＜#素粒子物理学の基礎＞ 23 ①#電磁気力 ②#弱い核力 ③#強い核力 ④#重力 ①を記述する #マクスウェル方程式 の #電磁気学 は， 「#電場 と #磁場 を統一」という意味では #統一理論 の1つ. また，①②の統一は完了している.(#電弱統一理論) そこに③④をどうつなげるか，が 目下の問題.

＜#素粒子物理学の基礎＞ 22 ▶#大統一理論 (grand unified theory，GUT) ja.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%A7… #電磁気力＆#弱い核力＆#強い核力 を統一 ▶#超大統一理論 (万物の理論・最終理論 Theory of Everything=ToE) ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%87… #重力 を含む4つを統一. この理論の候補は #超弦理論.

＜#素粒子物理学の基礎＞ 21 #統一理論 の一覧: 4つの力 ①#電磁気力 ②#弱い核力 ③#強い核力 ④#重力 のうち… ▶①②を統一したものが #電弱統一理論 (完成済) ▶①②③を統一したものが #大統一理論 (未完成…) ▶①②③④を統一したものが #超大統一理論， 万物の理論 (未完成…)

＜#素粒子物理学の基礎＞ 20 #基本相互作用 を それぞれ記述する理論… ①#電磁気力: #マクスウェル方程式 の #電磁気学. #量子電磁力学(QED) ②#弱い核力: #電弱統一理論 ③#強い核力: #量子色力学 ④#重力: #一般相対性理論 この4つの #統一理論 を作る試みを 次ツイから概観する.

＜#素粒子物理学の基礎＞ 15 #場の理論 によると… 4つの力の #相互作用 は， #ゲージ粒子 の交換により発生する. 力と，その力を伝達するゲージ粒子: ①#電磁気力→#光子(#フォトン) ②#弱い核力→#ウィークボソン ③#強い核力→#グルーオン ④#重力→#重力子(#グラビトン.存在未確認)

＜#素粒子物理学の基礎＞ 14 #基本相互作用 の影響範囲: ▶ミクロな範囲(原子核内部など)しか届かない力 ②#弱い核力 ③#強い核力 ▶無限遠まで届く力(1/r^2に比例) ①#電磁気力:ミクロにもマクロにも働く ④#重力:弱すぎてミクロな現象を生まない.天体同士のマクロな現象には強く影響

＜#素粒子物理学の基礎＞ 37 ▶#統一理論 の試み③#強い核力 #強い相互作用 を記述する理論は #量子色力学 (りょうし・いろりきがく)と呼ばれる. 量子色力学 (Quantum ChromoDynamics，QCD) ja.wikipedia.org/wiki/%E9%87%8F… SU(3) #ゲージ対称性 に基づき 強い相互作用を記述する #場の量子論.

＜#素粒子物理学の基礎＞ 36 #電弱統一理論 整理: #電弱相互作用 │ │#ヒッグス粒子 との │相互作用の有無で │①②に分化 │ ├→①#電磁場 │　　├#電場 │　　└#磁場 │ └→②#弱い核力 … #電磁気力 と #弱い力 に続き， #強い核力 を統一する試みも 次ツイから見てみましょう.

＜#素粒子物理学の基礎＞ 23 ①#電磁気力 ②#弱い核力 ③#強い核力 ④#重力 ①を記述する #マクスウェル方程式 の #電磁気学 は， 「#電場 と #磁場 を統一」という意味では #統一理論 の1つ. また，①②の統一は完了している.(#電弱統一理論) そこに③④をどうつなげるか，が 目下の問題.

＜#素粒子物理学の基礎＞ 22 ▶#大統一理論 (grand unified theory，GUT) ja.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%A7… #電磁気力＆#弱い核力＆#強い核力 を統一 ▶#超大統一理論 (万物の理論・最終理論 Theory of Everything=ToE) ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%87… #重力 を含む4つを統一. この理論の候補は #超弦理論.

＜#素粒子物理学の基礎＞ 21 #統一理論 の一覧: 4つの力 ①#電磁気力 ②#弱い核力 ③#強い核力 ④#重力 のうち… ▶①②を統一したものが #電弱統一理論 (完成済) ▶①②③を統一したものが #大統一理論 (未完成…) ▶①②③④を統一したものが #超大統一理論， 万物の理論 (未完成…)

＜#素粒子物理学の基礎＞ 20 #基本相互作用 を それぞれ記述する理論… ①#電磁気力: #マクスウェル方程式 の #電磁気学. #量子電磁力学(QED) ②#弱い核力: #電弱統一理論 ③#強い核力: #量子色力学 ④#重力: #一般相対性理論 この4つの #統一理論 を作る試みを 次ツイから概観する.

＜#素粒子物理学の基礎＞ 15 #場の理論 によると… 4つの力の #相互作用 は， #ゲージ粒子 の交換により発生する. 力と，その力を伝達するゲージ粒子: ①#電磁気力→#光子(#フォトン) ②#弱い核力→#ウィークボソン ③#強い核力→#グルーオン ④#重力→#重力子(#グラビトン.存在未確認)

＜#素粒子物理学の基礎＞ 14 #基本相互作用 の影響範囲: ▶ミクロな範囲(原子核内部など)しか届かない力 ②#弱い核力 ③#強い核力 ▶無限遠まで届く力(1/r^2に比例) ①#電磁気力:ミクロにもマクロにも働く ④#重力:弱すぎてミクロな現象を生まない.天体同士のマクロな現象には強く影響

＜#素粒子物理学の基礎＞ 13 4つの #相互作用 の理論を整理: ①#電磁気力 #マクスウェル方程式 の電磁気学. #量子電磁力学. ②#弱い核力 ワインバーグ・サラム理論(WS理論)で 電磁気力と統一され #電弱統一理論 が構築された. ③#強い核力 #量子色力学 で記述. ④#重力 #一般相対性理論.

＜#素粒子物理学の基礎＞ 9 ▶4つの基本相互作用③#強い核力，#強い力 非常に強い. #電磁相互作用 の百倍の強さ. 原子核内の #核子(#陽子+#中性子)を結合する力. #量子色力学 で記述される. -- #強い相互作用 ja.wikipedia.org/wiki/%E5%BC%B7… Strong interaction en.wikipedia.org/wiki/Strong_in… .

＜#素粒子物理学の基礎＞ 2 自然界の基本的な4つの力(#基本相互作用) ①#電磁気力 #電荷 をもつ粒子に働く力 ②#弱い核力，#弱い力 素粒子の崩壊 (#中性子 の #β崩壊 等)を引き起こす力 ③#強い核力，#強い力 #クォーク を束縛し #ハドロン を作る力 ④#重力 質量を持つ物体の間に働く力

＜#素粒子論の基礎試験＞ 30 ▶#素粒子論の基礎知識のテスト_回答編 (21)#ヤン・ミルズ理論 とは ヤンとミルズが提唱した「非可換 #ゲージ場 の理論」. (22)#量子色力学 とは 量子色力学は #クォーク 間に働く #強い核力 を記述する理論. 量子色力学は典型的なヤン＝ミルズ理論である.

＜#素粒子論の基礎試験＞ 29 ▶ #素粒子論の基礎知識のテスト_回答編 §６「#強い核力」編: (20)#クォーク，#レプトン とは? #フェルミ粒子(#物質を構成する素粒子)のうち #強い相互作用 の影響を… ・受けるものが #クォーク ・受けないものが #レプトン(#電子 や #ニュートリノ)

＜#素粒子論の基礎試験＞ 23 ▶#素粒子論の基礎知識のテスト_回答編 (14) 4つの #基本相互作用 それぞれの #ゲージ粒子 力と，その力を伝達するゲージ粒子: ・ #電磁気力→#光子(#フォトン) ・ #弱い核力→#ウィークボソン ・ #強い核力→#グルーオン ・ #重力→#重力子(#グラビトン)

＜#素粒子論の基礎試験＞ 13 ▶#素粒子論の基礎知識のテスト_回答編 (2)「4つの力」各々何をする? #電磁気力 は #電荷 をもつ粒子間に働く #弱い核力 は中性子の #β崩壊 など素粒子の崩壊を引き起こす #強い核力 は #クォーク を束縛しハドロンを作る #重力 は質量を持つ物体の間に働く

＜#素粒子論の基礎試験＞ 7 ▶#素粒子論の基礎知識のテスト 「#強い核力」編: (20) #クォーク および #レプトン とは何か? (21) #ヤン・ミルズ理論 とは何か，簡単に述べよ. (22) #量子色力学 とはどんな理論か，簡単に述べよ.