがとうございます。

2013/08/03 19:54:44
id:kuro-yo

質問文を編集しました。詳細はこちら

  • id:miharaseihyou
    だいたいが物理学の世界は実験で得られた結果を理論で説明するという歴史を辿ってきた。
    現在一般的な相対性理論でさえ、じつは厳密に証明されたものではなく仮説の一つにすぎない。
  • id:kuro-yo
    補足してから気づきましたが、2つのWボソンを1つと数えているだけだったりする?
  • id:taddy_frog
    陽子は、
    アップクォーク2つと
    ダウンクォーク1つと
    グルーオン、

    中性子は、
    アップクォーク1つと
    ダウンクォーク2つと
    グルーオンで出来てて、

    ダウンクォークは、
    アップクォーク1つと
    Wボゾン1つと
    反電子ニュートリノ1つと
    電子1つと
    エネルギーで出来てる

    ・・・という所まで、
    調べた事があります。

    グルーオンには質量が無いとか、
    Wボゾンの質量は陽子の80倍とかを
    知った所で、
    訳が分からなくなって、
    調べるのをやめてまいました。




    そして、自分で勝手に、
    グルーオンは、クォークが三つ集まると、
    陽子か中性子の質量-クォーク3つ
    に相当するエネルギーを吸収して、
    質量を持った力場(グルーオン)を作って、固定されるとか、

    アップクォークと反電子ニュートリノと電子が、
    中性子-陽子の質量に相当するエネルギーを吸収して、
    これまた質量を持った力場を形成して固定されて、
    ダウンクォークになり、
    その質量を持った力場に、バインデロン(「糊」という意味の、バインダーからの造語)という名前をつけてみたりなど、
    変な事を考えました。



    学界では、
    グルーオンは、素粒子ですけど、
    ぼくの妄想では、
    質量のある力場で、素粒子じゃないです。

    よけいに訳が分からないので、
    普段は、なるべく考えないようにしています。
  • id:tmcatbird
    光は粒子ではありません。光は波です。そして、光は完全な波としての特徴を持っています。光に小さな穴を通過させ、スクリーンに映し出すと、同心円状の回折像が現れます。また、現在の技術では、1本の光を発射することが出来ます。1枚の板に開けられた接近する2つの穴目掛けて、1本の光を発射します。すると、1本の光は2つの穴を通過し、そこで2本の光となります。そして、お互いに干渉し合い、スクリーンに縞模様を映し出します。
     1つの光の粒子は、横に並んだ2つの穴を同時に通過することは出来ません。しかし、光が波であれば、2つの穴を同時に通過し、光は2つの波となり、お互いに干渉し合うことが出来ます。

     では、なぜ光は粒子であると考えられたのでしょうか。まず、マイケルソンとモーレーの実験が挙げられます。光が波であれば、光を伝える媒体が必要となります。当時、光を伝える媒体とされていたエーテルは、マイケルソンとモーレーの実験により否定されました。伝わる媒体を失った光は、粒子と考えられました。

     また、プランク定数が挙げられます。物質を加熱すると、光を発します。これを輻射エネルギーと言います。 プランクは、様々な光の輻射エネルギーの量を調べました。その結果、輻射エネルギーは、なめらかに連続した量ではなく、一定の量の倍数であることを発見しました。つまり、輻射エネルギーは、プランク定数hと呼ばれるエネルギーの最小単位の倍数となっていたのです。
     波は、幾らでも小さな波を考えることが出来ます。従って、光が波であれば、光のエネルギー量は、なめらかに連続した量となるはずです。一方、光が粒子であれば、光の持つエネルギーは、 1つの光子の持つ一定量のエネルギーの倍数となります。よって、光は光子と言う粒子と考えられました。

     更に、光電効果が挙げられます。金属板に光を当てると、電子が飛び出します。電子は当てる光のエネルギー量により、様々な速度で飛び出します。その速度は、当てる光の色により決まります。振動数の多い青色の光を当てると、電子は速い速度で飛び出し、振動数の少ない赤色の光を当てると、電子は遅い速度で飛び出します。
     そこで、光源を遠ざけて、飛び出す電子の速度が変化するかを実験しました。その結果、光源を遠ざけても飛び出す電子の数が少なくなるだけで、飛び出す電子の速度は変化しなかったのです。
     波は遠くに伝わるに従い、高さが低くなり小さな波となります。従って、光が波であれば、光源を遠ざけると、電子に当たるエネルギーの量は少なくなり、飛び出す電子の速度は遅くなると考えられます。光が粒子であれば、遠くからやって来たとしても、光子が電子に衝突した際与えるエネルギーの量は同じで、飛び出す電子の速度は変わりません。よって、光電効果を発見したアインシュタイン博士は、光は粒子であると結論しました。

     しかし、波にも最小の単位があるのです。超ひもの長さは、プランク距離=1.6×10の-33乗センチメートルです。光は波として、超ひも上を伝わります。1本の超ひもの端から端まで光の振動が伝わるのに、5.39106×10-44秒掛かるとされています。これをプランク時間と言います。従って、光の速度=プランク距離÷プランク時間= 299,792.4㎞/秒となります。
     従って、プランク時間に超ひもが一回振動する光が、波の最小単位です。プランク時間での振動の回数が増えるとエネルギー量の多い光となります。全ての波は、その最小単位の倍数の振動数となっています。赤い色の光は振動数が少ないため、振動数が少なくエネルギーは低いのです。光の持つエネルギー量は、プランク距離の長さの超ひもが、プランク時間に一回振動する光の持つ1秒間当たりのエネルギー量を最小単位として、その倍数で表わされ、なめらかに変化する量とはならないのです。

    光が遠くからやって来たとしても、その光の色は同じであり、1つの光の持つエネルギー量は変わらない。この為に、光源を遠ざけても電子の飛び出す速度は変化しなかったと考えられます。また、光を媒介するエーテルの存在は否定されましたが、現在では物質も光も「超ひもの網」の上を振動として伝わると考えられています。従って、「超ひもの網」が光を伝える媒体であり、光は波と考えられています。
  • id:kuro-yo
    マイナススターが無いので、相対的にマイナスにする実験。

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