エネルギーとは何か
「エネルギー」という言葉で想像するものは何かを動かす力だが、それはエネルギーの働きが現実世界に現れたものであってエネルギーそのものではない。熱や電気は働きの結果でエネルギーではない。
ではエネルギーとは何か。以下の2つが存在する。
- 運動エネルギー
- ポテンシャルエネルギー
ポテンシャルエネルギーとはそこに溜まっていたエネルギーが放出されるもの。重力による位置エネルギーもポテンシャルエネルギーに該当する。場の量子論と真空エネルギーで書いた真空エネルギーはこちらだろうか。
運動エネルギーは運動する物体が持つエネルギーのこと。原子や分子が動く場合も運動エネルギーを持つ。運動エネルギーは熱のことで、分子の運動エネルギーを平均したものが温度となる。
核分裂によって崩壊する際の運動も運動エネルギーに該当する。このとき質量がエネルギーに変換されるので、変換された分の質量が分裂前の質量より軽くなる。分裂後の分子がもつ運動エネルギーも加えると同じ質量になる。逆にエネルギーを質量に変換も可能で、加速器で光子をぶつけるとエネルギーと共に素粒子が生成できる。
量子論におけるエネルギー
Section titled “量子論におけるエネルギー”量子論においては、エネルギーは場の励起のことを意味する。量子場は凪いでいるが、実際は粒子と反粒子が生まれては対消滅している。このゆらぎは基本的に穏やかだが稀に励起する。これがエネルギーとなって素粒子が生成される。
生成されると書いたが、実際は隆起そのものが素粒子。フェルミ粒子の場と重なってグルーオン場やヒッグス場などがあり、それぞれの場で励起したものが対応する素粒子となって観測される。
素粒子のエネルギー
Section titled “素粒子のエネルギー”素粒子が持つエネルギーは、動いていると運動エネルギーも持ってしまうので必ず停止した状態で計測する必要がある。素粒子自体のエネルギーは標準模型に書いてあり、標準模型の読み方を素粒子標準模型の読み方に書いた。
陽子のエネルギー
Section titled “陽子のエネルギー”結合している素粒子のエネルギーを足したものと、グルーオン場にフラックスチューブを発生させるためのエネルギーと、フラックスチューブによって振動する運動エネルギーの3つを合計したもの。これらの影響する範囲が陽子となる。なので陽子は明確な境界は存在しない。
素粒子が力を伝えると言われてもどうしてそうなるのか理解できなかったが、エネルギーが変換されて隆起そのものが素粒子なのだとしたら理解できるかもしれない。