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ニュートンのバケツと核子のスピン

ニュートンによれば、水を入れたバケツが回転していると、遠心力で水が外側に押し出され、バケツ内の水面がバケツの中心では凹み、外周部では盛り上がる。バケツが回転していないと、バケツ内の水面は平である。だからバケツが回転しているか否かは、バケツ内の水面を見れば分かる。宇宙にバケツしか存在していない時も、このことは変わらない。
ところがマッハが、バケツが静止している一方でバケツの外側の全宇宙がバケツを中心に回転している場合も、ニュートンが言うバケツが回転している場合と同様にバケツ内の水面に凹凸が生じると主張した。マッハの概念によれば、バケツしか存在しない宇宙を考えることはまったく意味のないことである。
どうやらマッハの考えの方が正しいようだ。マッハの概念によれば、物の回転は物の外側の全宇宙に関連する。
素粒子のスピンは、素粒子の自転(回転)に基づくとされている。流行の理論(量子色力学)によれば、核子は複数のクォークとグルーオンから構成されている。そして、クォークには内部構造が無い、とされている。つまり、クォークは分解できない究極の粒子というわけである。核子にはスピンがある。クォークにもスピンがある。実験で、核子のスピンがクォークのスピンによってのみ形成されることが否定されてしまった。そこでグルーオンのスピンが核子のスピンに大きく寄与しているという考えが提出されたが、この考えも実験で否定される方向にある。要するに、上記の流行理論は、核子スピンの問題で、破綻が明らかになった。
そもそも核子は、複数のクォークとグルーオンから構成されている、といったそんな単純なものではない。上述のように、実験結果は上記の流行理論(量子色力学)が破綻していることを示している。それにクォークにも、内部構造がある。ただそれを確かめる実験装置やそれを示す宇宙線を、人類がまだ手にしていないだけだ。
物の回転は物の外側の全宇宙に関連するというマッハの概念を、再認識しなければならない。素粒子の自転(回転)に「スピン」という名前を付けるだけで、素粒子の自転(回転)についての思考を停止していいはずはない。素粒子の自転(回転)について正面からその謎解きを推し進めることが、核子を捕らえる新たな理論への道につながる。
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