ベータ変換 2017 11 5
今年のノーベル物理学賞は、
「重力波」を世界で初めて観測することに、
大きな貢献をしたアメリカの研究者が選ばれました。
こうした研究成果に関連して、
私は、ふと思ったことがあります。
それが、「ベータ変換」です。
このような記事を読んでいて、重力波と関係ありませんが、
「弱い相互作用」、つまり「弱い力」によって、
「ベータ変換」が起こることについて、
いろいろなことを連想してしまったのです。
「弱い力」とは、明らかにネーミングが悪いですが、
物理学上の「四つの力」のことです。
「強い力」、「電磁力」、「弱い力」、「重力」。
「弱い相互作用」では、言葉が長いので、
「弱い力」と書きますが、
こうした「弱い力」によって、原子核は別の原子核に変化します。
ある原子核の中性子は、
「弱い力」によって陽子に変わり、
電子と反ニュートリノを放出する。
また、ある原子核の陽子は、
中性子に変わることによって、
陽電子とニュートリノを放出する。
このように原子核が変わることを
「ベータ変換」と言います。
「弱い力」による相互作用は、
あるものは数時間程度で、
あるものは数年もかかると言われています。
世間の注目が集まるのは、
「重力」と「電磁力」であり、
「弱い力」はマイナーでしょうが、
私は、「弱い力」に興味があります。
陽子も中性子も電荷があるかないかの違いだけで同じようなものです。
電子もニュートリノも電荷があるかないかの違いだけで同じようなものでしょう。
「弱い力」の作用によって、
陽子と中性子は相互に変換されますが、
同じように、電子もニュートリノも相互に変換されるということでしょうか。
そうなると、「弱い力」そのものの正体に迫ってみたいものです。
こうした「弱い力」を、
科学技術で実用的に利用できないものか。
さて、こうした核物理学に興味を持ったら、
江尻宏泰氏の「ビックリするほど原子力と放射線がわかる本」が、
読みやすく参考になると思います。
ところで、以下の文章の中にある「物理学的漏れ」で、
重力は、4次元空間以降に漏れ出していると書いてありますが、
逆に、4次元空間以降に漏れ出している重力を、
3次元空間に戻す技術ができたら、画期的だと思います。
フェルミ推定 2014 10 12
書名 数学×思考＝ざっくりと
著者 竹内 薫 丸善出版
（途中、省略）
ところで、自然界には、4つの「力」があります。
重力、電磁気力、強い力、弱い力。
問題は、重力です。
4つの「力」の中で、意外にも重力の力は弱いのです。
そこが苦慮するところです。
これに対して、著者は、
「3次元でも考えるのが大変なのに、
物理学者は、11次元まで広げてしまった」と言います。
「宇宙を11次元まで広げると、楽なことがある。
電気や磁石の力は、3次元の空間に閉じ込められているが、
重力は、もっと高い次元まで染み出している。
つまり、われわれの世界から外に漏れているために、
重力は、弱いのだと説明できてしまう。
だから、物理学者は、宇宙を11次元まで広げてしまった」
さて、重力は、どう考えましょうか。
素粒子、光子、重力子・・・・・。
これは、粒子にこだわった考え方です。
この方法で頑張るか、全く発想を変えていくか。
重力解答の悩みは尽きないかもしれません。
数学から物理学まで話が飛躍してしまいましたが、
「計算をする前に、データの分布を考える必要がある」ということです。
これは、ビジネスにも役立つ考え方です。
数学は教室の中だけではなく、ビジネスや仕事にも役立つのです。
物理学的漏れ 2015 3 22
書名 磁石の科学
著者 久保田 博南 五日市 哲雄 日刊工業新聞社
この本の目次を見ると、なかなか興味深いものがあります。
いくつか、引用してみましょう。
「水が割れるモーゼ効果と、無重力となるアルキメデス効果」
（磁場が水を押しのけ、磁場が重力に逆らい浮揚する）
「磁気による超低消費電力化と大容量メモリ」
「室温磁気冷凍システム」
この本の「すごい」ところは、
初歩的な磁石の話から始めて、
最終的には「統一論」や「超ひも理論」まで行ってしまうことです。
こうした「科学的な飛躍」に、
いや「本の論理的飛躍」か「編集的な飛躍」に興味を持って、
この本を買ったのです。
自然界には、4つの「力」があります。
「強い力」、「電磁力」、「弱い力」、「重力」。
この4つの「力」を統一する理論を構築する上で、
一番、厄介な存在が「重力」です。
ここが一番、頭を悩ます問題です。
そこで、現在、考えられている理論が、「超ひも理論」です。
さて、「重力」は、他の「3つの力」と比べると、
意外にも、「力」としては、弱いのです。
どうして、弱いのか。
そこで、物理学者は、いろいろな理論（理屈）を考えるのです。
それを説明するために、空間を10次元まで考えると、
いや、今は、11次元かもしれませんが、
他の「3つの力」は、3次元空間に閉じ込められているが、
重力だけは、4次元以降の空間に漏れ出している。
だから、「重力」は、他の「3つの力」と比べると、
意外にも、「力」としては、弱いのだと。
（「フェルミ推定 2014 10 12」を参照）
さて、もう一つ気になるのは、質量とエネルギーの関係です。
アインシュタインによって、質量とエネルギーは等価であることが証明されました。
つまり、たとえば、質量が100gから99gに減少する時に、
膨大なエネルギーが発生することが、
アインシュタインの方程式で説明されます。
しかし、たとえ質量が100gから99gに減少しても、
膨大なエネルギーが発生しない場合があるのではないかということです。
つまり、エネルギーが4次元以降の空間に漏れ出せば、
3次元空間においては、たとえ質量が減少しても、エネルギーの発生はない。
今後は、多次元空間の方程式を考えるのが、物理学者の仕事になるかもしれません。