こんにちは、カタツムリ系です🐌
筆者ウォルター・ルーウィン博士のパーソナリティ先行のストーリー仕立てでしたが、これからは、各論に移ります。ニュートンを皮切りに、物理学のメイントピックを逃げずに、ど真ん中を駆け抜けてくれます。たしかに、楽しい先生😊
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まさに「お化け」粒子のニュートリノ。なぜと言って
という不思議な性質を持ちます。しかし、似た性質をもつ、ダークマターでも重力波とも無関係のようです💦
前回の記事↓
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【目次】
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P-47
太陽の中心部で核融合によって生じた光は、太陽の表面まで届くのに百万年もかかります（中略）ニュートリノは、太陽内部の物質にほとんど邪魔されることがありません。しかもニュートリノはほぼ光速と同じと速さで進むので、生まれてからほぼ２秒で太陽表面へ
たしかに、この突破力はすごいですね。じゃあ、具体的に、どの程度、宇宙誕生に肉薄できるかといえば？
P-200
宇宙ニュートリノ（中略）もしそれを検出することができれば、宇宙誕生から0.1秒後のことがわかるはず。0.1秒以前は残念ながら、宇宙がより高温状態で、ニュートリノといえども活発にほかの粒子と反応していましたので、生まれた時の情報を覚えていません
宇宙誕生から極めて短い時間内に恐ろしく沢山のことが起こったようです。なので、0.1尾といえども、おろそかにできないとか。たとえば、宇宙誕生からビックバン直前までの、10の
34乗分の1の間に、インフレーションと呼ばれる猛烈な加速膨張があったりしたそうです。
P-201
初期宇宙から届くメッセージは、ほかにもあります。アインシュタインが一般相対性理論で予言した「重力波」です（中略）もし宇宙開闢から10^マイナス44秒後に「超大統一力」から重力が分かれた
とすると、重力波でも、本当の宇宙誕生まではリーチ出来ないのですね。でも、まぁ、ここまて肉薄できれば、何年のあとには、もっと宇宙誕生に肉薄できそうですね。
古典物理学のヒーローたるニュートンの頃は、自然は単純で美しいものだったとか。
それに比べて、素粒子というのはお行儀が悪く、複雑極まりないとのこと。
その中でもニュートリノの怪しさはトップクラスですが、その代わり、宇宙誕生へ肉薄できる強力なツールだそうですね。
今後は、
に留意して、宇宙論を深掘りできればと思います。
また、次回。
#重力波
こんにちは、カタツムリ系です🐌
数学なり物理学なりでは、かつて
「自然は単純で美しさものだ」という信念が共有されていたようです。例えば、エネルギーと質量と光速の間には
E（エネルギー） ＝ m（質量）✖️ c（高速）の二乗
という、考えてみれば、これでもか！というシンプルな関係性を見せてくれます。ここまで来れば、たしかに、美しいという人がいても違和感ないかも。しかし、宇宙の物質の最小単位である素粒子の世界は、基本、複雑で、従来のシンプルな美しさには欠けているようです。関連記事↓
そんな美しさには欠けるものの、重要性においては、これ以上のものはないと思われる素粒子。そんな素粒子の秘密にリーチするべく、本書↓に着手。
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【目次】
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存在することだけ判明していて、あとは謎の物質。その証拠に、見出しに（ニュートリノとは何か」とあるのに、ちっとも、詳細には答えてくれません。冒頭の部分では唯一
P-3
ニュートリノは宇宙全体を満たすほど大量に存在します
水素やらヘリウムやら、我々が知っている物質は宇宙の5パーセント程度で、あと25パーセントほどはダークマター、70パーセントほどはダークエネルギーだとか。もし、ニュートリノがダークマターでもダークエネルギーでもなければ、もう、宇宙さ破裂しそうなくらいたくさん物質（もしくはエネルギー）が充満しています。
P-30
ですが、さらに明らかになったことは、
P-30
中性子が崩壊して陽子になる現象
であり
P-33
ベータ崩壊というと原発とかで使用される核分裂で利用される現象。冒頭では沢山あるという記述ありましたが、
P-39
標準的なカリウムを摂取している人からは、一秒間におよそ３０００個。
出ているそうです。原発と人体とは水と油のように馴染まないイメージありますが、かなりの共通点もあるようですね。
色んな名称があるものです。太陽ニュートリノ💦
太陽ニュートリノも
P-40
一平方センチメートルあたり毎秒660億個
太陽は内部で核分裂ならぬ核融合を起こしているはず。なんだか、ゴッチャごちゃ。
P-43
（ニュートリノは）雲どころか地球も通り抜けていきます（中略）というのも、そもそも物質はミクロのレベルで見ればスカスカな状態
？？？
物質がミクロのレベルではスカスカだとしても、大抵のものはすり抜けていかないし、ニュートリノだけ特権的にすり抜ける？じゃあ、どれくらいあれば手応えあるのか？
P-43
地球を30億個並べてようやく反応する「お化け」のような粒子
しかし、
ニュートリノの取り柄は？
P-47
ほかの物質に邪魔されないからこそらニュートリノは物質やうちの奥底からさまざまな情報を私たちに届けてくれるのです。
従来は電磁波による観測しかできなかったので、宇宙誕生から38万年以上前に遡ることばできなかったようですが、重力波の発見によって、宇宙誕生まで遡れそうだとのこと。なぜなら、このニュートリノ同様、邪魔するものがないからだそうです。
このニュートリノ、ボリュームの大きさでダークマターに、物質に影響されない点で重力波に類似していますね。
以上のストーリーをまとめると、次のようになるか、と。
また、次回。
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相対論も量子力学も、それなりに読書量を少しづつではあれ、積み上げ中ですが、実際の計算問題には一切手をつけてないので💦とても理解しているとは言えません。
ちなみに、常識的なことから外れっぱなしの量子力学をワケが分からんと批判した生徒に対して、黙って計算しろ！といった教授もおられたそうです。(物理学者のファインマン博士の発言だという俗説もあるが、どうやら、彼の発言ではないらしい💦)
まぁ、財務諸表がそこそこ読めても、簿記をきちんとできないものが、財務諸表を分かったと言うな、というくらいのニュアンスでしょうか。。。。比喩が強引過ぎたようです💦
そんな、相対論や量子力学が、その出発点、そのインスピレーションの源とした、光、そして電気のトピックに入ります。
光と電気のからくり―物を熱するとなぜ光るのか? (ブルーバックス)
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【目次】
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P-106
「動く物体の電気力学について」(中略)この論文がいわゆる特殊相対性理論
アインシュタインしかり。
電気と磁気がモノゴトの表裏のように、一体化したことを見つけた、ファラデーとマクスウェル。
電磁気と光は同じものと発見したのもマクスウェル。
人間の身体は原子から出来ているし、その原子には漏れなく電子が存在。
実生活でも、IT機器は当然、電気が必要。
物理の研究が言及されるときには、最近では重力が注目されがちな印象ありますが、コアは電気であるイメージ。
珍しく、直感的にも納得。
P-102
1. 時間的に強さが変化する磁場は時間的に強さが変化する電場を誘致
2.時間的に強さが変化する電場は時間的に強さが変化する磁場を誘致
電気が動くフィールドたる電場、磁気が動くフィールドたる磁場は、まさに、ウラオモテ。
もちろん、マクスウェルだけで、このことに気づいたのではないようです。
しかし、電気と磁気がお互いに関係してるなんて、よく発見しましたよね。
ちなみに、冷蔵庫とかオーブンは、この理屈を活用しているとか。偉大。
また、次回。
#光と電気のからくり
#ムーチューブ
#オカルト
#三上編集長
#宇宙人
#世界征服
#地底人
#陰謀論
#UFO
#超能力
#UMA
#超科学
こんにちは、カタツムリ系です🐌
ダーウィンが放った一撃は
という、ある種、生命を小馬鹿にした感じさえある、強烈な主張でした。時間の流れが無目的に進行するという、ある種アナーキーな理屈。
しかし、そんな革命的なダーウィンも、時間の経過とともに、ついには、逆襲に会うことに。詳しく見ていきます↓
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前回の記事↓
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【目次】
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P-55
要は
のではないか。
ニワトリタマゴの話ではないか、と。（本書の筆者は別途ダーウィンを擁護しているものの、内容がややこしいので割愛）
ダーウィンの進化論では、Aという遺伝子（白）とBという遺伝子（黒）は、そのまま、子孫に伝わると考えていたようです。しかしながら、「融合遺伝」という考え方、遺伝子の融合が起こり、「灰色」が存在するという点を見落としていたこと。これはかなり重要らしい（わたしには、時間をかけて読み込んでも、イマイチ、その重要さは伝わりませんでした💦）
そりゃ、そうですよね。ちなみに、ダーウィンを扱った章のタイトルは
そう、この地上に在るいっさいのものは、結局は溶け去る
です。元素レベルでも、時間の経過に伴い、別の元素に変化したりするものです。もともとの形質がそのまま遺伝子を通じて残るという考え方は、無理があるようにも思えます。100%完璧ではないものの、時間の試練によく耐えたダーウィンの進化論😊
以上のストーリーをまとめると、次のようになるか、と。
いろんな批判があるとは言え、何十億年にもわたる生き物のストーリーを編み出したダーウィン。ダーウィンの進化論という壮大な構造は、なによりもリスペクトしたい気がします。科学者が、いかにも科学者らしかった時代と言えましょうか。
また、次回。
#偉大なる失敗
#トマソン（ケルヴィン）
#ポーリング
#ホイル
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重力。とても有名ですが、電磁気力など「四つの力」の中ではダントツに弱い。しかし、そんな電磁気力も実現出来ないでいる宇宙創生から38万年前より以前のことにリーチできるブレークスルーの可能性。そして、重力の正体は空間の歪みだとか。読むしかありません↓
重力とは何か アインシュタインから超弦理論へ、宇宙の謎に迫る (幻冬舎新書)
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【目次】
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その中でもやはり、時間のみならず、空間も伸び縮みするという現象には、なんども驚かされます。時間だと実体感に乏しいので、なんとでもいい逃れできそう。しかし、空間までもとは！まずは極端な例を。
P-73
素粒子実験に使うCERNのLHCは、一周二十七キロメートルもある巨大な円形加速器です（中略）その速さは光速の99.999パーセントです。このときには、時間の遅れは7000倍です。
時間の遅れが7000倍！！では、空間は？
P-73
また、超高速で動いている陽子からは、周囲の風景は7000分の1に縮んで見えます。その陽子に乗って観測することができれば、二十七キロメートルの円形加速器のほんの四メートル程度にしか見えない
なかなか凄い。よく光速に近いスピードで走る列車だと、観測者によっては、車両自体が縮むので、車両より短いトンネルの長さにも、ちゃんと収まるという思考実験も耳にしたことが。
P-125
一日三十九マイクロ秒だけ人口eye careの時計は進んでしまう（中略）距離の誤認は「時間の誤差✖️光速」に等しいので、たった三十九マイクロ秒の誤差でも、距離のごさは十二キロメートル
この可能性のために、実験差し止めの騒ぎもあったとか。気持ちはわかりますよね😊
P-201
やはり、可能なことは可能なのですね💦ということは、LHCの性能が上がると、危険度も増す？！
P-201
いずれはブラックホールか無視できない大きさになってきます。LHCの一京倍のエネルギーを実現する加速器を考えてみましょう。LHCと同じ技術を使うとすると、その加速器は銀河系の厚みと同程度の半径！
当分大丈夫そう💦
P-189
特殊相対論と量子力学を組み合わせると、どんな粒子であるにも反対粒子が存在することが導かれる
そんな反粒子は何をするかというと、生成し、それから、粒子とペアで消滅するのだそうです。
P-233
量子力学では、真空中で粒子が対生成と対消滅を起こしていると考えます。真空からエネルギーを一瞬だけ借りて粒子を作り、消えることでエネルギーを返す。
すなわち、生成するとき真空からエネルギーを短期借り入れして、消滅するときエネルギーを放出して、プラスマイナスゼロにするというふうに、うまく帳尻が合っているようです。しかし、負のエネルギーが存在すると、粒子と反粒子が消滅するときにプラスマイナスゼロになり、生成するときに真空から借りたエネルギーが余るんだそうです。例のエネルギー保存の法則とうまく折り合いがつかなくなるというものです。ちなみに、これは
P-238
「真空の崩壊」にほかなりません
ということです。
P-238
「真空の崩壊」にほかなりません。具体的には、これによってブラックホールそのものが「蒸発」することになります。なぜなら、負のエネルギーを持つ粒子がどんどん入ってくれば、その分、ブラックホールはエネルギーを失って痩せていくでしょう。それは、あたかもブラックホールが粒子を放出して痩せていくように見える。これを「ホーキング放射」
飽くまで表面的ですが、この発言のすごいのは、ブラックホールが「宇宙の裏側」にあって「宇宙の墓場」のような最終到達地点ではなく、また、再び「宇宙の表側」に戻ってくれるようなルートが確保されているような「循環」の状態が確認されたことのようなイメージがあります。
P-247
ブラックホールには、10の「10の78乗」という膨大な状態数
P-252
それまでの超弦理論の主流の研究では、素粒子としてのストリングを「閉じた輪」のようなものだと考えていました（中略）ブラックホールの表面には開いた弦の端が張りついていると考えました
ただでさえ、10の「10の78乗」ものケースがあり得るのに、おまけに「開いた系」だとすると、もう把握できなくなるような気もしますが、いずれ克服されるまでは、目が離せない感じ💦しかし、ブラックホールも身近に感じれたと思ったら、急に遠ざかります。宇宙の一番わかりやすい特徴はツンデレです。
また、次回。
#重力とはなにか
#ホーキング 放射
#超弦理論
こんにちは、カタツムリ系です🐌
素粒子という言葉。とにかく、宇宙で一番、小さい単位の粒子という意味だそうです。もともと、原子が最小と聞いていたのに、玉ねぎの皮むきのように、どんどん極小化。電子とか陽子はもちろん、クォークとかレプトンとか💦その反省もあってか、素粒子業界の方も、もう「原子」とか「分子」とかネーミングは特定せず、「素粒子（＝最も小さい粒子）」いうボヤッとした表現で、再度、さらに小さな粒子が発見されても、この言葉で吸収できるよう、工夫されたのかも。
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これ、本当にすごいですよね。6 ✖︎ 10^23 mol^-1。
例を出します。
原子量12の炭素（陽子6個と中性子6個）は、このアボガドロ定数だけ集まると、ちようど12グラムの質量になるとか。でも、この定数は便利なだけではなく
P-24
原子を否定する一派は、ぐうの音も出ません。20世紀になってようやく原子の時代が到来
ということは
P-20
原子の存在が当たり前ではなかった時代
が、つい二百年前までは実在したようです。
P-30
素粒子には、物質を作り上げている粒子と、力を伝える粒子があります。
これは画期的。物質を作り上げているのがフェルミ粒子と言い、力を伝える粒子はボーズ粒子と言うそうです。これが大きな2分類。ちなみに、力を伝える粒子という表現。スターウォーズのジェダイでも言いそうなセリフ。さらには
P-30
それ以外にも、粒子に質量を与える役割をしているヒッグス粒子と呼ばれる存在もあります。
「質量を与える」！？。ほぼ神じゃないですか。たしかに、俗称で「神の粒子」とも呼ばれているよう。
神の粒子｢ヒッグス粒子｣の研究が宇宙を崩壊させる？ | ギズモード・ジャパン
P-37
版を読んでいるあなたの手を、本のページの上にかざし、灯りに照らされた手が本の上に作る影を見てください（中略）手を出して本のページから離せば話すほど、輪郭がぼやけていきます
考えたことも無かったですが、なんだか楽しいですね。これは、光が手の裏側にまで回り込んでいる（「回折」と呼ぶそうです）からだそうです。しかし、光はその波長が圧倒的に短く、一万分の一ミリメートルくらいしかないそう。この場合
P-38
回折は、波の波長（山から山、あるいは谷から谷までの長さ）が長いほど顕著だと性質があります（中略）これらの電波に比べ、光の波長は圧倒的に短く（中略）回折の効果はわずか
というと輪郭がぼやける理由は？
P-39
照明が点ではなく広がりを持っていることや、塵や埃がが光を散乱させる効果が大きく効いているからです。
そんな理由もあるのですね。しかし、ここを深掘りすると、さらに、いろんなことが出てきそうなのでストップ💦しかし、さっきの波長と回折の話。
P-38
建物の中や裏側でAMラジオは受信できてもテレビは受信できないということがありますがらこれは映画ラジオの電波がテレビの電波よりも波長が長いため、回折により障害物の裏に回り込めるからです
これは、ほとんどタモリ倶楽部的な内容なので、また、電気のトピックを扱った時に深められれば、と。
ちょっと重たい前置きですが、ちょっと波動関数のことに触れます
P-66
波動関数を二乗したものが粒子の存在確率を表す
そして、
P-72
同じ種類の粒子を交換したとき、波動関数の符号が変わらない場合は、その粒子をボーズ粒子と呼び、符号が変わる場合は、その粒子をフェルミ粒子と呼ぶ
まぁ、二乗するので、平方根をとるとプラスとマイナスのふた通りできるということらしいです。-2の二乗も、+2の二乗も、どちらも4なので。
P-81
複数の粒子が同じ状態になれるのがボーズ粒子、なれないのがフェルミ粒子
ボーズ粒子はずっと符号がプラスなので、増え続けていけるようです。逆に、フェルミ粒子は先にプラスだとマイナス。先にマイナスだとつぎはプラスとくるので、量が増えることはないようです。そんなアベコベな性質なのに
P-77
となるそう。仲良くなったら、正反対になったり。ツンデレ素粒子。
P-154
粘性がゼロであることによってボーズ粒子が示す現象を「超流動」と言います。
これだけだとなんの効果があるのかピンときませんが、どうやら、フェルミ粒子とのセットで意味が出てくるようです。
P-166
ボーズ粒子には、超流動という派手な現象がありましたが、似たような現象はフェルミ粒子なもあります。それは超伝導です。しかも、超伝導と超流動は親戚同士の関係（中略）電気抵抗がゼロになる超伝導
超伝導は聞いたことあります。電気抵抗を減らしエネルギー効率を高める工夫。例のリニアモーターカーのとか。
素粒子の話は、ともかく、あっちに行ったりこっちに行ったりというトピックの移動が激しい。物資のおおもとなので、いろんなところに関係しているでしょうから、当然といえば当然ですが、なかなか頭が疲れる割に、頭に残らないイメージあります。強敵💦
また、次回。
#２つの粒子で世界がわかる
#超伝導
#超流動
