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ゲージ粒子はレプトン、クォークでない？

2010/01/24 00:34

一般の物理好きで理系の高学歴はありません。素粒子についてです。ボゾンとフェルミオンにわける基準はなんとなくわかった気がしました。でもボゾンのヒッグス粒子やゲージ粒子である光子やグルーオンは、フェルミオンであるレプトンやクォークとは違いますよね？なぜ素粒子はレプトンとクォークと言われるのですか？

avantasia
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物理学
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Tacosan
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2010/01/24 23:38 回答No.1

質問はなんなのでしょうか? 「なぜ素粒子はレプトンとクォークと言われるのですか？」が質問なのだとしたら, 「どこにそんなことが書いてあるんでしょうか?」と質問返ししてしまう.

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素粒子

1.物質粒子　クオーク（アップ　チャーム　トップ　ダウン　ストレンジ　ボトム）レプトン電子ニュートリノ　ミューニュートリノ　タウニュートリノ　電子　ミューオン　タウ） 2.力を伝える粒子　強い力（クルーオン）　電磁気力（光子）　弱い力（ｗポソン+-　ｚポソン）3.ヒッグス粒子　簡単に説明お願いします。　　
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いくつかありますが、最初に数個だけ。１、http://belle.kek.jp/~uehara/pdic/meson.html#meson 　　によると、中性パイ中間子は２個の光子に壊れるらしいですが、１３５ＭｅＶの質量はどこへ行くのですか？　　全部光子のエネルギー（質量化されていない状態）に変わるのですか？　　そうだとすると、素粒子が崩壊した時に出る光は、エネルギーの高い低いがあるということですか？　　又、１３５Ｍｅｖの素粒子が崩壊するわけですから、１３５Ｍｅｖ×Ｃ＾２分のエネルギーは、「必ず保存される」つまり、これらが崩壊する時は、もし素粒子が出ないならそれだけのエネルギーを持った光子が出ると考えていいでしょうか。　　それと、これらの現象（光子崩壊）は、「実際に観測されている」のですか？２、イータプラム中間子や、ロー中間子になる光は、相当エネルギーが高い光子ですか？　又、ロー中間子に光が化けるというモデルでは、単一の光子が、「ずいぶん重くて、電荷のある」ロー中間子に化けるということですか？（同時に、それがどういった理論か教えて下さい。どこの国の、誰が考えたモデルかも。）３、対消滅や対生成に、１とか２の事を考えると、光子は何にでも化けられるし何からでも出来るという事になります。　　光子を、「普通の素粒子とは違う」何か、もっと超越的な位置づけとして理論を作ろうとする動きは主流か、それとも「あくまで質量０、電荷０の素粒子として扱う」動きが主流か、教えて下さい。　又、プラスの素粒子もマイナスの素粒子も光子というゲージ粒子を交換して引力や斥力を生むなら、光子はそのどちらをもふくんだ理論の基礎となるという目測であるかどうか、学会での話を教えて下さい。　それと、光子はゲージ粒子ですが、「ゲージ粒子ではない光子」もありますか？（エネルギーが高い時等。）それとも、常にゲージ粒子と考えますか？それも教えて下さい。４、このページで、「光子光子衝突」とか「光子同士の衝突」とありますが、意味は同じですか？それとも違いますか？　　違うなら詳細をお願いします。５、ハドロンは、最後は必ず、光子かレプトンかクォークになりますか？　　又、uとdは、安定ですか？それともuとdも、最後はレプトンになりますか？　　レプトンは、光子には崩壊しませんか？お願いします。
陽子　中性子は下の説明ではどうなるのですか

Ａ．素粒子の２区分（１）まず素粒子は、フェルミ粒子（物質粒子）とボーズ粒子（力を伝える粒子・媒介素）とに分かれる。（２）ヒッグス粒子は、「質量素」であるが、(私は）分かりやすくするためにボーズ粒子の下位に分類している。Ｂ．フェルミ粒子Ｂ－１．クオーク（１）フェルミ粒子は、クオーク（重粒子系）とレプトン（軽粒子系）に分かれる。（２）クオークは、第１世代（アップ・ダウン）、第２世代（チャーム・ストレンジ）、第３世代（トップ・ボトム）に分かれる。（３）第１世代がクオークの中核で、常に安定しているが、第２世代と第３世代は不安定ですぐに壊れる。（４）第１～第３世代の各対のうち、前者（アップ・チャーム・トップ）の荷電はすべて＋2/3であり、後者（ダウン・ストレンジ・ボトム）のそれはすべて－1/3である。Ｂ－２．レプトン（１）レプトンは、まず、レプトン本体（電荷を持つ）と中性微子（電荷を持たない）に分けられる。（２）レプトン本体には、電子・ミューオン・タウオンがある。電荷はいずれも－１であるが、後２者（ミューオン・タウオン）は高質量レプトン。（３）中性微子には、電子ニュートリノ・ミューニュートリノ・タウニュートリノとがある。これらは、それぞれ電子・ミューオン・タウオンが崩壊するときにできる「かけら」である。（４）電子ニュートリノが中性微子の中核で、常に安定しているが、他の２つ（ミューニュートリノ・タウニュートリノ）は不安定ですぐに壊れる。Ｃ．ボーズ粒子Ｃ－１．媒介素（ゲージ粒子）（１）ゲージ粒子は、電磁気を媒介するものと粒子を媒介するものに分かれる。（２）電磁気を媒介するものが、フォトン（光子）で、質量は０であるが、その力は無限大に及ぶ。（３）粒子を媒介するものは、強い力を媒介するグルーオン（＝糊の意）と弱い力を媒介するウイークボソンがある。その力は粒子内のごく狭い範囲にしか及ばない。Ｃ－２．その他の媒介素（１）重力を媒介するのが、グラビトン（重力子）であるが、実体はまだ不明である。（２）質量を媒介もしくは添付するものがヒッグス粒子である。17番目の素粒子として最近発見されたらしいが、詳しいことはまだ不明である。
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ヒッグス粒子にまつわるいろいろな疑問

最近ヒッグス粒子について興味を持っていろいろ調べたりしています。たぶん、こういった分野では当たり前のことなんでしょうが、調べれば調べるほど新しい疑問が湧いてきます。質問の前提となる、自分が知識を得た出典はOKWebやヒッグス粒子で検索したサイトなどが主ですが、ちょっと量が多いので一つ一つの出典については省略させていただきます（正確に言うと覚えていない・・）。スミマセン・・・。質問１．ヒッグス場は自分たちが住んでいる世界（地球上生活圏）にもあるのか？　テレビで見た解説ではこの世界はヒッグス粒子であふれていてそれに引っかかることで質量が生まれるといった解説がなされていました。ですが、実際にはヒッグス粒子は発生してもすぐに消えてしまうのでヒッグス粒子で満たされているという説明は誤っているといろんなところに書いてあります。　ヒッグス粒子はヒッグス場から生まれると。じゃぁヒッグス場って何なのかと調べると正直何が書いてるかよくわからず、　とりあえず、「真空」というのがキーワードのような気がします。　ヒッグス場と言うのは真空の中でしか存在しないのですか？　だとすると、僕らが存在する世界は真空ではないのでヒッグス場ではなく、ヒッグス粒子生まれなくないですか？と疑問を感じました。質問２．ヒッグス粒子より重い素粒子トップクオークはなぜヒッグス粒子より先に探せた？　ヒッグス粒子は重いから見つからなかった、それを発見するにはビッグバンに相当するエネルギーが必要　みたいな説明をどこかで見ました。　それで行くと、ヒッグス粒子より重いトップクオークは何で探せたんでしょうか？　ヒッグス粒子が見つけにくい特性は重さだけではないと言うことでしょうか？すぐに消えちゃうからでしょうか？質問３．ヒッグス粒子とカイラル対称性の破れについて　ヒッグス粒子が質量に与えている影響は2%程度で残りはカイラル対称性の破れが原因らしいのですが、　ビッグバンとヒッグス粒子に関する説明でビッグバンによって生み出された大量の素粒子は、当初質量がなく、自由に飛び回っていたが素粒子がヒッグス粒子とぶつかることで次第に動きにくくなり　と言った説明を良く見かけるのですが、2%程度の影響だったらヒッグス粒子が無くても素粒子が自由に動き回った状況は変わったような気がするんですが・・。　標準理論を補完する意味でヒッグス粒子が大切なのはわかるのですが、質量の起源ってのは言いすぎな気がしますがいかがでしょうか？質問４　重力子とヒッグス粒子について　4つの力のうち重力を媒介する粒子＝ヒッグス粒子ではないと思っているのですが、解釈あっていますでしょうか？
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