電磁相互作用などを持たない粒子があるとすれば

質問

こんにちは。物理でちょっと気になったことがあったので質問です。

　質問は以下の３つは正しいか、そうではないかというものです。

１）　普段の生活の中で、物体と触れずにはいられないのですが、その、触れる・触れている（⇔触れていない）という状態は、物理的には厳密な違いがないような気がします。
　単なる思いつきですが、普段、触れているというのは、原子・分子間の電子相互作用が十分に（巨視的に）観測される場合で、触れていないというのはその逆かと考えました。
　つまり、体積というものは見かけのものでしかなくて、突き詰めれば体積は無くなり、粒子は特定の性質を持った点になるという考えです。

２）　そして、上記が強ち間違いで無かった場合、もし、電磁相互作用など（この場合は強い／弱い相互作用も含めないと駄目かな？）が（中性子のような中性ではなく）全く無い、どれだけ細かく分解しても、電荷などを持った粒子が現れないような粒子、そんなものがあるとしたら、それらの粒子同士で衝突のような現象は観測できるのでしょうか？
　万有引力は引力なので、斥力にはなりえないので、衝突のような現象は観測されないかと考えました。

３）　（理論が頭の中で一人歩きしているのですが）もし、そういう粒子があって、衝突しない、体積を占有しないのなら、同一の位置に複数の粒子が存在する事が可能という事でしょうか？

　勝手な考え（特に文献を読んだわけでもなく根拠も無い）なので間違いもあるかと思いますが、よろしければ回答をお願いします。

回答No.3

アウストラロ ピテクス（@ngkdddjkk）

>それと、力についてなんですが、ちょっと早とちりしてました。ポテンシャルで考えると、ちょっと納得いきました。

どのように納得いったのでしょうか？ホロノミックとか非ホロノミックとか、その辺の理解はできてます？

回答No.2

noname#175206

>１）　普段の生活の中で、物体と触れずにはいられないのですが、その、触れる・触れている（⇔触れていない）という状態は、物理的には厳密な違いがないような気がします。

　物理学的に厳密な「触れる」の定義はないですから、そうでしょうね。物理の話でも、一般用語としてしか使いません。

>　単なる思いつきですが、普段、触れているというのは、原子・分子間の電子相互作用が十分に（巨視的に）観測される場合で、触れていないというのはその逆かと考えました。

　ちょっと意味不明です。

>　つまり、体積というものは見かけのものでしかなくて、突き詰めれば体積は無くなり、粒子は特定の性質を持った点になるという考えです。

　物理現象をミクロにしていけば、マクロの物理学から離れて量子力学などのミクロの物理学で記述する必要があります。たとえば電子は大きさが0ですが、マクロの物理学では特異点とされますが、そのような取り扱いをしないのはミクロの物理学で記述するかです。

>２）　そして、上記が強ち間違いで無かった場合、もし、電磁相互作用など（この場合は強い／弱い相互作用も含めないと駄目かな？）が（中性子のような中性ではなく）全く無い、どれだけ細かく分解しても、電荷などを持った粒子が現れないような粒子、そんなものがあるとしたら、それらの粒子同士で衝突のような現象は観測できるのでしょうか？

　世界中の粒子加速実験装置では毎日素粒子同士の衝突実験を多数回行っています。

>　万有引力は引力なので、斥力にはなりえないので、衝突のような現象は観測されないかと考えました。

　ニュートンの重力式は万有引力だけですが、一般相対論の重力方程式は斥力の項があります。いずれにせよ、マクロの物理学で、現状の問題点は一般相対論のミクロへの適用、つまり量子化を施した量子重力理論が作れていないことです。

>３）　（理論が頭の中で一人歩きしているのですが）もし、そういう粒子があって、衝突しない、体積を占有しないのなら、同一の位置に複数の粒子が存在する事が可能という事でしょうか？

　同一の位置に存在できないのがフェルミオン、同一の位置に存在できるのがボソンです。

　ニュートリノは電荷を持たないフェルミオンで、重力以外の力の影響を受けません。言い換えれば、近距離力の核力（強い力、弱い力）や電磁気力の影響を受けません。

>　勝手な考え（特に文献を読んだわけでもなく根拠も無い）なので間違いもあるかと思いますが、よろしければ回答をお願いします。

　ブルーバックスの「クォーク　第2版（南部陽一郎）」は読まれましたか？　もしまだでしたら、お勧めしておきます。啓蒙書程度は読む必要が無いということでしたら、特に必要はありませんが。

お礼

> ブルーバックスの「クォーク　第2版（南部陽一郎）」は読まれましたか？　もしまだでしたら、お勧めしておきます。
　いいえ、まだです。ぜひ拝読させていただきます。

補足

それと、力についてなんですが、ちょっと早とちりしてました。ポテンシャルで考えると、ちょっと納得いきました。

回答No.1

アウストラロ ピテクス（@ngkdddjkk）

すなわち、観測できないものと捉えて良いのでしょうか？

お礼

ご指摘ありがとうございます。

　万有引力については制限する言及はしていないので、万有引力があれば間接的に観測可能そうなのですが、（良く知らないのですが）もしかして、ヒッグス粒子から受ける力も電磁相互作用だったり、強い／弱い相互作用だったりするんでしょうか？　（間違えていたらすみません）