量子力学

フェルミ粒子(フェルミ統計)

クォーク

6種類

u

d

s

c

d

t

レプトン

用語解説??

量子力学

量子力学的理論

4つの力(素粒子間に働く相互作用)

重力

二重スリット実験

二重スリット実験とは、粒子と波動の二重性を典型的に示す実験。リチャード・P・ファインマンはこれを「量子力学の精髄」と呼んだ。ヤングの実験で使われた光の代わりに1個の電子を使ったものである。 この実験は古典的な思考実験であった。

この実験による重要な現象

波の干渉

要約すると波の足し算

波の回折

20170516234743

一部遮断された光が、また波として広がるという意味

この実験によってわかったこと

質量がとても小さい電子の粒一つだけ を照射した所、同じ様に波の広がりと足し算が起こった。つまり、電子は独立した粒であり、波である。

二重スリットの観測問題

観測をする事で結果(波の回折、干渉)が起こる。観測しなければ起こらないという矛盾。

仮説1 観測する事で何かのエネルギー的影響を与えられ、電子の挙動が変わった


仮説2 世界はシミュレーションなので、見ている箇所以外の処理を簡略化していた。


多世界解釈・マルチユニバース派
観測ごとに世界が分岐している

電子の暫定的結論

電子とは確率の波であり、観測すると粒である。

コペンハーゲン解釈

電子はどこにでも確率的に存在できる。観測した瞬間、確率が収束して一点に存在するようになる という結論。

この確率波の考えた方を原理として理論を組み立てたり実験すると何の矛盾も起きていないのでこれが事実だと考えられています。


このような考えたかをコペンハーゲン解釈と言ってほとんどの物理学者がこれを信じています。

隠れたパラメーター(hidden parameter)派


アインシュタインは確率波は存在せず、何か隠れた変数があるはずだ。と考えていた。
「神はサイコロを振らない」
つまり世界の運はすべて説明がつく理由によって引き起こされている。
ランダムという要素にはまだ隠された物理的要因が関係している。

素粒子

ボース粒子(ボース統計)

ゲージ粒子

ヒッグス粒子

重力子、グラビトン(未確認)

素粒子の大きさ

不明
大きさがない点粒子説
大きさがある説
標準理論では大きさのない点粒子として扱っているが今のところ矛盾は起きていない。

量子力学とは

古典力学と量子力学

古典力学

量子力学

歴史

4元素説

錬金術

巨視的な物体の運動を論じるのに有効な力学。 ニュートンの運動の3法則に基づいて展開されたニュートン力学および数理解析を用いてこれを発展させた解析力学は光の速度に比べて遅い速度で動く物体の運動に適用される。

原子構造

原子

理論

不確定性原理

原子核

陽子

中性子

極性

電子


原子、分子や光などの現象を理解するため、ニュートンの運動法則やマクスウェルの電磁法則などの古典論にかわる新しい運動法則がみいだされ、一つの力学の体系となった。これが量子力学である。


 量子力学では古典論と比べて運動状態や物理量の扱い方がまったく異なっている。量子力学における運動状態を量子的状態という。その結果、われわれが日常経験して疑いえないと思われてきた考え方の多くが、原子などの領域でそのままでは成り立たないことが明らかになってきた。微視的という用語は、一般に古典力学あるいは量子力学に従って運動する粒子の集団の状態を個々の粒子の状態にまで立ち入って論ずる場合に用いられるが、この場合、原子、分子や素粒子などの現象が量子力学的に進行することを強調して用いることが多い。微視的に対して巨視的という用語は、個々の粒子の運動に立ち入らずこれら莫大(ばくだい)な数の粒子の集団全体の物理的特徴に注目するとき用いる。この場合、粒子集団の運動は古典的となる。また、量子力学的運動を強調して微視的という用語を用いることが多い。これらの事情のため巨視的という用語は古典論的という意味合いをもっている。微視的をミクロスコピック、巨視的をマクロスコピックという。

原子間の結合や分子内で正負の電荷に偏りがあること

特定の方向に沿ってその両極端に相対応する異なった性質を持つことを指す

負極性

無極性

正極性

電荷

電気現象のもとになる実体で,その量を電気量という。電荷,電気量または電気を同じ意味に用いることもある。電荷を正,負の2種に分類し,それぞれ正電荷,負電荷などという。等量の正電荷と負電荷を合せると電荷のない状態となり,これを電気的に中性であるという。逆に,中性の状態から正電荷を分離すると必ず等量の負電荷が現れる。摩擦によって電気を生じるのは,このような分離による。電荷をもった粒子を荷電粒子,大きさを無視できる荷電粒子を点電荷という。

【電子雲】

原子内における、電子密度を空間的な広がりとして表したモデル。 量子力学の不確定性原理により、電子の位置と運動量を同時に決定できないため、電子の存在確率が高い領域を濃淡がある雲とみなしたもの。

光子

実際には存在しない。光とは電磁波であり、電子対消滅し電磁波として放出された物が光であり、電子が大元なので波または粒としての挙動を示すので粒子として捉えたものを光子と呼ぶ便宜上のもの。

量子力学的用語

概念的用語

光の波動論

粒子加速器

超弦理論

全ての素粒子は有限の大きさを持つひもの振動状態であるとされる。

我々が普段目にする物質は(微小な、あるいは大きさが無い)素粒子からできているにも関わらず、有限の大きさを持っている。それは、複数の素粒子が運動する有限の領域が、ハドロンや原子などの大きさを持つ粒子を構成することによる。


素粒子

それ以上分解できない粒子の総称。現在ではクォークが素粒子である

ヒッグス機構

ヒッグス場粒子

ヒッグス場

質量

飛び出していきたい電子と、それを引き寄せる原子核の電子気力のつり合い。電子が原子核に接近するとより遠心力が加わり電子が原子核に落ち込むことはない。 ←これ間違いかも。

電磁気力

物質的用語

弱い力

量子力学的理論

相対性理論

粒子

原子

電子

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クォーク

クォーク

エネルギー

E=mc2

反物質

磁場

電磁気力

強い力

電子と反粒子である陽電子がぶつかると対消滅が起こり、光子を二つ放出します

歴史的実験

二重スリッド実験