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●○交換粒子ってどう解釈すればいいの?○●

1 :アクシオン仮面:03/02/23 14:51 ID:???
例えば、静電荷の場合、(仮想)光子をやり取りするそうですが
光子は、性質上進行方向に対して、垂直に力を与えるはずなので、

 | ――――→  |
 | ←――――  | 
こんな風に交換しているわけではないよね。
じゃあ、どうなってるの?(電荷を中心とした円軌道?)
 

2 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/02/23 15:20 ID:???
松井カードと交換だ!

3 : :03/02/23 15:35 ID:???


   良スレの予感



4 :QFT わからん:03/02/23 15:48 ID:JaxvX+yl
話を単純にするため、重心座標で考えます。

◎-> ◎ 光子を運動量 p で発射
│ │
時間 時間
↓ ↓
◎ ->◎ 運動量 p の光子をキャッチ

◎ <-◎ 光子を運動量 p で発射
│ │
時間 時間
↓ ↓
◎<- ◎ 運動量 p の光子をキャッチ

どちら運動量 p を発射する反作用と、運動量をキャッチしたことによる力が発生
します。 このように場の量子論に書いてあると理解しています。

でも、これでは電子と陽子の間にも斥力が働くことになってしまいます。極性の
反対の粒子間の交換による力は、どのように解釈するのでしょうか? 識者の方、
説明をお願いできますでしょうか?


5 : :03/02/23 16:01 ID:???
>>4
 交換の意味を取り違えている。粒子を交換しているのではない。


6 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/02/23 16:12 ID:???
力=ゲージ粒子の交換

の意味が分かんない。俺と地球の間でグラビトンが交換されてて、
そのせいでジャンプしても戻ってくるって?
意味が分からん・・・

7 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/02/23 18:23 ID:???
じゃあ何を交換してんの?

8 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/02/23 18:47 ID:???
>>5
>粒子を交換しているのではない。
じゃあ何を交換してんの?

9 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/02/23 19:13 ID:fA5PXu8c
カニ粒子?
粒入り蟹ドリンク?

10 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/02/23 19:39 ID:???
つぶつぶ交換

11 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/02/23 19:51 ID:96j6e/gG
仮想粒子はご都合主義。
そう考えるとつじつまがあうから(安心できるから)そう考える。
複数の粒子の間で、お互いに影響を与えあった後の振る舞いに
わかりやすいように帳簿の考え方で理解しているだけでつね。

12 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/02/23 20:04 ID:???
ゴーストが全金歯を持てないのを数式で説明してください

13 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/02/23 20:04 ID:???
とりあえず説明しようと頑張ってみますが。

まず、通俗解説書にはよく>>4のような説明がなされていますが、
ちょっと(というかかなり)嘘です。
わたしも小さい頃Newtonでそういう説明を読んでわからなくって、
大学へ入って場の量子論を勉強してはじめてわかった記憶があります。

まず、2物体間に働く力を考えるのだから、
あいだに飛ぶ仮想光子の運動量(〜力積)を考えてもしかたないです。
力積って力かける時間ですよね。

まあ、いちばん簡単に説明するなら、>>1 のアクシオン仮面氏の
>光子は、性質上進行方向に対して、垂直に力を与えるはずなので、
という疑問ですけれど、
実光子に対しては全くそのとおりだけれども
仮想光子に対してはなりたたないので。
仮想光子はそもそも光速で飛びませんし、
ふつう電磁波をならったときに導出したような性質を
みたすとは限りません。

このあたりは、量子電磁気学の建設の際に
朝永さんとかファインマンさん、その先駆者たちもずっと
苦労した話で、なかなか僕の理解度では口で説明できません。
(数式変形の上では理解してるつもりなんですけど、申し訳ない。)

14 :アクシオン仮面:03/02/23 21:18 ID:???
13>>
そんなにイメージしずらいものなんでしょうか?
仮想光子は、若干理解に苦しむが、まあ認めるとして、
確かに、仮想光子は動かないけれど、それが、方向性を
持っているとしたら、電荷のまわりを円状に生成と消滅
を繰り返すことで、2次元的には、力が働くんじゃない
かと、思ってたんですが、違うわけですか?

      ・  ・  
     。     ・
     。 (+)  。
      ・   ・

15 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/02/23 22:01 ID:???
まだ意味分からんよ〜(泣

16 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/02/24 00:44 ID:???
 俺も素粒子方面になるとテンでわからんけどさ。
 仮想粒子って、確かクーロン力とかを無理やり粒子の相互作用みたいに
書いたやつじゃないっけ?
 だから実在の粒子と同じように運動量やらを考えるのはナンセンスなん
じゃないかと思う。ちゃんと考えるなら電磁場を直接考えたほうがいいん
じゃないかって気がする。
 どうかな?

17 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/02/24 01:26 ID:???
荷電粒子から荷電粒子へ、光子が飛んでエネルギー運動量を運ぶ描像
ここで、いかにも量子力学的だなというのは、光子が運動量を運んだ結果
かえって近づく方向への力が働いたように見える場合があるということ

量子的不確定性の現れの一つです

18 :13:03/02/24 02:00 ID:???
>14
そのイメージはただしいです。
ただ、それが仮想粒子交換の本質かというと
そうでもないと思います。

イメージしにくいものなのか?といわれると微妙ですが…
僕ら(半専門家)は仮想粒子交換を表す式を知ってますし、
それの式が力が働いている様子をあらわしていることも
感覚的に理解できたつもりになりますが、
それは量子力学を勉強して
直感を量子力学のほうにあわせてからはじめて出来る話
だったりします。
(単に僕の理解が足りないという問題もあると思います。)

何が言いたいのかわからなくなってきましたが、
ある程度疑問が深まれば、
きちんと物理を勉強しなければしかたがなくなると思います。

ただ、一方で、数式も含めて過程を理解した場合の
満足度は素晴らしいものがあると思います。
たしかに「イメージ」で語れるものに限ってしまえば、
Newtonなどでいろいろ書かれている以上の内容は
物理にはそうそう無いかもしれませんが…
イメージでは語りつくせない微妙な、しかし
素晴らしい点がたくさんあるということです。

お暇があればがんばっていただければと思います。

勿論、そのような精妙な点まで言葉で語ってくれる方が
いるなら私もとても聞きたいのですが。

19 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/02/24 02:04 ID:acNOcOXO
↓↓↓↓↓★ココだ★↓↓↓↓↓
http://www.pink-angel.jp/betu/index.html

20 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/02/24 02:08 ID:???
わるいがオレの中では13=DQN

21 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/02/24 08:27 ID:???
>20
そのイメージはただしいです。
ただ、それが>>20の本質かというと
そうだと思います。

22 :bloom:03/02/24 09:01 ID:cJDbpkzL
http://www.agemasukudasai.com/bloom/

23 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/02/24 09:25 ID:???
>>18
もちろんこの先、量子論、素粒子論と勉強していきますが、
それまで待てないからどうにか言葉で表せないのかな・・・?
って思うんです。

>>20
自分は何もしないで人のことDQNなんて言う奴はそれこそDQN以下
にしか見えないよ〜。
DQNじゃないなら上の質問に答えて下さい。

24 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/02/24 16:30 ID:???
>>4
どうしてもそのイメージでとられたければ、異電荷間ではp<0と思えばどうだ?


25 :アクシオン仮面:03/02/24 17:58 ID:???
24>>
それ、間違った概念でしょ。この上なくまずいんでは?

26 : ◆EcCgOA7Vw6 :03/02/24 18:42 ID:nB/Pllr5
プロパゲータ=グリーン関数



27 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/02/24 18:50 ID:???
>>24
異符号の場合、平均すればマイナスの運動量(仮想光子を受け取る粒子側から
放出する粒子側へ向いた運動量)が移行されることは間違いない。
なぜ異符号でマイナスで同符号でプラスになるかについて説明不足すぎて
何も説明したことになってない、という批判ならわかるけど、
「この上なく」と表現されるほどまずい理由がわからないな。


28 :アクシオン仮面:03/02/24 22:06 ID:???
27>>
その概念は、僕も一度は考えた。例えば質量が負の粒子を
真空にしても壊れないドラム缶にいれて行くと、いつか壊れる。
内部エネルギーが負とも、粒子が壁に与える力積が逆ともいえて
興味深い。
          が、
>「この上なく」と表現されるほどまずい理由がわからないな。
要するに、この場合、負の運動量を交換するわけではないけれど、
イメージ的に、「なるほど」と、誤まった理解をしてしまう危険性
が高いってこと。
地球から重力を受けている物理的なイメージを教えて
といわれて、地面が上向きに加速してるからといってるようなもの。

29 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/02/25 13:06 ID:???
>>28
>この場合、負の運動量を交換するわけではないけれど
ここでの「負の運動量」は>>27で補足したように、仮想光子を受け取る粒子側から
放出する粒子側へ向いた運動量、という意味ですよ。この意味の負の運動量は
間違いなく交換されてます。大きさ|p|がマイナスと言ってると勘違いされて
ないでしょうか。


30 :アクシオン仮面:03/02/25 21:18 ID:???
29>>
なるほど。勘違いです。
負の運動量を持った粒子を交換していると言っているのかと思った。
失礼しました。

31 :山崎渉:03/03/13 13:58 ID:???
(^^)

32 :アクシオン仮面:03/03/16 19:06 ID:???
核力は、中間子を交換して働くそうですが、なぜ、引力が働くんですか??

33 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/03/16 20:48 ID:???
>>32
適宜光子を中間子に置換しながら>>1から読みなおすべし


34 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/03/16 22:01 ID:???
結局実在が実在しない証拠

35 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/03/16 23:01 ID:???
それにしても、中間子やら光子の交換を、どうしても古典キャッチボールに
しないといけない粘着厨房気質って、かわいいのかじゃかしいのか


36 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/03/16 23:41 ID:???
>>35
ダイヤグラムの解釈としてはまちがっていないだろう

ただ、不確定性関係で仮想粒子が「進む」向きと移される運動量の間に
日常ではありえないような関係が許されるところが引っかかるところか

37 :アクシオン仮面:03/03/19 12:09 ID:???
>>35
>>1から読み返しては見たが、わからん
わかったことといえば、粒子ではなく仮想粒子が使われてるってこと。
で、なんで力が働くのかの具体的説明はどこにもないけど。

>>36
>ただ、不確定性関係で仮想粒子が「進む」向きと移される運動量の間に
>日常ではありえないような関係が許される
その関係ってどういう関係なんです??

38 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/03/19 14:37 ID:???
>>37
あれ、>>30までの「アクシオン仮面」さんは少なくとも仮想光子による
力の発生についてはわかっているように見受けられましたが、別人ですか?

>その関係ってどういう関係なんです??
>>29参照


39 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/03/19 16:36 ID:???
仮想粒子がぶつかった瞬間かえって引っ張られるかんじ

40 :アクシオン仮面:03/03/19 19:41 ID:???
38>>
いや、同一人物です。ぼくが、14>>で考えたのは、光子には
方向性(例えばスピン)があり、垂直方向に、電場が生じる
とすれば、光子が円運動をしてくれれば、中心方向に力が働く。
でも、円運動などするはずないから、円軌道上に方向性のある
光子が生成消滅すれば上手くいくかと思ったんですが、
13により、
>ふつう電磁波をならったときに導出したような性質を
>みたすとは限りません。
とあるので、違うんだろうと思います。

そもそも、三次元拡張できないし、中間子の場合説明がつかない



41 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/03/19 19:48 ID:???
>>40
>いや、同一人物です
じゃぁ人の説明を「間違った概念でしょ」などと断じていたのはハッタリ?

どっかで既出も知れんけど
`Some Frequently Asked Questions About Virtual Particles'
http://sasuke.econ.hc.keio.ac.jp/~ken/physics-faq/virtual_particles.html
を紹介しとくよ。その中の
`How can they be responsible for attractive forces?'
あたり


42 :教えて君:03/03/19 21:19 ID:???
>>41
そこ以前に読んだんですが、仮想粒子とは本来何者ですか?
仮想粒子の波動関数が出てきますけど、正当性ありますか?

43 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/03/19 21:24 ID:???
41は青木さん本人

44 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/03/21 08:05 ID:???

アゲ

45 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/03/21 19:33 ID:AvnJKF8j
第2量子化を勉強しないとなぁ

iG(x-y)=<0|T[φ(x)φ^*(y)]|0>

では納得できないのか?

46 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/03/21 20:12 ID:???
グリーン関数と仮想粒子にどんな関係があるのですか?

47 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/03/21 20:59 ID:???
つーか、ファインマンダイアグラムが計算できるようになっても、
あんまりすきっとしないよね。

粒子の交換や対消滅が無い場合(fixed target とかe-μ散乱とか)
は、ツリーレベルだと、電荷が違おうが同じだろうが、
|S|^2は同じだよね(重ねあわせが無ければ、S〜±e^2 だから)。

48 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/03/22 11:13 ID:Ylr0jyDo
>>45の解釈は、
真空(|0>)から粒子が位置yで生成(生成演算子φ^*(y))して
位置xで消滅(消滅演算子φ^*(x))して、真空(<0|)にもどる

ではだめ?仮想粒子がx−yで生成消滅するんだが…
ちなみにグリーン関数(伝播関数)は力の媒介を表してるの点は
理解できてるんだよね?



49 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/03/22 11:25 ID:???
>ちなみにグリーン関数(伝播関数)は力の媒介を表してる
>点は理解できてるんだよね?

いえ、厨房なのでよくわかりません。解説お願いします。
グリーン関数って相互作用しない(力が働かない)自由場
の場合にも出てきませんか。ちょっと混乱しています。




50 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/03/22 11:50 ID:Ylr0jyDo
まず、「グリーン関数が自由場にも出てきませんか?」について。
簡単に書くけどイメージできるかな?

たぶん、相互作用表示と自由場との関係がつかめていないのでは?
H=H_0+H_I
で、H_0が相互作用なし(自由場)
S行列とかの計算で相互作用表示を使うとH_Iで書き下せることができ、
そして、H_Iに含まれている場は、H_0のみで構成される(つまり自由場)
んです。


たとえば2次の摂動では
<i|S^2|j>〜仲壇^4xd^4y <i|T[H_I(x)H_I(y)]|j>…H_Iで書き下してるね
ここで具体的なH_Iの形を入れて、Wickの定理とか使うと
いろいろな項がでてくる。たとえば電磁相互作用では、
仲壇^3xd^3y j^μ(x)D(x-y)_{μν}j^ν(y)
とか。jはカレント、>>45で定義されたDは伝播関数(グリーン関数)。このjとかDとかを自由場で構築するんです。

わかった?

51 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/03/22 17:06 ID:???
厨房相手に解説ありがとうございます。
よくわかりました。次の質問考えてみます。

52 :教えて君:03/03/22 21:00 ID:???
51です。
それで、>>42の質問にもどってしまうわけですが、
仮想粒子というのは決まったエネルギーの値とかを
持っていないのではないかと思うんです。
本来それは、計算の過程で積分されるべきものだからです。
そうすると、仮想粒子に対して波動関数を考察することに、
はたして意味があるのでしょうか。

53 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/03/23 05:14 ID:???
>>52
>仮想粒子というのは決まったエネルギーの値とかを
>持っていないのではないかと思うんです。
ループしてるとそうなるな。tree levelだと始状態と終状態で決まる
特定のエネルギー・運動量を持つ

>仮想粒子に対して波動関数を考察することに、
>はたして意味があるのでしょうか。
特定のエネルギー持ってなきゃ波動関数考えても意味ないのか?


54 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/03/23 09:28 ID:???
>>53
すみません。ちょっと勘違いしていたみたいです。
仮想粒子というのは、エネルギー保存則を破っていると
思っていて、だから波動関数に意味がないと思いました。
(実際は、保存則を破っていないですよね)
なるほどそうですか。始状態と終状態で決まる特定の
エネルギー・運動量を持っているなら、波動関数に十分
意味があると思います。


55 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/03/23 14:52 ID:???
>>54
いやループしてる仮想粒子は決まったエネルギー・運動量を持ってなくて
まさに計算の過程で積分されてるのだが。その積分はしばしば発散するので
繰り込みの話が出て来る



56 :教えて君:03/03/23 22:34 ID:???
そうすると、グリーン関数も繰り込まれたものになるのですか。
だとすると、仮想粒子も繰り込まれるということなのでしょうか。
ますますわからなくなってしまいます。仮想粒子とはなにか・・・。

57 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/03/26 00:58 ID:???
アゲ

58 :暗黒大将軍:03/03/26 01:05 ID:WILamtd3
http://www.tanomi.com/metoo/naiyou.html?kid=1639
突然ですがアルフのDVD化に御協力ください

59 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/03/26 10:05 ID:COe4UHIK
>>54
>>仮想粒子というのは、エネルギー保存則を破っていると
>>思っていて、だから波動関数に意味がないと思いました。

高次のダイアグラムでは中間状態では保存則を破ってよいのです。
もちろん、そういう波動関数に意味はないですよ。

>>56
単純に、シュレディンガーの摂動論を考えてください。
中間状態を完全系で展開するっていうのがあるじゃないですか。
例えば調和振動子の完全系で展開するとします。
「始状態→中間状態→終状態」
で、仮想粒子っていうのが、中間状態で展開した調和振動子、
つまりフォノンになるでしょ?
仮想粒子に頭を悩ますなら、シュレディンガーの摂動論に
つまずいているハズなんだけど?

60 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/03/26 10:35 ID:???
>>54
あいかわらず決まったエネルギー・運動量を持っていないと波動関数に
意味がないという主張なんですね?

例えば位置の固有状態は不確定性関係によって運動量は全く決まらない
状態なわけだけど、じゃあ位置の固有関数は波動関数として意味がないの?


61 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/03/26 21:49 ID:???
>>59>>60
レスどうもです。
ちょっと落ち着いて考えてみようかと思います。
お勧めの参考書がありましたらお願いします。

62 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/03/26 23:26 ID:IKyEJxfg
2つの粒子が共鳴状態の粒子になってまた2つの粒子に壊れていくのと力の粒子を交換してそれぞれ種類が変わるのが等価だって図がよく出てくるんだけど、結局実際に存在するのは共鳴状態の粒子? 力の粒子? どっちなの??

63 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/03/26 23:58 ID:???
One cannot draw pictures of individual quantum processes.

64 :エネルギー保存の法則:03/03/27 00:31 ID:sID3FWK3
量子論の本を読んでいたら少しの間エネルギーを借りてくることができるとか何とか書いていましたこれだとエネルギー保存の法則はどうなるんですかね

65 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/03/27 02:26 ID:???
↑馬鹿?

66 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/03/27 06:32 ID:???
>>64
ΔE・ΔT≒h

67 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/03/27 09:21 ID:VLMEZ4pw
>>62
物理的に観測できるのは、始状態と終状態です。
観測できない状態である中間状態で「実際に…」という議論はナンセンス

68 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/03/27 13:07 ID:???
One cannot draw pictures of individual quantum processes.

69 :山崎渉:03/04/17 09:13 ID:???
(^^)

70 :山崎渉:03/05/22 00:37 ID:???
━―━―━―━―━―━―━―━―━[JR山崎駅(^^)]━―━―━―━―━―━―━―━―━―

71 :山崎渉:03/05/28 14:31 ID:???
     ∧_∧
ピュ.ー (  ^^ ) <これからも僕を応援して下さいね(^^)。
  =〔~∪ ̄ ̄〕
  = ◎――◎                      山崎渉

72 :山崎 渉:03/07/15 13:19 ID:???

 __∧_∧_
 |(  ^^ )| <寝るぽ(^^)
 |\⌒⌒⌒\
 \ |⌒⌒⌒~|         山崎渉
   ~ ̄ ̄ ̄ ̄

73 :アクシオン仮面:03/07/21 17:14 ID:???
フォトンの場合、電磁波として観測されるのは2種類の
横波フォトンで、クーロン場に関係しているのが
縦波フォトンとスカラーフォトンだと。これが、交換粒子なんですか?

74 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/07/25 22:50 ID:L7hNQ0hx
仮想粒子は仮想のものでしょう。


75 :ご冗談でしょう?名無しさん:03/07/25 23:50 ID:???
架空ではないけれど・・・

76 :ぼるじょあ ◆yBEncckFOU :03/08/02 03:02 ID:???
     ∧_∧  ∧_∧
ピュ.ー (  ・3・) (  ^^ ) <これからも僕たちを応援して下さいね(^^)。
  =〔~∪ ̄ ̄ ̄∪ ̄ ̄〕
  = ◎――――――◎                      山崎渉&ぼるじょあ

77 :ご冗談でしょう?名無しさん:04/03/09 03:45 ID:???
保全(ノ゚ー゚)ノ

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