岡田健吉‏@zu5kokd１ 　 　　

《最新／クォークの世界》・・・（２７）

【グルーオンの相互作用】 （１）　　

“参考文献” ：　日経サイエンス／ ２０１５・０８

特集・クォークの世界　

　　　　　　　『支配者グルーオンの謎』

　　　　　　　　　　　　Ｒ．エント　（米国立トーマス・ジェファーソン加速器施設）

　　　　　　　　　　　　Ｔ．ウルリッヒ／Ｒ．ベヌゴパラン　（米国立ブルックヘブン研究所）

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《最新／クォークの世界》・・・（２８）

【グルーオンの相互作用】 （２）　　

「ここから…」支折が言った。「ハドロン…の核子の支配者／グルーオンの、最新研究

をレポートします。

強い核力で結合した複合粒子には…陽子・中性子の様にクォーク３個のバリオンと、

クォーク２個の中間子／メソンがあります…」

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《最新／クォークの世界》・・・（２９）

【グルーオンの相互作用】 （３）

「はい、」高杉が、うなづいた。「バリオンとメソンを合わせてハドロンと言いますが、そ

れ以外の＜エキゾチック・ハドロン＞（異種ハドロン）が続々と予見されています」

「はい、」支折が言った。「グルーオンどうしが結合した＜グルーボール＞や…＜テト

ラクォーク＞（クォーク・反クォークのペアが２組結びついたハドロン分子）ですね、」

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《最新／クォークの世界》・・・（３０）

【グルーオンの相互作用】 （４）

「そうです！」高杉が言った。「＜ペンタクォーク＞（／ペンタはギリシャ語の数の数え方・・・ １＝

モノ mono／  ２＝ ジ di／  ３＝ トリ tri／  4＝ テトラ tetra／  ５＝ ペンタ penta／  ６＝ ヘキサ hexa ／ ７＝ ヘプタ

 hepta ／ ８＝ オクタ octa ／ ９＝ ノナ nona ／ １０＝ デカ deca・・・と言います。）などと言うのも、見つかっ

ているようです」

「話を戻しますが…」支折が言った。「グルーオンのグルーと言うのは、糊（のり）の事で

すよね？」

「そうです。糊のような働きをするからです…」

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《最新／クォークの世界》・・・（３１）

【グルーオンの相互作用】 （５）

「さて…」高杉が言った。「陽子・中性子の核子を覗（のぞ）く数々の実験で、その内部世

界とは、“フル編成の・・・オーケストラの様な状態”…と分かって来ました」

「クォーク・反クォークのペアが…」支折が言った。「生成・消滅（／対生成・対消滅）をくり返

す世界…という事ですね？」

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《最新／クォークの世界》・・・（３２）

【グルーオンの相互作用】 （６）

「そうです！」高杉が言った。「その状態を＜クォークの海＞と言いますが、この中に

３個のクォークが、複数のグルーオン（／その数は、場合によって異なる）によって結合した構造

が存在します」

「うーん…」支折がうなづいた。「それが、陽子・中性子の最先端の姿ですか…」

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《最新／クォークの世界》・・・（３３）

【グルーオンの相互作用】 （７）

「過去、半世紀に及ぶ加速器実験（／２０世紀後半の素粒子実験は、宇宙線によるものを除くと、相対論

的エネルギー領域に挑戦した、加速器の進歩によって始まる。）で…」高杉が言った。「陽子・中性子以

外にも、クォークや反クォークが結合した様々な粒子（／クォーク３個のバリオン、２個の中間子（メ

ソン）、異種ハドロン）が作り出されています」

「そうしたものが…」支折が言った。「ハドロンと総称されるわけですね、」

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《最新／クォークの世界》・・・（３４）

【グルーオンの相互作用】 （８）

「しかし…」高杉が言った。「確実に知見（ちけん／見、観察、考察して知り得た、内容と見解）は進ん

でいますが…ハドロンが示す様々な性質や振る舞いを、クォークとグルーオンが…ど

のように生み出しているのか…完全には説明できていないのです…」

「ふーん…」支折が、うなづいた。

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《最新／クォークの世界》・・・（３５）

【グルーオンの相互作用】 （９）

「例えば…」高杉が言った。「陽子内部に存在するクォークとグルーオンの質量を合算

しても、陽子質量には足りないのです。その不足分が、何処に由来するかは謎のまま

です」

「はい…」支折が言った。「明確な謎の存在ですね、」

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《最新／クォークの世界》・・・（３６）

【グルーオンの相互作用】 （１０）

「さらに…」高杉が言った。「そもそも、グルーオンがどの様にクォークに結びついてい

るのか、厳密な所は分からないと言います。＜カラー／色荷＞が関係する様ですが、

何故そうなのか、不明だと言います」

「うーん…」

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《最新／クォークの世界》・・・（３７）

【グルーオンの相互作用】 （１１）

「これらの粒子も…」高杉が言った。「一種の自転をしていて、＜スピン＞という物理量

を持ちます。

ならば…クォークとグルーオンのスピンの値を足せば、陽子のスピンの値になるかと言

うと、これも、そうはならない、のです」

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《最新／クォークの世界》・・・（３８）

【グルーオンの相互作用】 （１２）

「陽子のスピンも…」支折が言った。「未解決ですか…

陽子や中性子の様な複合粒子というのも、合計すればいいと言う、単純なものではな

い、と言う事ですね？」

「その様ですねえ…」高杉が、脚を組み上げた。

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《最新／クォークの世界》・・・（３９）

【グルーオンの相互作用】 （１３）

「まあ、これらの謎が分かれば…」高杉が言った。「＜暗黒物質＞（ dark matter ダークマタ

ー／宇宙全体の物質エネルギーのうち・・・２２％が暗黒物質）や、＜暗黒エネルギー＞（宇宙全体の物質

エネルギーのうち・・・７４％が暗黒エネルギー。人類に見えている物質は・・・４％程度・・・）問題はともかく…

身の回りの基本的なレベルでの、物質の振る舞いを把握し始める事になります…」

「まず、身近な所から…ですね？」支折が言った。

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《最新／クォークの世界》・・・（４０）

【グルーオンの相互作用】 （１４）

「科学は…」高杉が言った。「身の回りの物事の観察から始まったわけです。それが、

いよいよ、非常に微細な領域に踏み込みつつあるという事ですねえ、」

「これまでも、そうだった様に…」支折が言った。「霧が晴れる事は、果たして、あるの

でしょうか…？」

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《最新／クォークの世界》・・・（４１）

【グルーオンの相互作用】 （１５）

「はは…」高杉が笑い、顔を落とした。「フーム…

今度は、＜クォークの海／量子の泡（生成・消滅をくり返す粒子）＞、＜真空のエネルギー

／暗黒エネルギー（宇宙においてこれほど巨大なエネルギーは、真空エネルギーが相当すると考えられる）

＞あたりが、問題化してくるかも知れません。これは宇宙論とも関連して来ますし、結

局…＜重力＞（身近であるが・・・巨大な謎／・・・ちなみに、重力波／重力子は、スピン２、質量０、電荷０、寿命

無限大のボース粒子と予想される）とも関連して来ます」

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《最新／クォークの世界》・・・（４２）

【グルーオンの相互作用】 （１６）

「結局…」支折が、微笑した。「霧が晴れる事は無いと…？」

「これは…」高杉が言った。「逃げ水（／下位蜃気楼の一種で、武蔵野の名物として知られる）の様に、

捕捉不可能かも知れません。

知識不足というよりも、知識の構造化…＜主体の発現／１人称的鏡（／主体に取り込む

ための、認識形式の変換作業）＞と…＜リアリティーの人間的側面／時空間的ストーリー

（／直観的知識ではなく・・・空間軸と時間軸で織り込まれた・・・４次元連続体の布模様の様な・・・ストーリー的知識）

＞の構造的な矛盾から来る…のかも知れませんねえ…」

「うーん…」支折が、ちょっと首を傾げた。

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《最新／クォークの世界》・・・（４３）

【グルーオンの相互作用】 （１７）

★ ＜カラー／色荷＞とは？ ★

「１９７０年代に…」高杉が言った。「物理学者は、強い核力を数学的に記述する理論と

して、【量子色力学／ＱＣＤ】 を考案しました。電磁気力が粒子の＜電荷＞で生じる

ように、強い核力は＜色荷＞で生じます…」

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《最新／クォークの世界》・・・（４４）

【グルーオンの相互作用】 （１８）

「＜色荷＞の概念は…」高杉が言った。「強い核力の振る舞いが、電磁気力と大きく

異なる事を明示しましたが、一方で、新たな謎も幾つか生みました…」

「はい…」支折が言った。「例えば、＜色荷＞を持たない粒子もありますよね？」

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《最新／クォークの世界》・・・（４５）

【グルーオンの相互作用】 （１９）

「そうです…」高杉が言った。「＜電荷０ （ゼロ＝中世／中性子など）＞という粒子もあるわけ

ですが…クォークやグルーオンには＜色荷＞があり、それから構成される陽子・中性

子に、＜色荷＞が無いのは何故か？」

「＜色荷＞は…」支折が言った。「ハドロンの内部にのみ、あると？」

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《最新／クォークの世界》・・・（４６）

【グルーオンの相互作用】 （２０）

「そうです…」高杉が言った。「量子色力学／ＱＣＤによると…

クォークとグルーオンは共に＜色荷＞を持ちます。また、＜色荷＞を持つ粒子は全

て…グルーオンを介して、強い核力を及ぼし合います。と言うことは…グルーオンどう

しも可能ですね、」

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《最新／クォークの世界》・・・（４７）

【グルーオンの相互作用】 （２１）

「それが、」支折が言った。「グルーオンだけでできた、＜グルーボール＞ですね？」

「そう…」高杉が言った。「ＱＣＤの描く世界は…電磁気力の風景とはガラリと変わりま

す。電磁気力の力を媒介するボース粒子は、光子ですが…光子どうしはペアにはなり

ません」

「うーん…」

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《最新／クォークの世界》・・・（４８）

【グルーオンの相互作用】 （２２）

「あ、申し訳ありません…」高杉が、ペコリと頭を下げた。「★＜カラー／色荷＞の前

に、＜陽子の質量＞が何処から来るのかを…考察しておきましょうか、」

「ホホ…」支折が、口をすぼめ、手を当てた。「話が、飛んでしまったわけですね？」

「申し訳ありません…その通りです、」

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《最新／クォークの世界》・・・（４９）

【グルーオンの相互作用】 （２３）

★ 陽子質量の由来は？ ★

「ええと、話を戻して…」高杉が言った。「複合粒子である＜陽子の・・・質量やスピン

＞は…その構成要素のクォークとグルーオンの質量やスピンを合算したものではない

…という所から、脱線でしたね？」

「はい！」支折が微笑し、強く唇を結んだ。

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《最新／クォークの世界》・・・（５０）

【グルーオンの相互作用】 （２４）

「＜陽子質量の謎＞というのは…」高杉が言った。「素粒子物理学にとって、非常に

悩ましい問題の１つ、なのだそうです。これは、クォークとグルーオンの働きが…如何

にややこしいかを示す、典型だと言いますねえ…」

「はい…」支折が、うなづいた。

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《最新／クォークの世界》・・・（５１）

【グルーオンの相互作用】 （２５）

「クォークと、」高杉が言った。「電子を代表とするレプトン（／クォークとともに物質の基本的な構成

要素・・・（電子、電子ニュートリノ  ミュ粒子、ミューニュートリノ　タウ粒子、タウニュートリノ　の６種類。及び、それらの反

粒子））については…質量獲得のメカニズムは、かなり分かって来ています。それはヒッグ

ス粒子とヒッグス場によって説明されます」

「ヒッグス粒子ですかあ…」支折が言った。

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《最新／クォークの世界》・・・（５２）

【グルーオンの相互作用】 （２６）

「ヒッグス粒子は…」高杉が言った。「２０１２年にＣＥＲＮ（欧州原子核研究機構）で発見され

てますね、」

「はい！」支折が言った。「大型ハドロン衝突型加速器／ＬＨＣ（Large Hadron Collider）で発

見されたのですね…

うーん…そういう事ですか…

つまり、光速に近いハドロンどうしを正面衝突させて、その内部や構成要素を探ったわ

けですよね！」 　

＜★ ・・・・・詳しくは、こちをへどうぞ・・・／“ヒッグス粒子に王手” ・・・・・★＞

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《最新／クォークの世界》・・・（５３）

【グルーオンの相互作用】 （２７）

「そうです…」高杉が言った。「ヒッグス場はヒッグス粒子に対応する場で、全宇宙に存

在します。粒子がヒッグス場を通ると、相互作用で粒子に質量が付加されます」

「＜ヒッグス機構＞というメカニズムですね、」支折が言った。

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《最新／クォークの世界》・・・（５４）

【グルーオンの相互作用】 （２８）

「＜ヒッグス機構＞は…」高杉が言った。「宇宙の全物質の質量の起源と説明されま

すが、これは正確ではありません。陽子・中性子の質量のうち、クォークの質量はわず

か２％です」

「残りは、グルーオンでしょうか？」支折が言った。

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《最新／クォークの世界》・・・（５５）

【グルーオンの相互作用】 （２９）

「残り９８％の大部分は…」高杉が言った。「グルーオンの影響によって生じているらし

いのですが、メカニズムは明白ではない様です。グルーオン自体は質量０ですから…」

「うーん…」支折が、うなづいた。「メカニズムかあ…」

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《最新／クォークの世界》・・・（５６）

【グルーオンの相互作用】 （３０）

「解決の手掛かりは…」高杉が言った。「粒子の静止質量ｍとエネルギーＥの関係式…

アインシュタインの＜ Ｅ ＝ ｍｃの２乗 （ｃ ＝ 光速度）＞にある様です」

「はい…」支折が、うなづいた。

「この式は変形すると＜ ｍ ＝ Ｅ／ｃの２乗＞です」

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《最新／クォークの世界》・・・（５７）

【グルーオンの相互作用】 （３１）

「つまり…」高杉が言った。「陽子の静止質量ｍは…ｃの２乗を単位として測った、陽子

の静止エネルギーＥと、＜等価 = 同値、同等＞だという意味です…」

「はい…」支折が、うなづいた。「それは、つまり、どういう意味かしら？」

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《最新／クォークの世界》・・・（５８）

【グルーオンの相互作用】 （３２）

「陽子の静止エネルギーは…」高杉が言った。「理論的には、グルーオンの寄与が殆

（ほとん）どありません。従って…陽子の静止質量を計算するには、グルーオンのエネル

ギーを把握すればよい事になります」

「うーん…」支折りが、髪を揺らした。

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《最新／クォークの世界》・・・（５９）

【グルーオンの相互作用】 （３３）

「＜質量とエネルギーは等価＞よね？」支折が言った。

「そうです」

「グルーオンは質量０なのに、エネルギーはあるのかしら？」

「光子も質量０ですが…」高杉が言った。「ガンマ線などは膨大なエネルギーがありま

す」

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《最新／クォークの世界》・・・（６０）

【グルーオンの相互作用】 （３４）

「あ、そうかあ…」支折が、うなづいた。

「質量とエネルギーは等価ですが、」高杉が言った。「同じものではありません…

光子には慣性質量がなく、慣性質量のないものは加速度運動が出来ません。光子

は、いきなり光速運動に入り、光速運動で終わります。等速度運動ですね…」

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《最新／クォークの世界》・・・（６１）

【グルーオンの相互作用】 （３５）

「うーん…」支折が言った。

「まあ…」高杉が言った。「これは実は、難しい問題です…

これまでの研究では…光子は慣性質量とエネルギーの間には関係が無いようですが、

この話はここまでにましょう。また脱線しますから…はは、」

「あ、はい…」

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《最新／クォークの世界》・・・（６２）

【グルーオンの相互作用】 （３６）

「さて、しかし…」高杉が言った。「同じボース粒子でも、光子と違いグルーオンはエネ

ルギーの計算が難しいのです。これはグルーオンのエネルギーが、複数の要因から

生じているのが一因です」

「うーん…」支折が、口に手を当てた。

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《最新／クォークの世界》・・・（６３）

【グルーオンの相互作用】 （３７）

「グルーオンが…」高杉が言った。「他の粒子と結合していない時は…エネルギーはグ

ルーオン自身の運動エネルギーです。しかし、クォークとグルーオンが孤立状態でい

ることは、まず無いのです…」

「切り離せない…わけね、」

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《最新／クォークの世界》・・・（６４）

【グルーオンの相互作用】 （３８）

「そうです…」高杉が言った。「グルーオンが自由粒子でいられるのは、想像を絶する

短時間／３×１０^－２４秒未満です。その後は、結びついて、別の粒子になり、視界から

姿を消してしまうのです」

「うーん…」支折が、コクリとうなづいた。

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《最新／クォークの世界》・・・（６５）

【グルーオンの相互作用】 （３９）

「さらに…」高杉が言った。「グルーオンのエネルギーは、運動由来のものだけではな

いのです。グルーオンどうしの結合や、クォークを結合して長寿命粒子を形成するの

に費やされるエネルギーも、不可分の形で関与しています」

「はい、」

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《最新／クォークの世界》・・・（６６）

【グルーオンの相互作用】 （４０）

「従って…」高杉が言った。「陽子質量の謎を解くには…グルーオンがどの様にして、

粒子をつなぐ＜糊＞となっているを理解する必要があると言います」

「どの様に…」支折が言った。「粒子を結びつけているのでしょうか？」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　 　　

《最新／クォークの世界》・・・（６７）

【グルーオンの相互作用】 （４１）

「うーむ…」高杉が、頭を傾げた。「簡単に言えば…強い核力を及ぼす事によって…と

なりますが、その強い核力も謎に包まれているのです」

「はい、」

「つまり、強い核力を作り出しているのがグルーオンだからです」

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《最新／クォークの世界》・・・（６８）

【グルーオンの相互作用】 （４２）

「強い核力は…」支折が言った。「＜自然界の４つの力＞の１つですね」

「そうです、」高杉が言った。「電力と磁力を合わせた＜電磁力＞、放射性崩壊などを

起こす＜弱い核力＞、そして＜強い核力＞、身近に感じる謎の＜重力＞ですね」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　 　　

《最新／クォークの世界》・・・（６９）

【グルーオンの相互作用】 （４３）

「この強い核力が、」支折が言った。「まだ、よく分からないと？」

「そうです…」高杉が言った。「これは先述しているように、量子色力学／ＱＣＤの記述

になります。クォークを結合してハドロンを形成し、また陽子と中性子を結合して、原子

核を形成する力です」

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《最新／クォークの世界》・・・（７０）

【グルーオンの相互作用】 （４４）

「くり返しになりますが…」支折が、指を立てた。「＜電磁力＞を担うボース粒子が光子、

＜弱い核力＞を担うボース粒子がＷ・Ｚ粒子、＜強い核力＞を担うボース粒子がグ

ルーオン、＜重力＞を担うのがボース粒子と思われる…重力子と？」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　 　　

《最新／クォークの世界》・・・（７１）

【グルーオンの相互作用】 （４５）

「そうですね…」高杉が言った。「重力子／グラビトン （= 重力波）は…スピン２、質量０、

電荷０、寿命無限大の、ボース粒子と予測されますが…まだ未発見という事です…」

「＜重力＞は…」支折が言った。「特別なのでしょうか？」

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《最新／クォークの世界》・・・（７２）

【グルーオンの相互作用】 （４６）

「うーむ…」高杉が言った。「重力子は 【標準理論／標準モデル】 には含まれません

し、そうとも言えますが…＜４つの力＞はそれぞれが違う…わけです、」

「はい…」

「さあ、強い核力に話を戻しましょうか」

「あ、そうですね…ホホ、」

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《最新／クォークの世界》・・・（７３）

【グルーオンの相互作用】 （４７）

「強い核力は…」高杉が言った。「時に、驚く様な振る舞いをします…

【量子力学】 によれば、＜力の到達距離は・・・その力を担う粒子質量に反比例＞

します。例えば、電磁気力を担うボース粒子／光子は質量０…到達距離は無限遠で

す」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　 　　

《最新／クォークの世界》・・・（７４）

【グルーオンの相互作用】 （４８）

「はい、」支折が言った。

「地球上の自由電子は…」高杉が言った。「原理的には月の裏側の電子から、かすか

な斥力（せきりょく）を受けているのです。

また…重力子は未発見ですが…予測では質量０で、全宇宙を重力で支配しています。

ま…重力は、ひとまず置いておきましょうか…」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　 　　

《最新／クォークの世界》・・・（７５）

【グルーオンの相互作用】 （４９）

「一方…」高杉が言った。「強い核力の到達距離は…無限遠の電磁気力や重力とは

対称的で、原子核の外に及ぶ事はないのです。

この事から…強い核力を担うボース粒子／グルーオンは、大質量粒子のように思わ

れますが…実際には質量０の様です」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　 　　

《最新／クォークの世界》・・・（７６）

【グルーオンの相互作用】 （５０）

「ふーん…」支折が、唇に指を当てた。

「もう１つ、」高杉が言った。「奇妙な事があります…

クォークどうしが少し離れると、結合力がより強まる様です。電磁気力では…磁石を近

づければ強まり、遠ざければ弱まりますが…強い核力では逆になります…」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　 　　

《最新／クォークの世界》・・・（７７）

【グルーオンの相互作用】 （５１）

「どうしてかしら？」支折が言った。

「まあ…」高杉が言った。「＜グルー／糊（のり）＞なのでしょう。あるいは、ゴムで引く力

がそうですね。（／・・・クォークを輪ゴムで止めておけば、距離が離れれば・・・輪ゴムの力は強まります）」

「はい…

磁石は引力も斥力も、遠くなれば弱まりますよね。それに対して…“ゴムで固定して・・・

引き離す”ですか…離れるほど、引っ張る力は強くなる…わけですね、」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　 　　

《最新／クォークの世界》・・・（７８）

【グルーオンの相互作用】 （５２）

「ちなみに…」高杉が言った。「物理学者がクォークを初めて見たのは…

１９６０年代であり…スタンフォード線形加速器センター（／現在の米国立ＳＬＡＣ加速器研究所）

で…高エネルギー電子を、陽子に衝突させた実験の時です…」

「はい…」支折が言い、スクリーン・ボードにその画像を表示し、ゆっくりとうなづいた。

　　　　　３ｋｍにも及ぶ線形加速器を上空から望んだ航空写真 　　（ SLAC米国立加速器研究所 ）

１９６２年に、スタンフォード大学により、カリフォルニア州メンローパークに設立された国立研究所。電子の線形加速器

によって高エネルギー物理学（high-energy physics）の実験を行っている。アメリカ合衆国エネルギー省（ＤＯＥ）が所

有し、同省との契約のもと、スタンフォード大学が運営する。　　　　　　　　　　　　　　　 　　　（ネットより・・・画像を借用）

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　 　　

《最新／クォークの世界》・・・（７９）

【グルーオンの相互作用】 （５３）

「実験では…」高杉が言った。「１部の電子は、陽子内を真っすぐに通り抜けますが、何

か硬いものに当たって跳ね返る電子もあります。この跳ね返った電子の速度・方向から、

陽子内のクォークと、その配置が分かりました…」

「はい…」支折が言った。

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　 　　

《最新／クォークの世界》・・・（８０）

【グルーオンの相互作用】 （５４）

「おおよそ…」高杉が言った。「陽子サイズの距離を隔てた、２個のクォークの間に働く

強い核力は、１６トンに相当します。この強大な張力を凌（しの）ぐ外力で引き剥（は）がさ

れたら…どうなるのか？」

「ゴム／＜グルー／糊＞が切れる…のかしら？」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　 　　

《最新／クォークの世界》・・・（８１）

【グルーオンの相互作用】 （５５）

「まあ、そうですが…」高杉が言った。「切断が、どの様に起こるのか…これが、完全に

は説明できない…グルーオンのもう１つの謎です。

接着力が、原子核内部に限定されていて…外部に及ばない理由と、深く結びついてい

るわけです」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　 　　

《最新／クォークの世界》・・・（８２）

【グルーオンの相互作用】 （５６）

「塾長…」支折が言った。「ここからが…脱線して、飛んでしまったわけですね？」

「ああ…」高杉が笑った。「その様ですねえ、はは…」

「どうしましょうか？」

「うーむ…再度、掲載しますか、」

「はい…」支折が、うなづいた。

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　 　　

《最新／クォークの世界》・・・（８３）

【グルーオンの相互作用】 （５７）

「ええ…」支折が言った。「それでは…

★★★★★

【グルーオンの相互作用】・・・ （ １７・１８・１９・２０・２１ ）…を、再度掲載します。ナ

ンバーは変更して、更新して行きます。

申し訳ございません！」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　 　　

《最新／クォークの世界》・・・（８４）

【グルーオンの相互作用】 （５８）　（ １７ と重複）

★ ＜カラー／色荷＞とは？

「１９７０年代に…」高杉が言った。「物理学者は強い核力を記述する理論として【量子

色力学／ＱＣＤ】を考案しました。電磁気力が粒子の＜電荷＞で生じるように、強い

核力は＜色荷＞で生じます」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　 　　

《最新／クォークの世界》・・・（８５）

【グルーオンの相互作用】 （５９）　（ １８ と重複）

「＜色荷＞の概念は…」高杉が言った。「強い核力の振る舞いが、電磁気力と大きく異

なる事を明示しましたが、一方で、新たな謎を幾つも生みました」

「はい、」支折が言った。「例えば、＜色荷＞を持たない粒子もありますよね、」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　 　　

《最新／クォークの世界》・・・（８６）

【グルーオンの相互作用】 （６０）　（ １９ と重複）

「そうです…」高杉が言った。「＜電荷０＞という粒子もあるわけですが…クォークやグ

ルーオンに＜色荷＞があり、陽子・中性子に＜色荷＞が無いのは、何故か？」

「＜色荷＞は…」支折が言った。「ハドロンの中のみに、あると？」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　 　　

《最新／クォークの世界》・・・（８７）

【グルーオンの相互作用】 （６１）　（ ２０ と重複）

「そうです…」高杉が言った。「ＱＣＤによると…

クォークとグルーオンは共に＜色荷＞を持ちます。また＜色荷＞を持つ粒子は全て、

グルーオンを介して強い核力を及ぼし合います。と言うことは…グルーオンどうしも、

可能です」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　 　　

《最新／クォークの世界》・・・（８８）

【グルーオンの相互作用】 （６２）　（２１ と重複）

「それが＜グルーボール＞ですね？」支折が言った。

「そう…」高杉が言った。「ＱＣＤの描く世界は…電磁気力の風景とはガラリと変わりま

す。電磁気力の力を媒介するボース粒子は光子ですが、光子どうしはペアになりませ

ん」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　 　　

《最新／クォークの世界》・・・（８９）

【グルーオンの相互作用】 （６３）

★★★★★

「ここまでが…」支折が言った。「重複です…以後、これまで通り、進めていきます！」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　 　　

《最新／クォークの世界》・・・（９０）

【グルーオンの相互作用】 （６４）

「強い核力は…」高杉が言った。「ゴムの様に…離れると力が強まり、近距離では弱ま

ります。この主な理由は、グルーオンの自己相互作用によるもの、と考えられていま

す」

「うーん…」支折が言った。「グルーオンの自己相互作用ですかあ…？」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　 　　

《最新／クォークの世界》・・・（９１）

【グルーオンの相互作用】 （６５）

「グルーオンは…」高杉が言った。「１時的に…

クォークと反クォークのペア、あるいは、２個のグルーオンどうしのペアに変身し…また

元のグルーオンに戻る変化をくり返しています」

「おかしな…」支折が、頭を傾げた。「変身よね？」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　 　　

《最新／クォークの世界》・・・（９２）

【グルーオンの相互作用】 （６６）

「はは、ともかく…」高杉が、笑って言った。「クォーク・反クォークへの変身は…２つの

＜カラー＞の結合力を強め…グルーオン・ペアへの変身は、それを弱めます。

ＱＣＤ／【量子色力学】では後者の方が一般的で…結果的に、近距離での強い核力

は弱まります」

（★ グロス ・ ウィルチェック ・ ポリツァーの３人は・・・理論研究によってこの現象を発見し・・・２００４年のノーベル物理学

賞を受賞しています。）

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《最新／クォークの世界》・・・（９３）

【グルーオンの相互作用】 （６７）

「うーん…」支折が、腕組みをした。「少し、飛躍がありますが…そういう事だと、納得し

て置きます」

「まあ、お願いします….」高杉が、苦笑して言った。「グルーオンの奇妙な変身について

も、そのうちに、一応の風景が、見えて来ますから…」

「はい…」

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《最新／クォークの世界》・・・（９４）

【グルーオンの相互作用】 （６８）

「ＱＣＤ／量子色力学は…」高杉が言った。「登場以来、数十年がたち…

様々な実験によって正しさが証明され…素粒子物理学の枠組の【標準理論／標準

モデル】の礎（いしずえ）となっています。しかし、ＱＣＤの詳細部分の多くは、まだよく分

かっていないのです…」

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《最新／クォークの世界》・・・（９５）

【グルーオンの相互作用】 （６９）

「あ、そうなんですか？」支折が言った。

「うむ、例えば…

陽子を構成する３個のクォークは…３種類あるカラー／赤・緑・青のうちの１つを、それ

ぞれ持っているが…陽子自体は＜色荷／カラー＞を持たない…」

「はい…」

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《最新／クォークの世界》・・・（９６）

【グルーオンの相互作用】 （７０）

「パイ中間子を構成する…」高杉が言った。「クォーク・反クォークも、それぞれ＜色荷

＞を持つが…パイ中間子自体は＜色荷＞を持たない…」

「陽子や中間子が…」支折が言った。「＜色荷＞を持たないのは、原子の電荷０と似て

いますよね？」

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《最新／クォークの世界》・・・（９７）

【グルーオンの相互作用】 （７１）

「うーむ…」高杉が、口に手を当てた。「原子の電荷０は…陽子の正電荷と電子の負電

荷が、相殺された結果の電荷ナシです。

しかし…クォークとグルーオンの＜色荷＞が重なって…無色のハドロンになる仕組み

は、ＱＣＤでは解明されてはいないのです」

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《最新／クォークの世界》・・・（９８）

【グルーオンの相互作用】 （７２）

「うーん…」支折が言った。「光の３原色が重なって…無色になるのとは…違うんです

ね？」

「もちろん…」高杉が言った。「カラーに、例（たと）えているだけであって、全く別のＱＣＤ

における現象です」

「うーん…そうですよね、」支折が、苦笑してうなづいた。

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　 　　

《最新／クォークの世界》・・・（９９）

【グルーオンの相互作用】 （７３）

「それから…」高杉が言った。「ＱＣＤは…

陽子間の電磁気的・斥力を上回る強い核力によって…複数の陽子・中性子を原子核

の中に閉じ込められるとしますが…ＱＣＤをベースの原子核物理学の構築は…まだ、

道半（みちなか）ばの様です…」

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《最新／クォークの世界》・・・（１００）

【グルーオンの相互作用】 （７４）

「どうして、進展しないのでしょうか？」支折が聞いた。

「グルーオンを媒介とした強い核力が…非常に強まる状態のＱＣＤ方程式を解くのが

困難な事…が、その主な要因の様ですねえ、」

「方程式の解が、得られないわけですか…？」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　 　　

《最新／クォークの世界》・・・（１０１）

【グルーオンの相互作用】 （７５）

「さらに…」高杉が言った。「＜色荷＞を持つクォークとグルーオンが…無色のハドロン

の内部に閉じ込められる事を、ＱＣＤの方程式がどの様にして保証しているのか…そ

の数学的な証明も、まだ得られていない様です…」

「ふーん…」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　 　　

《最新／クォークの世界》・・・（１０２）

【グルーオンの相互作用】 （７６）

「このハドロンへの＜閉じ込め問題＞は…」高杉が言った。「クレイ数学研究所（／・・・

アメリカ／マサチューセッツ州／ケンブリッジに建設された、個人的・非営利な施設。有望な数学者たちへ、様々な賞

や賞金を与えている。）が、１００万ドルの懸賞金を出している…＜６つの未解決問題／ミレ

ニアム懸賞問題＞の１つ（／７つのうち・・・1つは解決済み。２０１５年５月の時点で、６つが未解決である）

です」

「証明したら、１００万ドル？」

「その様です！

以下の７つのうちの、１番／＜ヤン-ミルズ方程式と、質量ギャップ問題・・・任意の

コンパクトで単純なゲージ群Ｇに対して、Ｒ４上の自明でないヤン-ミルズ場の量

子論が存在し、質量ギャップが存在することを示せるか？＞が…それですね、」

（★ ＜ミレニアム賞問題＞・・・アメリカのクレイ数学研究所によって２０００年に発表された１００万ドルの懸賞金がかけ

　　　られている、7つの問題のこと・・・１つが、解決済み）

1.ヤン-ミルズ方程式と質量ギャップ問題 (Yang-Mills and Mass Gap)
2.リーマン予想 (Riemann Hypothesis)
3.P≠NP予想 (P vs NP Problem)
4.ナビエ-ストークス方程式の解の存在と滑らかさ (Navier-Stokes Equation)
5.ホッジ予想 (Hodge Conjecture)
6.ポアンカレ予想 （Poincaré Conjecture） - グリゴリー・ペレルマンにより解決済。
7.バーチ・スウィンナートン＝ダイアー予想（BSD予想） (Birch and Swinnerton-Dyer Conjecture)

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《最新／クォークの世界》・・・（１０３）

【グルーオンの相互作用】 （７７）

★ ＜グルーオン飽和＞ ★

「さて…」高杉が言った。「ＱＣＤから導かれる帰結で…注目すべき事の１つに…

＜陽子内部に存在する・・・グルーオンとクォークの数が・・・かなり変化しうる＞

…という事があります」

「うーん…はい、」

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《最新／クォークの世界》・・・（１０４）

【グルーオンの相互作用】 （７８）

「陽子内部は…」高杉が言った。「基本的・構成要素の３個のクォークに加え…

その周囲でグルーオンが、その＜数を変えながら＞、ホタルのように飛び回っていま

す。１個のグルーオンが…クォーク・反クォークのペアや、

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《最新／クォークの世界》・・・（１０５）

【グルーオンの相互作用】 （７９）

グルーオン２個のペアになっては、元に戻り…＜生成・消滅＞がホタルの光の様だと

言います。この＜生成と消滅を・・・くり返す粒子＞は、＜量子の泡＞と呼ばれてい

ます」

「つまり、＜対消滅＞（ついしょうめつ／粒子と反粒子が衝突し、エネルギーが他の粒子に変換される現象。対

生成はその逆の現象。）ですよね、」支折が言った。

「そうですが…不思議なのはグルーオンです」

「はい、」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  　

《最新／クォークの世界》・・・（１０６）

【グルーオンの相互作用】 （８０）

「陽子は…」高杉が言った。「超高速に加速すると、内部のグルーオンが＜新たな・・・

グルーオン２個のペア・・・に変身＞します。

このペアのグルーオンは…＜親グルーオン＞よりも、エネルギーがわずかに小さい

のです」

「はい、」支折が、うなづいた。「＜子供グルーオン＞ですね？」

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《最新／クォークの世界》・・・（１０７）

【グルーオンの相互作用】 （８１）

「そうです…」高杉が言った。「そして、＜子供グルーオン＞は…エネルギーがさらに

少し小さい、＜孫グルーオン＞に変身して行きます」

「うーん…＜ネズミ算式に・・・増殖して行く＞わけですね？」

「そうです。しかし、制限がかかります…」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  　

《最新／クォークの世界》・・・（１０８）

【グルーオンの相互作用】 （８２）

「はい、」支折が、コクリとうなづいた。

「光速近くまで加速し…」高杉が言った。「グルーオンが無限に増殖すれば、陽子は不

安定になり、崩壊するはずです。しかし、そうはなっていません。陽子崩壊（／現在、この崩

壊現象は観測されていません。スーパー・カミオカンデを含めた実験結果から、陽子の寿命は少なくとも１０^３３年以上・・・

と言われていいます。 ）は、滅多なことでは起こりません」

「ふーん…」支折が言った。「陽子は非常に安定し、それゆえ物質も非常に安定してい

ると？」

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《最新／クォークの世界》・・・（１０９）

【グルーオンの相互作用】 （８３）

「その通りです…」高杉が言った。「爆発的増殖には、何かの歯止めがあります。が、

何かは、まだ分かっていません」

「うーん…」

「１つの考え方は…示されています。満杯になると＜満室＞のサインが出るというも

のです」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  　

《最新／クォークの世界》・・・（１１０）

【グルーオンの相互作用】 （８４）

「うーん…」支折が言った。「もっともな、サインですよね？」

「まあ…」高杉が言った。「そうした仕組みが、自然に備わっている、という考え方です。

グルーオンが互いに重なり始めると、強い自己相互作用によって斥力が働き…グルー

オンどうしを引き離す、という考えですね」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  　

《最新／クォークの世界》・・・（１１１）

【グルーオンの相互作用】 （８５）

「すると…」支折がいった。「どうなるのかしら？」

「グルーオンの増殖に…」高杉が言った。「ブレーキがかかります。そして、エネルギー

の下がったグルーオンどうしは再結合し、逆流に転じします。やがて、増殖と逆流が均

衡し…ホテルは＜満室＞の状態で運営します…」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  　

《最新／クォークの世界》・・・（１１２）

【グルーオンの相互作用】 （８６）

「いいですね…」支折が、微笑した。

「これが＜グルーオン飽和＞の状態です…」高杉がいった。「この飽和状態は…＜カ

ラーグラス凝縮＞とも呼ばれ…＜宇宙における最強の・・・力のエッセンス＞だそう

です」

「はい、」支折が、うなづいた。「＜強い核力の・・・エッセンス＞ですね…」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  　

《最新／クォークの世界》・・・（１１３）

【グルーオンの相互作用】 （８７）

「しかし…」高杉が言った。「今の所は、＜カラーグラス凝縮＞は観測されていませ

ん。兆候があるだけです。したがって、特性も完全には理解されていません。現在よ

りさらに強力な＜深非弾性散乱の実験（／電子・陽子深非弾性散乱  (１９６９年・・・＠ＳＬＡＣ／１９６２

年に、スタンフォード大学によりカリフォルニア州メンローパークに設立された国立研究所／スタンフォード線形加速器セ

ンター)・・・陽子に、内部構造があることを証明した実験。）＞が必要になります」

「はい、」支折が言った。

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  　

《最新／クォークの世界》・・・（１１４）

【グルーオンの相互作用】 （８８）

「うーむ…」高杉が言った。「グルーオンを…＜カラーグラス凝縮＞状態に押し込め

て、増殖を制限している＜力の場＞は…

陽子内にグルーオンを閉じ込めている＜力の場＞と…同一のものなのか…という疑

問がありますねえ、」

「うーん…」支折が言った。「はい？」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  　

《最新／クォークの世界》・・・（１１５）

【グルーオンの相互作用】 （８９）

「もし…」高杉が言った。「同じのものなら、＜同一の力の場＞を、異なる角度から観

察する事により…＜グルーオンが・・・力を生み出すメカニズム＞について…新たな

知見が得られます」

「はい…」支折が、コクリとうなづいた。「グルーオンの、謎の解明が進みますね」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  　

《最新／クォークの世界》・・・（１１６）

【グルーオンの相互作用】 （９０）

「そうですねえ…」高杉が、両手を組んだ。「＜色荷＞が何故…核子／陽子・中性子

の中だけに、色彩世界（／可視光による色彩ではなく、＜色荷＞による色彩世界）を形成しているの

かも、分かって来るかも知れません」

「研究は…」支折が言った。「進んでいるのですね？」

「その様です…」

岡田健吉‏@zu5kokd１