真空のさざ波とHiggs粒子から、ぬいぐるみ（案）の改良まで

ʇɥƃıluooɯ ǝıʇɐs 𖥶 Re-seT @tsatie

基本的な事かもしれないけど、ヒッグス粒子って粒子自体は時間が変わっても変化しないの？位置は変化するの？持っているエネルギーってあるんだと思うけどそれはいずれ無くなるの？とか、気になります。 RT @Mihoko_Nojiri: @irobutsu 粒子と時間は関係ないよ。

前野［いろもの物理学者］昌弘 @irobutsu

ヒッグス「粒子」の方だと普通に「粒子」なんで位置も運動量も変化するわけですが、「質量を与える」だの「ゲージ不変性を破る」だのをしているのはヒッグス「場」の真空期待値で、こっちは（すくなくとも今の宇宙では）場所にもよらず時間変化もしてない、と考えていいと思います。@tsatie

森 邦彦 C103 12/30(土) 東U-39a「げんそけん」 @morikuni_net

素励起みたいなイメージなんでしょうか？にしても単独(?)で観測にかかっている RT @irobutsu: ヒッグス「粒子」の方だと普通に「粒子」なんで位置も運動量も変化するわけですが、「質量を与える」だの「ゲージ不変性を破る」だのをしているのはヒッグス「場」の真空期待値

前野［いろもの物理学者］昌弘 @irobutsu

そういうこと言うと素粒子みんな素励起みたいなもんですけど(^_^;)。「真空期待値」は「水平線」で「粒子」は「その上にできるさざ波（の量子化した奴）」ってイメージ。RT @morikuni_net :素励起みたいなイメージなんでしょうか？にしても単独(?)で観測にかかっている

前野［いろもの物理学者］昌弘 @irobutsu

「それいき」が「それ生き」と変換されるようでは、まだまだ修行が足りんな＞@irobutsu

前野［いろもの物理学者］昌弘 @irobutsu

電磁場という「水面」にできるさざ波の量子化が「光子」。電磁場の場合は「水面」つまり真空期待値は０で、「電磁場なんてないよ」が一番エネルギーの低い状態。ヒッグスは最低エネルギー状態なのに「水面」が０じゃないのが変わり物なところ、とそういうイメージ。 @morikuni_net

しかのつかさ @sikano_tu

@irobutsu @morikuni_net この水面とさざ波のたとえを使うのは、どんなイメージからくるものなんでしょうか？

前野［いろもの物理学者］昌弘 @irobutsu

素粒子物理の基礎である「場の理論」ってのは「空間の各点各点に振動する自由度（バネ振り子みたいなイメージ）があって、そこにできて伝わる振動を量子力学的に考えるとほら粒子になる」みたいな作り方をするんですよ。 RT　@sikano_tu :この水面とさざ波のたとえを使うのは、【略】

しかのつかさ @sikano_tu

@irobutsu と、いうことは、表面のさざ波とするわけは、「水中」の自由度の震動は、ない、あるいは見えないという含意があるのでしょうか？

kirara0103 @kirara01031

@irobutsu @morikuni_net おはようございます。恥ずかしながら、これまでヒッグス場とヒッグス粒子を混同してました。

前野［いろもの物理学者］昌弘 @irobutsu

空間の各点各点に「電子用のバネ振り子」「光子用のバネ振り子」「アップクォーク用のバネ振り子」（以下同文）があって、粒子がいない時はみんな最低エネルギー状態なんだけど、それが揺れると粒子になる（その「揺れ」を我々は粒子と観測する）という。@sikano_tu

前野［いろもの物理学者］昌弘 @irobutsu

「水面の下」に対応する物理量はないです。「空間にある、互いにつながっている振動するもの」のイメージとして「水面」を借りた。RT @sikano_tu ：と、いうことは、表面のさざ波とするわけは、「水中」の自由度の震動は、ない、あるいは見えないという含意があるのでしょうか？

kirara0103 @kirara01031

@irobutsu @sikano_tu とすると、ヒッグス用のばね振り子だけは何かの力がかかった状態になってる・・・。

前野［いろもの物理学者］昌弘 @irobutsu

普通、「◯◯粒子用のバネ振り子」はエネルギーが最低の時は中心にいる（正確には量子論だから零点振動状態にいる）んだけど、ヒッグス粒子用のバネは、なぜか（なぜか！）エネルギーが最低の時に中心にいない。その意味で「水面が０じゃない」わけです。@irobutsu @sikano_tu

しかのつかさ @sikano_tu

@irobutsu すると、ここでいわれている空間とは、二次元の膜のようなイメージでいいのかな。

前野［いろもの物理学者］昌弘 @irobutsu

惜しい。「力がかかった状態」じゃなくて「力がかかってないけど、中心にいない」ってことなんです。RT @kirara01031 ：@irobutsu @sikano_tu とすると、ヒッグス用のばね振り子だけは何かの力がかかった状態になってる・・・。

kirara0103 @kirara01031

@irobutsu @sikano_tu うーん。だとするとばねの性質が違うってことでしょうか。

BUNTEN @bunten

[科学]要するに、ただでさえ非常識で直観に反する量子論の、輪をかけてわけわからん粒子がヒッグスなのか…。 / “Twitter / @irobutsu: 普通、「◯◯粒子用のバネ振り子」はエネルギーが最低の時は中心にいる” http://t.co/OsWsh6AH

前野［いろもの物理学者］昌弘 @irobutsu

バネのエネルギーはグラフで書くと「Ｕの字」になって、真ん中のx=0がエネルギー最低になるけど、ヒッグスバネのエネルギーは「ωの字」になってて、真ん中じゃなく中心からちょっとずれたところがエネルギー最低。 @irobutsu @kirara01031 @sikano_tu

前野［いろもの物理学者］昌弘 @irobutsu

ほんとは３次元の空間＋バネの振動という話なんだけど、人間は３次元考えるとそれ以外の振動方向考えられないので、空間２次元＋振動に落とした、ということで。RT @sikano_tu ：@irobutsu すると、ここでいわれている空間とは、二次元の膜のようなイメージでいいのかな。

kirara0103 @kirara01031

@irobutsu @sikano_tu 南部先生の自発的対称性の破れの説明で出てきた、ワインボトルの底みたいな形のですね。

前野［いろもの物理学者］昌弘 @irobutsu

それそれ。まさにそれです。粒子のバネのエネルギーがあんな形をしてたら、「エネルギー最低」を中心以外のところに持ってこれる。RT @kirara01031 ：@irobutsu @sikano_tu 南部先生の自発的対称性の破れの説明で出てきた、ワインボトルの底みたいな形のですね。

しかのつかさ @sikano_tu

@irobutsu @kirara01031 それが真空期待値がゼロじゃないということですね。では、加速器でエネルギーを狭い空間に与えると、粒子として観測されるというのは、空間の自由度の振動が大きくなって伝わったって事になるのかな。

前野［いろもの物理学者］昌弘 @irobutsu

質量が大きい粒子ってのは、バネ定数が大きくて振動しにくいわけです。古典力学ならバネ定数大きくても力加えれば多少は振動するけど、量子力学だからある程度の大きさのエネルギーを集中して与えないと振動してくれない。それが加速器の役目です。@sikano_tu @kirara01031

しかのつかさ @sikano_tu

@irobutsu @kirara01031 なるほど。かなり理解が進んだような気がします。ありがとうございます。