素粒子も次元を超える？①素粒子と重力の関係

第60回

素粒子の対生成と対消滅に関する仮説です。素粒子は生成と消滅ではなく、次元を超えているのではないか？
第1回目は、素粒子と重力の説明の回です。

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素粒子を記述する相対論的量子場理論から、全ての素粒子が、自身と同じ質量を持つ加算的に量子数が正負反対である反粒子を持つことが分かっているようです。中には、自分自身が自分自身の反粒子となっている素粒子もあるようです。

この粒子と反粒子による対生成と対消滅は真空中で常に起こっている現象とされています。

対生成とは、エネルギーから物質が生成されると、対となる反物質が同時に生成される現象です。超大規模な対生成が起きたのは、宇宙の始まりであるビッグバンとされています。

では、対消滅とは、対となる素粒子と反粒子がぶつかり消滅することで、エネルギーに変わる現象です。この際、粒子と反粒子の質量が100％エネルギーに変換されるため、膨大なエネルギーが発生します。
ミクロの世界では、マクロな世界観からすると、理解しがたい現象が、常におこっています。

次に、重力と素粒子の関係性について説明してみます。
一般相対性理論によれば、重力は時空の歪みによって表現されています。質量やエネルギーが周りの時空を歪め、その歪みに応じて物体は重力によって引かれます。
(この場合、時空は4次元として、3次元の空間とプラス1次元の時間が含まれます)

重力は、一般相対性理論では、質量を持つ物体が時空を歪める現象で、時空そのものを歪めるため、時空そのものが存在する次元を超えて影響を及ぼすことになります。重力が4次元の時空そのものを歪めるため、時空そのものが存在する次元に影響を与えることになり、この歪んだ時空が他の物体に引力を及ぼし、それが重力として感じられます。

一方、素粒子は物質の基本的な構成要素であり、電子、クォーク、レプトンなどが含まれます。素粒子の質量は、ヒッグス機構という仮説によって説明されます。ヒッグス機構により、素粒子はヒッグス場というエネルギー場と相互作用し、質量を得ます。この質量が重力の源となり、重力が発生します。

つまり、重力は素粒子の質量と時空の歪みの結果として生じる現象です。素粒子の質量が重力の源であり、重力がその質量を引き寄せるという関係性にあるのです。

最後まで読んでいただき、ありがとうございました😊

来週は、素粒子は一旦お休みして、金田先生のお話をさせていただきます。
また、来週！