量子論的効果その2、超流動

質問

量子論的効果と考えられている超流動について私見を述べますのでご意見ご感想をお寄せください。

密封容器内の超流動ヘリウムは、容器内壁に薄く広がって膜を形成する。これは、ヘリウム原子が磁気力で環状に結合し、その分子の表面が負に帯電することにより、分子間には斥力が働き、容器が分極して、内壁が正に帯電するからである。
これについては、超流動ヘリウムの、帯電体に対する反応を観測することで検証できる。容器に帯電体を近づけたとき、超流動ヘリウムが、負電荷からは離れ、正電荷に近づけば、この考えは正しいと言える。

回答No.1

antigravity · ベストアンサー

前に回答したとき、ブログのリンクを張ったはずですが、読んでないようですね。あなたのやってることはだいたいすでに考えています。超流動はヘリウムの原子構造をきちんと考察するべきでしょう。

＞その分子の表面が負に帯電することにより、

ヘリウムは原子単独で存在します。外側には電子があるので、マイナスなのは当然です。この考察の仕方ではだめだと思います。低温において電子がどのような状態になるのか？　また、熱とは何か？　などを考察するべきです。

参考URL：

http://zao.jp/index.php?blog=12

お礼

＞ヘリウムは原子単独で存在します。外側には電子があるので、マイナスなのは当然です

分子になることによりその傾向が強くなるということです。

あなたの考えは以下の通りですね。陽子の構成粒子についての記述が見つけられなかったので改めてお教え願います。

この質問は締め切ります。回答の続きその他は回答受付中の質問の方へお願いします。

原子に関する簡単なまとめ
物理学の間違いを指摘しても、じゃあ本当のところどうなってるんだ？　という疑問がある。これまでにもぱらぱらと書いてきたが、簡単にまとめておこうと思う。
電磁波は電界のパルス
電波、光、ガンマ線、ニュートリノは電磁波で電界のパルスが伝播する。媒体は星間物質、気体分子などだ。とくにニュートリノは最も短い電界のパルスであるため、陽子、電子を伝わる過程でほとんど減衰しない。電磁波は、媒体ー陽子、電子に電荷を供給している。

陽子振動
陽子は電界のパルスを受けると反対側に再発生させる。このとき、電荷の一部を受け取り、大きさが変化する。陽子が振動すると周囲にガンマ線の定在波をつくる。定在波は電子をその谷間に置くことで、とびとびの軌道を維持する。

パイ中間子
陽子と陽子はパイ中間子によって結びつき、原子核を構成する。パイ中間子は励起した状態の電子で、陽子同士を結合させる糊のような役割を果たしている。

ミュー粒子
電子が１段階励起した状態。分子に当たると共有電子と入れ替わり、互いの原子核の距離が著しく近づく。このとき、ミューオン核融合が起きるが、ミュー粒子がパイ中間子に変化する必要がある。

原子核
陽子と陽子が励起した電子により複数結合した状態。内部の電子は、結合の仕方で外部に出る電荷が制限されている。陽子のプラスと内部電子（パイ中間子）のマイナスが軌道電子をゆるくつないでいる。

原子
陽子と電子の複合体である原子核からのプラスとマイナスで周囲に電子がゆるくつなぎとめられる。軌道電子は、原子核からのガンマ線の定在波により、一定の距離を保たれる。定在波の谷間に電子が落ち着くので、量子跳躍が起きる。

中性子
陽子と電子が結合した状態。見かけは中性だが、陽子の外側に電子があるため、回転して磁場が発生する。中性子が単体でいるとニュートリノの照射を受け、電子をはじき出す。１５分でベータ崩壊する原因。

ニュートリノ
陽子、電子を媒体にして、非常に少ない減衰で物質間を伝わる。ニュートリノにより電界のエネルギーがあまねく物質に拡散される。ニュートリノを受けると陽子の大きさが変化して、周囲にガンマ線の定在波をつくる。ニュートリノの密度で核反応が変化する。

電子
非常に小さいため、ニュートリノの入射が少ない。陽子と陽子が衝突すると陽電子が生まれるので、電界の何かと関係しているのかもしれない。

陽子
ニュートリノ、電磁波の入射で大きさが変化する。

核崩壊
原子核内部で陽子と陽子の間のパイ中間子が、ニュートリノの入射によりはじき出されると原子核が分裂する。陽子間にあるパイ中間子の角度とニュートリノのエネルギーが核崩壊時間を統計的に決定する。

短い考察
陽子と陽子は電子の励起したパイ中間子で結合されている。このとき、陽子の表面と電子はどのような状態にあるのだろう？　もし、陽子が真球で電子の大きさを考えなくてもよければ、原子核は真球をまとめたような幾何学的な形状を作るはずだ。だがそれでは、原子核は際限なく大きくなる。原子核が自然の状態ではそれほど大きくなれないのは、陽子と陽子を結合させるパイ中間子がある程度の大きさを持つためではないか。陽子の数が増えると、少しずつそのパターンがずれてくるのだ。ずれが大きくなると、入射してくるニュートリノの衝撃に耐え切れず、すぐに結合がほどけてしまう。

回答No.2

QCD2001

超流動では粘性が消失するため、超流動状態の液体ヘリウムは、原子1個分程度のきわめて狭い隙間を通過することができます。
しかし、ヘリウムが負に帯電し、容器が正に帯電するとヘリウムと容器の間に引力が働くため、狭い隙間を通ることができなくなってしまうはずです。
容器に引き付けられている液体ヘリウムが狭い隙間を抵抗なしに通過する仕組みを教えてください。

ヘリウム原子が環状に結合している、ということは複数のヘリウム原子が結合してドーナツ状になっているはずですが、そのときの「表面」とはどの部分をさすのでしょうか？ドーナツの輪の外周のみをさすのでしょうか？ドーナツの輪の平面の部分は帯電するのでしょうか？
ドーナツの輪の外周が負に帯電するのなら、ドーナツの輪の内周は正に帯電しているはずです。このような状態の原子の集合を多数集めると、外周の負同士は反発しますが、内周の正と外周の負とが引き合い、塊を作ってしまうように思えます。
「環状の結合」とはどのような状態で、「表面」とはどこで、どのような仕組みで塊を作らずに反発しあうことができるのでしょう？

ヘリウム原子が磁気を帯びていたとしても、ＳとＮとがランダムに引き合うと、ぐしゃっと固まってしまいます。そういう玩具があります。どのようなメカニズムで、ぐしゃっと固まらずに環状になることができるのでしょうか？

以上3点についてお答えください。

お礼

＞容器に引き付けられている液体ヘリウムが狭い隙間を抵抗なしに通過する仕組みを教えてください

「ヘリウムが負に帯電し、容器が正に帯電するとヘリウムと容器の間に引力が働く」ことはご理解いただけているのに、なぜ「狭い隙間を通ることができなくなってしまう」のかがよくわかりませんが、まずヘリウム分子間には斥力が働きますから、互いに離れようとします。密封容器では内壁に、重力の影響も受けながら薄く広がりますが、通れる隙間があればそこから出ていきます。引力が働くのは容器など誘電体の表面に対してであり、負に帯電したヘリウム分子は、容器の内壁→隙間→外壁→テーブル→床を正に帯電させて、超流動でなくなるまで広がっていきます。隙間を特別視する理由とは何でしょう。

＞「環状の結合」とはどのような状態で、「表面」とはどこで、どのような仕組みで塊を作らずに反発しあうことができるのでしょう？

あなたの過去の回答について総じて言えることは、添付した図を見ていないということですね。最低限図は見てください。それでもドーナツ状になるというのはわかったんですね。「ドーナツの輪の平面の部分」とはどこのことを言っているのかわかりませんが「ドーナツの輪の外周が負に帯電するのなら、ドーナツの輪の内周は正に帯電しているはずです」については、この場合のドーナツの輪は、軌道を公転する電子でできており、外周も内周もどちらも負に帯電しています。正に帯電しているのは原子核の部分です。「内周の正と外周の負とが引き合い」内周の正はともかく、ヘリウム分子間でより影響し合うのは外周の負同士です。ヘリウム原子よりヘリウム分子の方が外周の負が強くなることにより超流動状態になるわけです。

＞ＳとＮとがランダムに引き合うと、ぐしゃっと固まってしまいます

たくさんの磁石を近づけた場合、普通は一本の棒磁石の様になります。「ランダム」とか「ぐしゃっと固まる」というのはよくわかりません。この場合は一本の棒磁石、すなわち円筒状でも同じ効果が得られるわけで、環状にはこだわりません。「ぐしゃっと固まる」というのは、棒磁石状になったものが更に横並びに互い違いにくっつくということでしょうか。超流動ヘリウムを更に冷却すればそのように相転移するかもしれません。そして次の瞬間、電子間に働く電気斥力によって小爆発が起こるでしょう。

この質問は締め切ります。回答の続きその他は回答受付中の質問の方へお願いします。