＜#素粒子論の基礎試験＞ 6 ▶#素粒子論の基礎知識のテスト 「電弱統一」編: (16)#電弱統一理論 を構築した3人の名は? (17)#電磁気力 と #弱い核力 の各 #ゲージ粒子 の決定的な差は? (18)#ヒッグス粒子 とは何か簡単に. (19)電磁気力と弱い力は宇宙誕生後 #ヒッグス機構 でどう分化した?

＜#素粒子論の基礎試験＞ 5 ▶#素粒子論の基礎知識のテスト 「#ゲージ粒子」編: (13) ゲージ粒子とは何か. (14) 4つの #基本相互作用 それぞれについて，ゲージ粒子を述べよ. (15) #電磁気力 の場合，粒子はゲージ粒子をどのように「#キャッチボール」すると例えられることがあるか.

＜#解析力学の参考書＞ SGCライブラリ 「現代物理のための解析力学」(2006) 前書きより: 『#対称性 という #幾何学的 概念を テキスト全体で強調. #電磁気力 と #重力 を 記述する #作用 は， 対称性を 指導原理として構成する. 対称性を記述する言葉として #微分形式 や #テンソル解析…』

＜#解析力学の参考書＞ SGCライブラリ 「現代物理のための解析力学」(2006早田) 前書きより: 『#電磁気力 と #重力 を #量子力学 的に取り扱うために 必要な知識を， #解析力学 の流れの中で 説明しようと試みた. 大学 #学部レベル から #大学院 で学ぶ事への ギャップを少しでも埋める…』

＜#素粒子物理学の基礎＞ 56 ①#電磁気力 ②#弱い核力 ③#強い核力 ④#重力 ▶①②③を統一: #大統一理論(未完成) ▶①②③④を統一: #超大統一理論(未完成) ④の重力を含む #統一理論 として， #超ひも理論 を含む 「#量子重力理論」が研究されている. それを次ツイから概観してみよう.

＜#素粒子物理学の基礎＞ 53 #標準模型 は #大統一理論 ではない: Standard Model ja.wikipedia.org/wiki/%E6%A8%99… 標準模型が記述する3つの力のうち， #強い核力 は #電磁気力+#弱い核力 とは別の #ゲージ対称性 により記述される. このため標準模型では 3つの力を統一的に理解する事は難しい.

＜#素粒子物理学の基礎＞ 49 ①#電磁気力 ②#弱い核力 ③#強い核力 ④#重力 結局①～③は「統一できてる」の？ ↓ 統一できてない. (a) ①②を統一する #電弱統一理論 (b) ③を記述する #量子色力学 という2つの理論を (統一するのではなく)「セットにした」だけ. そのセットが #標準模型.

＜#素粒子物理学の基礎＞ 48 ▶(1) #電弱統一理論 (#ワインバーグ・サラム理論): #電磁気力 と #弱い核力 を記述. ▶(2)#量子色力学: #強い核力 を記述. ↑ この(1)(2)の2つをセットにして 「#標準模型」と呼ぶ. 重力以外の3つの #相互作用 を説明する点で 最も成功しているモデルである.

＜#素粒子物理学の基礎＞ 40 ▶#量子色力学 Quantum ChromoDynamics (#QCD) #強い核力 の #相互作用 を記述する理論. ▶#量子電磁力学 Quantum ElectroDynamics (#QED) #電磁相互作用(#電磁気力)を記述する理論. #古典電磁気学 を #量子化 したもの. ↑ QEDと QCD. 略し方が似ていますね！

＜#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.

日本酒の瓶の中からでも感じる不思議な感じ、色々調べてたら科学？的には電磁気力というのがそれっぽい感じがしたなぁガラスも通過するらしい もちろん電磁気力って何なのかちゃんと理解してないから私の感覚の話だけどねもうしばらくは調べてみようと思います #電磁気力 #日本酒 #スピリチュアル

＜#素粒子物理学の基礎＞ 34 #電弱統一理論 続: 宇宙の温度が少し冷えた時， 真空が相転移し #ゲージ対称性 の破れが発生. この時 ①#光子 は #ヒッグス粒子 と相互作用せず質量0のまま. ②#ウィークボソン はヒッグス粒子と相互作用し質量を得た. ↓ #電磁気力 と #弱い核力 の違いが誕生

＜#素粒子物理学の基礎＞ 31 #電弱統一理論 続 相互作用の力を伝える粒子を #ゲージ粒子 と呼ぶが… ①#電磁気力 のゲージ粒子は #光子(質量なし) ②#弱い核力 のゲージ粒子は #ウィークボソン(質量あり) ①②を統一するには， 「ゲージ粒子の質量の有無の差」を 解決する必要があった.

＜#素粒子と原子核の参考書＞ 「弦とブレーン」(朝倉書店2017細道) p3より: 『#強い力 を記述する #量子色力学 を #電磁気力･#弱い力 の理論に合わせた #素粒子 の #標準模型 は， その後 何十年にも渡って #加速器 その他の #実験事実 を 精度よく説明する #理論 として 大きな成功を…』

＜#素粒子物理学の基礎＞ 26 #電磁気力 と #弱い核力 の #統一理論 (#電弱相互作用 の理論) を… 「#電弱統一理論」 別名 「#ワインバーグ・サラム理論」と呼ぶ. -- Weinberg-Salam theory ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AF…… グラショウ=#ワインバーグ=サラム理論 (GWS理論)とも.

＜#素粒子物理学の基礎＞ 25 ▶#統一理論 の試み ②#弱い核力 #弱い力 の相互作用は，1967年に #電磁気力 の相互作用(#電磁相互作用)と 統一成功！ この2つの力を合わせ #電弱相互作用 とし #電弱統一理論 で記述される. 電弱相互作用(Electroweak interaction) ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB… .

＜#素粒子物理学の基礎＞ 24 ▶#統一理論 の試み①#電磁気力 #マクスウェル方程式 は #電場 と #磁場 を統一し， #電磁場 として記述. マクスウェル方程式を #特殊相対論 に従い #四元ポテンシャル で表記すると… □A^μ－∂^μ ∂_ν A^ν＝－μ_0 j^μ #微分形式 では dH＝J^* 1つの式になる.

＜#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＞ 18 #ゲージ粒子(力を伝える粒子)を 2粒子間で「交換」する事で 2粒子間に力が働く. その交換を俗に「キャッチボール」と表現する. 例えば電子など荷電粒子同士が近づくと 互いの #光子 を交換するたび #電磁気力(#引力 や #斥力)が働く… と一般向けに説明される.

＜#素粒子物理学の基礎＞ 17 #ゲージ粒子 と4つの力: ゲージ粒子とは (4つの #基本相互作用 において) 【力を伝える粒子】. 粒子は，力を伝えるゲージ粒子を 常に放出・吸収している. 例えば #電磁気力 の場合， #荷電粒子 は絶え間なく #光子 を放出・吸収し #電磁場 を生む…とみなせる.

＜#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)

＜#解析力学の参考書＞ SGCライブラリ 「現代物理のための解析力学」(2006) 前書きより: 『#対称性 という #幾何学的 概念を テキスト全体で強調. #電磁気力 と #重力 を 記述する #作用 は， 対称性を 指導原理として構成する. 対称性を記述する言葉として #微分形式 や #テンソル解析…』

＜#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.

＜#解析力学の参考書＞ SGCライブラリ 「現代物理のための解析力学」(2006早田) 前書きより: 『#電磁気力 と #重力 を #量子力学 的に取り扱うために 必要な知識を， #解析力学 の流れの中で 説明しようと試みた. 大学 #学部レベル から #大学院 で学ぶ事への ギャップを少しでも埋める…』

＜#素粒子物理学の基礎＞ 5 #電磁気力 の理論 ▶古典電磁気学=#マクスウェル方程式 の #電磁気学 ↓ ↓ #量子化 すると… ↓ 「電磁場の量子化」 ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB… ↓ ▶「#量子電磁力学」 (Quantum electrodynamics，QED) ja.wikipedia.org/wiki/%E9%87%8F… 量子電気力学， 量子電磁気学とも

＜#素粒子物理学の基礎＞ 4 ▶4つの基本相互作用①#電磁気力 #電荷 をもつ粒子(#荷電粒子)に働く力. #マクスウェル方程式 の #電磁気学 で記述. -- #電磁相互作用 ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB… Electromagnetism en.wikipedia.org/wiki/Electroma… マクスウェル方程式 ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9E… .

＜#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