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反物質には反重力?

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お礼率 85% (18/21)

地球と月の間には引力が働きます。

月を反陽子と反中性子と陽電子とで作ってしまうと地球と反月の間には引力が働くのでしょうか?斥力なのでしょうか?

えっと、つまり、反物質と物質の間に働く重力は斥力だったりしないのかな?というのが私の疑問です。
引力であると実験で証明されてはいないはず。理論的には予測されているのでしょうか?

もし斥力が働くのだとしたら反物質を何らかの方法で結晶の中に閉じこめる事ができれば天空の城ラピュタに出てきた飛行石(飛翔石?)が完成します。そんな夢は実現できないでしょうか?
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質問者が選んだベストアンサー

  • 回答No.7
レベル10

ベストアンサー率 51% (86/168)

>強いのと弱いのはちょっと宇宙のサイズが大きくなれば届かないし
>電気的に中性であれば電磁力(クーロン力)関係なくなるので
>残るは重力だけだと思います。
物質、反物質という言葉に合わせて重力は弱すぎるとかいてしまいましたが、
上のように u13 さんが仰っておられる状態より
もっと高エネルギーの状態で起こっている出来事に可能性があるかもしれません。

要するに、インフレーションのタイミングということですが、
我々の近くに反粒子が飛び交っていないためには
重力相互作用による反発の後、電磁相互作用などが出てくる前に
インフレーションが起こってくれないと困りますね。
ちょっと宇宙のサイズが大きくなれば、と書かれていますが
大統一の相転移が起きる段階では強いのも弱いのも届いてしまいます。
ですから、重力相互作用が生まれて粒子反粒子が反発し合い、
その後でインフレーションが起こって宇宙が薄められた後で
現在のような物質が出来るということになりそうです。

しかし、大統一に基づいたシナリオでは
スファレロン効果などいろいろ問題もありますから
今の段階ではあまりこうだとは言い切れません。
まだまだ研究の必要な分野ですね。
お礼コメント
u13

お礼率 85% (18/21)

確かに、インフレーションとの前後関係という面では(反)重力に原因を求めるのは簡単じゃなさそうですね。

いろいろと、ありがとうございました。
投稿日時 - 2001-05-30 10:01:35
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  • 回答No.2
レベル13

ベストアンサー率 46% (643/1383)

陽子/反陽子って種類分けは、電気的特性による分類ですよね。 そして、重力/反重力については、電気的特性とは別の要因によって種類分けされているのではないかと思うわけです。 もし反重力物質が発見されるとすれば、陽子一つを分類するにしても、陽子(正引力)/反陽子(正引力)/陽子(反引力)/反陽子(反引力)のようなカテゴリ分けが必要になるのかもしれません… とりあえず現状では、重力がどのようにして一 ...続きを読む
陽子/反陽子って種類分けは、電気的特性による分類ですよね。
そして、重力/反重力については、電気的特性とは別の要因によって種類分けされているのではないかと思うわけです。

もし反重力物質が発見されるとすれば、陽子一つを分類するにしても、陽子(正引力)/反陽子(正引力)/陽子(反引力)/反陽子(反引力)のようなカテゴリ分けが必要になるのかもしれません…

とりあえず現状では、重力がどのようにして一つの素粒子から別の素粒子に伝えられるのか、って部分が特定されていないので、この辺が解明されるのはまだ先の話になりそうですね。

飛行石の話ですが、反物質を結晶構造に閉じ込めることは出来ないでしょう。(対消滅してしまうため。)
現時点では、反陽子は加速器の中を周回させるという形で保存しています。

もし反陽子に反重力特性があるとして、現在の技術を応用して飛行物体を製造するとすれば、加速器本体よりも「重い」反物質を加速器の中に閉じ込めることによって可能になるんじゃないかなぁ。(ただし、故障したとたん、付近一帯が吹き飛んでしまいますが…
お礼コメント
u13

お礼率 85% (18/21)

さっそくのご回答、ありがとうございます。
>飛行石の話ですが、反物質を結晶構造に閉じ込めることは出来ないでしょう。
>(対消滅してしまうため。)

やっぱり、さわれないですよね。

>現時点では、反陽子は加速器の中を周回させるという形で保存しています。
>もし反陽子に反重力特性があるとして、現在の技術を応用して飛行物体を
>製造するとすれば、加速器本体よりも「重い」反物質を加速器の中に閉じ
>込めることによって可能になるんじゃないかなぁ。

今の加速器では1周でたかだか10^14個の陽子しか入らないので1gためるだけでもアボガドロ数まであと9桁以上必要ですね。

>(ただし、故障したとたん、付近一帯が吹き飛んでしまいますが…

付近一帯で済めばいいのですが、地球ごと吹っ飛ばしかねませんね。
投稿日時 - 2001-05-25 20:07:23


  • 回答No.1
レベル11

ベストアンサー率 34% (88/257)

引力です。が半物質と物質は遠ざかります。 F=ma の式でm<0なので、力の方向と運動の方向が 逆になるんです!! 詳しくは 空想科学読本/柳田理科雄/メディアファクトリー をどうぞ。1巻から3巻まででてますが、 きっとu13さんが興味を持たれるようなことがいっぱい 載ってますよ! ...続きを読む
引力です。が半物質と物質は遠ざかります。

F=ma
の式でm<0なので、力の方向と運動の方向が
逆になるんです!!

詳しくは
空想科学読本/柳田理科雄/メディアファクトリー
をどうぞ。1巻から3巻まででてますが、
きっとu13さんが興味を持たれるようなことがいっぱい
載ってますよ!
お礼コメント
u13

お礼率 85% (18/21)

さっそくのご回答ありがとうございます。

F=ma
で慣性質量m<0だとすると磁場や電場の中で電荷-1の反陽子、+1の反電子は陽子、電子と反対に力を受けるので同じ向きに曲がってしまうと思います。これは実験事実に反するのですが...

空想科学読本は1巻は楽しく読ませていただきました。2、3巻は本屋でぺらぺらとめくっただけでちゃんと読んでないような気がします。
投稿日時 - 2001-05-25 19:34:43
  • 回答No.3
レベル12

ベストアンサー率 27% (162/600)

誤解があるようなので… 反物質というのは、量子力学上の定数、電荷、スピンなどの量子数が逆転するわけで、実際にはより複雑な理論に基づいています。  また、負の質量というのも存在しません。 なので、「万有引力」というものはあっても、「万有斥力」は、存在しないということを、物理学関係の本で読んだ記憶があります。  力というのには、それを媒介する粒子が存在すると考えられていて、物理学では、電磁力、 ...続きを読む
誤解があるようなので…
反物質というのは、量子力学上の定数、電荷、スピンなどの量子数が逆転するわけで、実際にはより複雑な理論に基づいています。
 また、負の質量というのも存在しません。

なので、「万有引力」というものはあっても、「万有斥力」は、存在しないということを、物理学関係の本で読んだ記憶があります。

 力というのには、それを媒介する粒子が存在すると考えられていて、物理学では、電磁力、強い力、弱い力、重力の4つですべて説明できるとしています。

 このうち、電磁力、強い力(原子核に働く力)、弱い力(軽粒子に働く力)までは大統一理論で説明されているものの、重力を含める「超ひも理論」は、今まさに様々な面から研究されている最中で、それを媒介する粒子「グラビオトン」も発見されてはいません。
 今後の研究次第では、新しい発見はあるかもわかりませんが…
  • 回答No.4
レベル10

ベストアンサー率 51% (86/168)

まず、すでに皆さんが書かれていますが 反物質というのは荷電共役(Charge conjugation)と呼ばれ 質量、寿命、スピンが同じで電荷と磁気モーメントが反対の粒子のことです。 他には、陽子や中性子などのなじみの粒子には存在しない ストレンジネスという量子数なども異なります。 ただし、上で質量は同じといっていますが あくまでも u13 さんが下での解答のお礼に書かれているように 磁 ...続きを読む
まず、すでに皆さんが書かれていますが
反物質というのは荷電共役(Charge conjugation)と呼ばれ
質量、寿命、スピンが同じで電荷と磁気モーメントが反対の粒子のことです。
他には、陽子や中性子などのなじみの粒子には存在しない
ストレンジネスという量子数なども異なります。

ただし、上で質量は同じといっていますが
あくまでも u13 さんが下での解答のお礼に書かれているように
磁場中で粒子と反粒子は逆方向に曲がるということから
慣性質量に対して質量が同じということを言っているだけです。
重力相互作用そのものの理論が完成していない現段階では
反物質と物質の間に働く力が引力なのか斥力なのかはなんともいえないですね。

それから、理論的には予測されているのでしょうか? とのことですが、
(素粒子)物理学では可能性のある理論はいろいろと作られるので
いろいろな予測が存在し、これだという事ができません。
たくさんの理論の中から、実験事実と合う理論以外が淘汰されていくということですから、
最終的には実験結果を待たなくてはなりません。

ここからは、もし斥力が働くとしての話ですが
結晶の中に閉じ込めるのは対消滅が起こるので無理ですが
電場や磁場により中身の反物質が入れ物の物質に触れないように
保持できたなら理論的には出来るのかもしれません。
ただし、実際には多くの粒子を保持しなければならない、
あまり大きすぎないような物にするにはかなりの強磁場が必要、
入れ物の質量が中身より軽くなくては意味がない、
など沢山ハードルがありそうですが…。
お礼コメント
u13

お礼率 85% (18/21)

ご回答ありがとうございます。

「結晶の中に閉じ込める」と書きましたのは加速器やその超ミニチュア版に閉じ込めるのはやはり機械が重すぎること、動作させるのが大変そうだと思ったからです。結晶中というのはたとえばカーボンナノチューブとかサッカーボールとかの中に対消滅しない(対消滅までの平均寿命がむちゃくちゃ長い)場所があったりしませんかねぇ。化学的に閉じ込めてしまうことができれば小さなボディーで運用の楽な飛行物体ができそうな気がします。

私の質問には実はもうひとつ大きな夢が潜んでいまして、もし物質-反物質間の重力が斥力だった場合、宇宙創生期のごちゃごちゃの中で物質と反物質が反発しあって宇宙のあっち側に反物質、こっち側に物質が局在化して現在われわれの周りには物質しかない、という説明は可能になるんじゃないかという野望があります。これならCPの対称性がうんぬんという説明も要らなくなるので…

すみません、お礼の場所を使って長々と空想を述べてしまいました。
投稿日時 - 2001-05-28 09:32:00
  • 回答No.5
レベル10

ベストアンサー率 51% (86/168)

>結晶中というのはたとえばカーボンナノチューブとか >サッカーボールとかの中に対消滅しない >場所があったりしませんかねぇ。 うまいこと閉じ込められたとしても 中に閉じ込める反粒子全体の質量よりも軽いもので 閉じ込めるというのが難しいかもしれませんね。 >宇宙創生期のごちゃごちゃの中で物質と反物質が反発しあって >宇宙のあっち側に反物質、こっち側に物質が局在化して やはり重力は他の力に ...続きを読む
>結晶中というのはたとえばカーボンナノチューブとか
>サッカーボールとかの中に対消滅しない
>場所があったりしませんかねぇ。
うまいこと閉じ込められたとしても
中に閉じ込める反粒子全体の質量よりも軽いもので
閉じ込めるというのが難しいかもしれませんね。

>宇宙創生期のごちゃごちゃの中で物質と反物質が反発しあって
>宇宙のあっち側に反物質、こっち側に物質が局在化して
やはり重力は他の力に比べて弱すぎるような気がします。
お礼コメント
u13

お礼率 85% (18/21)

夢物語にお付き合いいただきありがとうございます。

>>宇宙創生期のごちゃごちゃの中で物質と反物質が反発しあって
>>宇宙のあっち側に反物質、こっち側に物質が局在化して
>やはり重力は他の力に比べて弱すぎるような気がします。

強いのと弱いのはちょっと宇宙のサイズが大きくなれば届かないし電気的に中性であれば電磁力(クーロン力)関係なくなるので残るは重力だけだと思います。ので、決して弱すぎはしないと思います。銀河系を作るくらいのパワーがあるわけですし、場合によっては宇宙を収縮させるのも重力なわけですから…
投稿日時 - 2001-05-28 16:20:50
  • 回答No.6
レベル14

ベストアンサー率 57% (1014/1775)

うんと冷やした反中性子を地球の重力場で落下させるという方法で、既に実験的にも確認されていますが、反物質と普通の物質、あるいは反物質同士の間に働く重力は引力です。 ...続きを読む
うんと冷やした反中性子を地球の重力場で落下させるという方法で、既に実験的にも確認されていますが、反物質と普通の物質、あるいは反物質同士の間に働く重力は引力です。
お礼コメント
u13

お礼率 85% (18/21)

ご指摘ありがとうございます。
こういうご回答を待っていました。
よろしければ実験の名前、論文タイトルなど教えていただけますか?

地球の重力場による落下を測定するのは測定精度的に反陽子のほうがいいだろうと思ったので反中性子のほうは考えてませんでした。どうやって測定したのか非常に興味があります。
投稿日時 - 2001-05-30 09:34:12
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