岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１５４）

【２種類の・・・クォークの海】 （１）　　　

　　　“参考文献”： 日経サイエンス／２０１５・０８

　　　　　　 特集・クォークの世界

　　　　　　　　　　　　『クォークの海を探る』

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　中島林彦　（編集部） 　協力: 柴田利明　（東京工業大学）

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１５５）

【２種類の・・・クォークの海】 （２）

「ええ…」支折が言った。「《最新／クォークの世界》の第３部です…」

「第２部は…」高杉が言った。「グルーオンを中心に考察したのですが、今度はクォーク

を中心に考察します」

「はい…２種類のクォークというのは？」

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《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１５６）

【２種類の・・・クォークの海】 （３）

「【２種類のクォークの海】としたのは…」高杉が言った。「＜観測によって・・・見える

クォーク＞と、＜真空の・・・見えないクォーク＞…という意味です」

「＜対生成・対消滅（ついせいせい・ついしょうめつ）＞していて…」支折が言った。「見えないク

ォークの海ですか？」

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《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１５７）

【２種類の・・・クォークの海】 （４）

「いや…」高杉が言った。「それは…観測され、見えています。それとは別に、＜真空そ

のものが・・・見えないクォークの海＞…という意味です」

「＜ディラックの海＞の様に…でしょうか？」

「うーむ…少し違いますが…似た概念ですね、」

「はい…」支折が、うなづいた。

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《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１５８）

【２種類の・・・クォークの海】 （５）

「ディラック （ポール・ディラック／・・・イギリスの理論物理学者。量子力学及び量子電磁気学の基礎づけについて

多くの貢献をした。１９３３年に・・・波動力学を提唱したシュレーディンガーと共に、ノーベル物理学賞を受賞している。）

は…」高杉が言った。「＜真空とは・・・負エネルギーの電子が・・・完全に満たされ

た状態＞としていますが…ＱＣＤ／【量子色力学】では、ビッグバンが冷却していく過

程で、＜真空の相転移＞が起き…＜クォーク凝縮＞…が起ると考えます」

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《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１５９）

【２種類の・・・クォークの海】 （６）

「＜クォーク凝縮！＞ ですかあ…」支折が、大きく口を開けた。

「そうです！」高杉が、うなづいた。「この、基本的なアイデアを提唱したのは…先日、お

亡くなりになった、南部陽一郎・博士ですね、」

「あ…ノーベル物理学賞を受賞された？」

「そうです。ま、後で考察します」

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《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１６０）

【２種類の・・・クォークの海】 （７）

「さて…」高杉が言った。「粒子世界の風景…

ハドロン（／クオーク３個から構成される粒子（・・・バリオン／陽子・中性子）や、クオーク２個から構成される粒子

（・・・メソン／π中間子等）…）や、電子の世界の風景は…＜電荷＞を持つか持たないかの、

モノクロ世界…

しかし…原子核を構成する核子／陽子・中性子の内部は…様々な＜カラー／色荷＞

を持つカラフルなクォークの海です…」

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《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１６１）

【２種類の・・・クォークの海】 （８）

「この…」高杉が言った。「カラフルな核子の中の世界を、外から眺めても＜色荷／カ

ラー＞は見えません」

「何故かしら？」支折が言った。

「クォークが持つ、＜色荷／カラー＞の重ね合わせによって、＜全体として無色＞に

なるからです」

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《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１６２）

【２種類の・・・クォークの海】 （９）

「光は…」支折が言った。「全色を重ね合わせると、無色になるようにでしょうか？」

「まあ、そうしたアナロジー（／類推）ですね…

しかし…原子や分子のモノクロ世界はよく理解されているのに…核子内部のカラフル

世界は、まだ未踏領域が多い様ですね、」

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《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１６３）

【２種類の・・・クォークの海】 （１０）

「この…」支折が言った。「核子／陽子・中性子の内部…カラフルなクォークの海を支配

しているのが、＜強い核力＞なのですね、」

「そうです。そして、強い核力を媒介しているボース粒子が＜グルーオン＞です」

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《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１６４）

【２種類の・・・クォークの海】 （１１）

「はい…」支折が言った。「そして、＜電磁気力＞の力を媒介するボース粒子が光子

で…＜弱い核力＞を媒介するボース粒子が…？」

「Ｗ粒子とＺ粒子です。光子は反粒子も光子ですが…Ｗ粒子の反粒子／マイナス電荷

のＷ粒子は存在します。つまり、Ｗ^＋粒子とＷ^-粒子があります」

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《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１６５）

【２種類の・・・クォークの海】 （１２）

「じゃ…」支折が言った。「Ｚ粒子の反粒子は？」

「Ｚ0粒子は電荷０なので、反粒子もＺ0粒子です」

「うーん…光子と同じですね、」

「そうですね…

クォークに話を戻しますが…クォークは＜電荷＞と＜色荷＞の両方を持ちます…」

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《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１６６）

【２種類の・・・クォークの海】 （１３）

「はい…」支折が言った。「それじゃ、グルーオンは？」

「グルーオンは…質量０、電荷０で…＜色荷／カラー＞は＜色荷＞と＜反色荷／反

カラー＞を、１個づつ持ちます。

（★＜色荷＞とは★・・・

光の３原色の・・・赤・緑・青の３種類があり・・・クォークは、そのうちの１つを持ちます。反クォークは、光の３原色の補色

の反カラーを持ち、反赤／シアン・反緑／マゼンタ・反青／黄色の、３種類を持ちます。グルーオンは、カラーと反カラーを

１個づつ持ち・・・８種類の組み合わせがあり・・・８種類のグルーオンが存在します）

核子内部では…クォークの電荷／電磁気力よりも、強い核力の方がはるかに強大で…

これによって、クォークどうしが結合しています…」

（★＜クォークの電荷＞とは★・・・

アップクオークは・・・＋２／３（３分の２）の電荷、ダウンクオークは・・・－１／３（マイナス３分の１）の電荷をもちます。

陽子は、アップクオーク２個と、ダウンクオーク１個からなり・・・電荷は、(2／3)× 2＋ (-1／3) = +１の電荷になります。

中性子は、アップクオーク1個とダウンクオーク2個からなっていて・・・電荷は、(2／3)＋(-1／3)×2 = ０／中性の電荷

になります。

何故・・・１／３ などという電荷になったかというと、核子の中には３個のクォークがあり・・・陽子の電荷を＋１と決めてし

まったからです。）

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《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１６７）

【２種類の・・・クォークの海】 （１４）

「それから…」高杉が言った。「核子の周囲には、強い核力がにじみ出ていて…その作

用で核子どうしが結合し…原子核ができているわけですね」

「はい…」支折が、唇に指を当てた。「【量子色力学】／ＱＣＤで、記述されるわけです

ね…」

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《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１６８）

【２種類の・・・クォークの海】 （１５）

「【量子色力学】／ＱＣＤの方程式は簡潔ですが…」高杉が言った。「解くのは非常に

難しい様です…

スパコン（／スーパー・コンピューター）を駆使した莫大な数値計算で、核子内部のクォークや

グルーオンが、大まかに再現できる段階と言います」

「はい…」支折が、うなづいた。

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《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１６９）

【２種類の・・・クォークの海】 （１６）

「加速器の実験の方でも…」高杉が言った。「原子核内部が調べられ、ＱＣＤの方程式

だけでは分からない、現実のクォークの海の様子が、おぼろげに見えて来ました…」

「陽子内部を探る、＜フェムト・スコープ （クォーク・グルーオン・フェムトスコープ）＞ですね？」

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《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１７０）

【２種類の・・・クォークの海】 （１７）

「そうです…」高杉が言った。「まず、ＱＣＤの方から説明しますが…

＜強い核力＞は、＜電磁気力＞とは様相が異なります」

「つまり…」支折が言った。「＜色荷／カラー＞と＜電荷＞の違いですね？」

「そうですね、」

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《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１７１）

【２種類の・・・クォークの海】 （１８）

「まず…」高杉が言った「電荷は１種類ですが…色荷は３種類あり、これを光の３原色の

赤・緑・青に、なぞらえています。

クォークは、３色の内のいずれか１色を持ち…電荷・質量が同じでも、色荷の異なる３タ

イプが、存在する事になります…」

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《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１７２）

【２種類の・・・クォークの海】 （１９）

「はい…」支折が、うなづいた。「同じアップクォークでも、色荷が異なるものが存在する

のですね？」

「そうです…

また、クォークの反粒子である反クォークは…電荷の符号が反転すると共に、色荷も

３原色の補色（ほしょく／色相環 (color circle) で、正反対に位置する関係の色の組合せ）になりますね、」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１７３）

【２種類の・・・クォークの海】 （２０）

「ええと…」支折が言った。「具体的には…？」

「うーむ…」高杉が、モニターに目を落とした。「反赤のシアン…反緑のマゼンタ…そし

て、反青の黄色ですねえ…

それから…当然、力を媒介するボース粒子も異なるわけです。電磁気力は光子であ

り…強い核力はグルーオンという事になります…」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１７４）

【２種類の・・・クォークの海】 （２１）

「同じボース粒子でも…」高杉が言った。「光子とグルーオンでは、景色が違ってきます。

ただ両方とも、＜電荷０、質量０、で・・・粒子と反粒子が同一＞です」

「似ている、とも言えますよね？」支折が言った。

「問題は、＜色荷＞の風景です」

「はい、」

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《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１７５）

【２種類の・・・クォークの海】 （２２）

「光子は色荷を持たないのに対し…」高杉が言った。「強い核力を媒介するグルーオン

は、＜色荷と、反色荷を・・・１個づつ＞持ちます。したがつて、グルーオンどうしの間

にも強い核力が作用し、結合します」

「うーん…」支折が言った。「グルーオンとグルーオンの結合ですか。光子どうしは結合

しないですよね、」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１７６）

【２種類の・・・クォークの海】 （２３）

「次に…」高杉が言った。「光子は１種類なのに対し、グルーオンは色荷と反色荷の組

合せで、８種類（／組み合わせは９通りありますが…独立なものは８通りです）あります。

電磁気力と強い核力を媒介するボース粒子が、ここまで違うと、力の作用風景も相当

に違ってくるわけですね、」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１７７）

【２種類の・・・クォークの海】 （２４）

「光子がシンプルな様に…」高杉が言った。「光子が媒介する＜電磁気力＞もシンプル

です。

いわゆる、磁石に見られるように…逆符号の電荷をもつ粒子間では引力が…同符号の

電荷の粒子間では斥力になります。また、その力は距離が大きくなるほど弱まります」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１７８）

【２種類の・・・クォークの海】 （２５）

「はい、」支折が、うなづいた。

「一方…」高杉が言った。「グルーオンが媒介する＜強い核力＞は…グルーオンと同

様に、かなり複雑になります。

強い核力は…＜系全体が無色＞になるように、色荷をもつ粒子間に、引力を及ぼし

ます」

「ええと…」支折が言った。「系とは…核子／陽子・中性子…のことですね？」

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《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１７９）

【２種類の・・・クォークの海】 （２６）

「そうです…」高杉が言った。「強い核力の強さは非常に強力です。核子のサイズ以上

に、クォークを引き離すことができません」

「つまり…」支折が、頭を傾げた。「クォークは、核子の外には出られないと…？」

「そうですね…

そして…核子の＜無色＞を実現する色荷と反色荷の組合せは、３パターンあります。

１つ目は…光の３原色を合わせる場合で…核子の３つのクォークが、３種類の色荷を、

それぞれ１つずつ持つケースに相当します」

「それで…」支折が言った。「系全体／核子としては…色荷は＜無色／色荷０＞にな

るのですね？」

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《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１８０）

【２種類の・・・クォークの海】 （２７）

「そのようですねえ…」高杉が、顎に手を当てた。「そして…

２つ目は…３原色の補色を組み合わせた場合で…３つの反クォークが、３種類の反色

荷を、１つずつ持つ反核子（反陽子・反中性子）に、相当します」

「うーん…」支折も、高杉をまねて顎に手を当てた。

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１８１）

【２種類の・・・クォークの海】 （２８）

「３つ目は…」高杉が言った。「色荷（カラー）と反色荷（反カラー）を合わせる場合で…そうし

た組合せのクォークと反クォークからなる、各種の中間子／メソンがこれに相当します」

「中間子かあ…」支折が言った。「核子／バリオンはクォーク３個だけど…メソンはクォー

クは２個ですね、」

「そうです、」高杉が、うなづいた。

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１８２）

【２種類の・・・クォークの海】 （２９）

「強い核力は…」高杉が言った。「系（／バリオン、メソン）が全体として、＜無色＞になるよう

に、クォークを引き寄せます。

しかし、クォーク間の距離は量子力学的効果のために、ゼロにはならず、平均的にあ

る値で安定します」

「うーん…はい！」

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《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１８３）

【２種類の・・・クォークの海】 （３０）

「その結果…」高杉が言った。「陽子は…約２×１０^-１５m…というサイズを持つと言いま

す。極めて微小なサイズですが、クォークは大きさを持たない点とされるわけで…それ

から見れば、広大な世界です」

「はい、」

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《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１８４）

【２種類の・・・クォークの海】 （３１）

★ グルーオンが作る・・・海クォークとは？ ★

「フェムト・スコープ（クォーク・グルーオン・フェムトスコープ／・・・陽子内部を探る顕微鏡／深非弾性散乱・実験装

置を、顕微鏡のように使う）で…」高杉が言った。「核子内部の、クォークのスナップ・ショットを撮

ると…３個どころではなく、様々な運動量をもつ、膨大な数のクォークが存在します」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１８５）

【２種類の・・・クォークの海】 （３２）

「また…」高杉が続けた。「ほぼ同数の反クォークも存在します。つまり核子内部は、ク

ォークと反クォークで満ち溢れた世界です。

この＜クォークの海＞で、クォークから反クォークを引き算すると、クォーク３個が残りま

す」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１８６）

【２種類の・・・クォークの海】 （３３）

「この…」支折が言った。「残った３個のクォークを、私たちは核子を構成するクォークと

して、認識しているわけですね？」

「そうです…」高杉が言った。「これを、＜バレンスクォーク／価クォーク＞と呼びます」

「はい、」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１８７）

【２種類の・・・クォークの海】 （３４）

「さて…」高杉が言った。「では…３個のバレンスクォーク以外のクォークと反クォークは、

何に由来するか？ これは…グルーオンに由来する、と考えられています」

「うーん…」支折が、髪を揺らした。「複雑ですね…」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１８８）

【２種類の・・・クォークの海】 （３５）

「グルーオンは…」高杉が言った。「常に、グルーオンの姿でいるわけではないのです。

クォーク・反クォークのペアになったり、グルーオンに戻ったりしています」

「うーん…」支折が言った。「そう言われても、さあ…」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１８９）

【２種類の・・・クォークの海】 （３６）

「それは…」高杉が言った。「次の様に理解されます、」

「あ、はい…」

「グルーオンは…＜色荷・反色荷＞を１個づつ持ちます。また、自転角運動量になぞ

らえられる＜スピン＞も持ち、その値は…＋１か、－１です。（＋－の符号は、自転の向きの違

いに相当します）」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１９０）

【２種類の・・・クォークの海】 （３７）

「一方…」高杉が言った。「クォークと反クォークは…＜色荷＞と＜反色荷＞をそれぞ

れ１個づつ持ち…＜スピン＞は、＋１／２か、－１／２です…

色荷・反色荷の組合せが…グルーオンと同じく…クォーク・反クォークのペアも合計スピ

ンが同じです…」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１９１）

【２種類の・・・クォークの海】 （３８）

「グルーオンと…」支折が、頭を傾げながら言った。「クォーク・反クォークのペアになっ

た場合とで…＜色荷＞と＜スピン＞の合計が、同じという事かしら？」

「そうです…

グルーオンがクォーク・反クォークのペアになる場合…クォーク・反クォークともに、スピ

ンの向きは同じです」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１９２）

【２種類の・・・クォークの海】 （３９）

「つまり…」支折が言った。「＋１／２と＋１／２の合計は＋１で、－１／２と-１／２の合計

は－１。グルーオンのスピンの…＋１と－１に、一致ですね…」

「そうです…」高杉が、うなづいた。「クォークは、＜色荷＞と＜スピン＞の他に、＜電

荷＞を持つわけですが、クォークと反クォークは、電荷の符号が逆ですから、ゼロになり

ます…」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１９３）

【２種類の・・・クォークの海】 （４０）

「はい…」支折が、うなづいた。「つまり…電荷０で、これもグルーオンと一致ですね…」

「まあ…」高杉が言った。「こうした、クォーク・反クォークのペアは…見かけはグルーオ

ンと同じになります…」

「見かけは、ですか？」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１９４）

【２種類の・・・クォークの海】 （４１）

「そうです！」高杉が言った。「違うのは…グルーオンは質量０なのに…クォークと反クォ

ークは質量を持ちます」

「ふーん…それは、明らかに違うわねえ…」

「ただし…グルーオンは、エネルギーは持っているのです…」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１９５）

【２種類の・・・クォークの海】 （４２）

「あ、塾長…」支折が言った。「光子も…質量０でも、ガンマ線などは大きなエネルギー

を持つという事でしたね？」

「その通りです！」高杉が、うなづいた。「＜質量とエネルギーは等価＞であっても、同

じものではないという事ですねえ…」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１９６）

【２種類の・・・クォークの海】 （４３）

「この問題は…」高杉が言った。「また、保留にしておきましょう…

ともかく…グルーオンはエネルギーを持ち、【不確定性原理】によって、ごく短時間で

あれば、大きなエネルギーも実現するのです」

「うーん…はい！」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１９７）

【２種類の・・・クォークの海】 （４４）

「その、エネルギーによって…」高杉が言った。「クォーク・反クォークのペアが生じると、

考えるわけです。

加速器実験の結果を見ると…３個のバレンスクォークを結びつける、膨大な数のグル

ーオンのうち、一定割合が….

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１９８）

【２種類の・・・クォークの海】 （４５）

…クォーク・反クォークのペアに姿を変えて…核子内部を埋めている、と考えられていま

す」

「はい…」支折が、うなづいた。

「この…グルーオン由来のクォーク・反クォークのことを、＜海クォーク＞と総称します」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（１９９）

【２種類の・・・クォークの海】 （４６）

★ もう1つの・・・クォークの海 ★

「はい…」支折が、うなづいた。

「さて…」高杉が言った。「核子を構成する３個のクォークを＜バレンスクォーク＞…グ

ルーオン由来のクォーク・反クォークを＜海クォーク＞…これらは、加速器実験で検出

できる、＜見える・・・クォーク＞です」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２００）

【２種類の・・・クォークの海】 （４７）

「はい…」支折が言った。

「最初に言ったように…」高杉が言った。「検出でるクォークは、＜見える・・・クォーク＞

です。他に、検出できない＜見えない・・・クォーク＞も無数にあり、真空中に潜んでい

ます」

「うーん…はい…」支折が、口に手を当てた。

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２０１）

【２種類の・・・クォークの海】 （４８）

「真空そのものが…」高杉が言った。「＜見えない・・・クォーク海＞になっている様で

すねえ、」

「＜ディラックの海（／真空とは・・・負エネルギーの電子が完全に満たされた状態である・・・とする。負エネルギ

ーは、マイナス電荷とは違います。ディラックの海の空孔は、正エネルギーを持ち、反粒子に対応する陽電子です。）＞

の様な…真空が…ですか？」

「そうです…」高杉が、うなづいた。「真空そのものを、１つの系と見れば…」

「はい…」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２０２）

【２種類の・・・クォークの海】 （４９）

「真空は…」高杉が言った。「＜色荷＞は０／無色、＜電荷＞、＜スピン＞、＜運動

量＞も、全て０／ゼロですが…グルーオンが生み出す、クォーク・反クォークのペアの

ように…真空も、クォーク・反クォークのペアで表現できるのです…」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２０３）

【２種類の・・・クォークの海】 （５０）

「真空では…」高杉が言った。「エネルギーの値が常に揺らいでいて、その揺らぎによ

って真空に潜んでいたクォーク・反クォークのペアが、顕在化しては消える…と考えて

もいいわけです」

「うーん…」支折が、宙を見た。

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２０４）

【２種類の・・・クォークの海】 （５１）

「宇宙誕生直後は…」高杉が言った。「宇宙全体が…超高温のクォーク・グルーオンの

プラズマ状態ですが、宇宙膨張で冷却し、＜真空の相転移＞が起こります。この時、

真空がクォーク・反クォークで埋め尽くされる様です…」

「はい…」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２０５）

【２種類の・・・クォークの海】 （５２）

「これは…」高杉が言った。「ＱＣＤ（／量子色力学）が想定する現象の１つで…＜クォーク

凝縮＞と言います。基本的アイディアを提唱したのは、南部陽一郎・博士（／ノーベル物理

学賞受賞。先日、お亡くなりになられました。）だそうです」

「これも、ですか…」

「うーむ…アイディアは理論研究の突破力です」

「はい、」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２０６）

【２種類の・・・クォークの海】 （５３）

「宇宙初期には…」高杉が言った。「＜クォーク凝縮＞とほぼ同時に、＜核子の形成

＞も起きた様です。

核子の形成は…＜クォークの閉じ込め＞ ＜色荷／カラーの閉じ込め＞と言われ

ます」

「核子の形成ですかあ…うーん…」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２０７）

【２種類の・・・クォークの海】 （５４）

「核子の形成と…」高杉が言った。「＜クォーク凝縮＞とのつながりは、まだ分からな

い様ですねえ、」

「塾長…」支折が言った。「.真空が、＜見えないクォークの海＞であっても…周囲に

物質が存在しなければ…空っぽとの違い、はあるのかしら？」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２０８）

【２種類の・・・クォークの海】 （５５）

「うーむ…」高杉が、苦笑した。「認識されないものは、存在しないのと同様ですが…は

は…認識論的になって来ましたが…」

「あ、すみません…」

「まあ…その真空でも…強い核力が支配する核子内部の世界は、違う様です…」

「はい、」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２０９）

【２種類の・・・クォークの海】 （５６）

「核子の内部は…」高杉が言った。「バレンスクォーク（／核子内部の３個のクォーク）と膨大な数

の海クォーク（グルーオン由来のクォーク・・・グルーオンは、クォーク・反クォークのペアになったり、グルーオンに戻っ

たりしています。）が飛び回っいて…それらが、真空を構成するクォークや反クォークと相互

作用し…ゆえに…バレンスクォークと海クォークは、動きにくくなります…」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２１０）

【２種類の・・・クォークの海】 （５７）

「ふーん…」支折が、うなづいた。「動きにくくなる…と言うことは、慣性質量（／物体の慣性

の大きさで示される質量・・・慣性質量と重力質量があり、両者は等価です。）が生じるという事ですよね？」

「そうです…

クォークは、この他にも宇宙に遍在（へんざい／ 広く行きわたって存在すること。）する＜ヒッグス

場＞（ヒッグス粒子に対応）との相互作用でも、動きにくくなる様です…」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２１１）

【２種類の・・・クォークの海】 （５８）

「あ、」支折が、口に手を当てた。「ヒッグス場／ヒッグス粒子かあ…」

「陽子の質量というのは…」高杉が言った。「陽子が内包するクォークの持つ、これら両

者の質量の合計です。そして、その約９８％が＜クォーク凝縮＞由来とみられていま

す」 

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２１２）

【２種類の・・・クォークの海】 （５９）

「＜クォーク凝縮＞由来という事は…」支折が言った。「＜ヒッグス場＞由来ではない

という事よね？」

「そうです…それは最近の、スーパーコンピューターによるＱＣＤのシミュレーションでも、

確認されています」

「はい！」支折が、うなづいた。「＜ヒッグス場＞由来は、小さいんですね…」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２１３）

【２種類の・・・クォークの海】 （６０）

「大ニュースです！」高杉が言った。「日本人のノーベル物理学賞が決まりました。ちょ

っと脱線します！」

「はい！」支折が、うなづいた。「生理学・医学賞の大村智さんに続いて、物理学賞に梶

田隆章さんが決まりました！」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２１４）

【２種類の・・・クォークの海】 （６１）

「梶田さんは…」高杉が言った。「＜ニュートリノ振動（／生成時に決定されたニュートリノのフレー

バー（電子、ミュー粒子、タウ粒子の３種類 → 電子ニュートリノ、ミューニュートリノ、タウニュートリノ）が、後に別のフレ

ーバーとして観測される現象。質量を持たないと起こらないと言います。）／・・・ニュートリノに質量があ

る事・・・・を発見＞したわけですから、このページとも関係しています。

ええ…私たちはすでに、＜カミオカンデ／スーパー・カミオカンデ／ニュートリノ振

動＞についても、考察しています。

詳しくは、こちらへどうぞ…　　　　　　　　＜★ ・・・・・最新／素粒子物理学の風景・・・・・ ★＞　　　」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２１５）

【２種類の・・・クォークの海】 （６２）

「はい…」支折が言った。「詳しくは、そちらをご覧ください。

ＨＰ／【人間原理空間】の方でも、ジャンプできる様にセットして置きます…」

「うーむ…」高杉が言った。「ノーベル賞・受賞対象の研究は…だいぶ時間経過してい

ますので、私たちも興味対象の分野として、すでに考察していました」

「はい！」支折が、コクリとうなずいた。

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２１６）

【２種類の・・・クォークの海】 （６３）

★ 海クォークの成分比の謎 ★

「話を進めましょう…」高杉が言った。

「はい！」支折がうなづき、腰を動かした。

「さて…

ＱＣＤ（／量子色力学）を…単純に核子に適用しただけでは、説明のつかない現象も見つか

って来ています」

「あ…そうなんですか？」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２１７）

【２種類の・・・クォークの海】 （６４）

「そうです…」高杉が言った。「核子の中に＜バレンスクォーク＞は３個ありますが…ア

ップクォークとダウンクォークの…２種類のクォークからなります」

「はい！

陽子はアップクォークが２個と、ダウンクォークが１個ですよね。中性子は…アップクォ

ークの方は１個で、ダウンクォークの方が２個ですよね、」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２１８）

【２種類の・・・クォークの海】 （６５）

「そう…」高杉が、うなづいた。「そして、クォークは＜電荷＞を持ちます。アップクォーク

は＋２／３、ダウンクォークは－１／３の電荷になります」

「はい…合計が＜陽子の電荷 → ＋１＞にするために、１／３とういような、中途半端

な電荷になったわけですね、」

「はは…核子は３個のクォークで構成されるので、そのような電荷になったわけです」

「はい！」支折が、コクリとうなづいた。

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２１９）

【２種類の・・・クォークの海】 （６６）

「これも…」高杉が言った。「くり返しになりますが…

＜海クォーク＞の存在を考えると…アップクォーク・ダウンクォークの他に反粒子があ

り…反アップクォーク・反ダウンクォークも…膨大な数が存在します。そして、ＱＣＤによ

れば…キッチリと、３個のクォークが残るはずです…」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２２０）

【２種類の・・・クォークの海】 （６７）

「はい…」支折が言った。「つまり、＜バレンスクォーク＞が３個残るわけですよね？陽

子だと、アップクォークが２個とダウンクォークが１個…残るわけですね」

「そうです…」高杉が言った。「そうなるはずです…

しかし…加速器実験では、ある特定領域の運動量の反クォークにおいて…反ダウンク

ォークが、反アップクォークよりも…７割近くも多い…ことが分かったそうです」

「うーん…７割もですか？」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２２１）

【２種類の・・・クォークの海】 （６８）

「アメリカ／シカゴ郊外の…」高杉が言った。「米国立フェルミ加速器研究所での…

＜SeaQuest実験＞は…この結果について、さらに詳細に検証をしつつあります…」

「あ、そのフェルミ加速器研究所での、加速器実験なんですね、」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２２２）

【２種類の・・・クォークの海】 （６９）

「そうです！」高杉が、うなづいた。「日・米と台湾の、国際共同実験（／日本からは・・・東京工

業大学、山形大学、理化学研究所、高エネルギー加速器研究機構／ＫＥＫ・・・が参加しています。）です。

加速器で、エネルギー１２０ＧｅＶの陽子ビームを作り、標的／＜極低温の液体水素、

又は液体重水素＞に照射します。まあ、これによって…様々な反応が起こります…」

「はい…」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２２３）

【２種類の・・・クォークの海】 （７０）

「その中から…」高杉が言った。「陽子ビームの中のクォークと…標的の中の反クォーク

が相互作用して…光子に変わり…その光子が、ミュー粒子・.反ミュー粒子ペアに、変わ

るプロセス = ＜ドレル・ヤン反応＞…を測定します、」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２２４）

【２種類の・・・クォークの海】 （７１）

「うーん…」支折が、唇に指を当てた。「陽子ビームと標的中の…＜クォークと反クォー

クが・・・相互作用して、光子になり・・・それがさらに・・・ミュー粒子・反ミュー粒子

ペアに変わる・・・＞…わけですね。このプロセスのことを…＜ドレル・ヤン反応＞…

と言うのですね？」

「そうですね…」高杉が、うなづいた。「このデータを解析すると…反アップクォークと反ダ

ウンクォークの、成分比が分かる…のだそうです」

「うーん…そうですかあ…」支折が、ゆっくりとうなづいた。

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２２５）

【２種類の・・・クォークの海】 （７２）

「実験は…」高杉が言った。「こういう状況ですが…

反アップクォークと反ダウンクォークの、大きな食い違いをどう理解するかです」

「はい…」支折が、髪を耳の後ろにやった。

「現在、仮説として提唱されているのが、＜パイ中間子雲モデル＞です」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２２６）

【２種類の・・・クォークの海】 （７３）

「はい…」支折が言った。

「陽子の場合…」高杉が言った。「＜周囲に滲み出た・・・強い核力＞によって生じる

のは…陽子と同じ電荷+１のパイ中間子になります。

そして、パイ中間子が生まれると…陽子の方にも変化が起こります…」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２２７）

【２種類の・・・クォークの海】 （７４）

「うーん…はい…」支折が、曖昧にうなづいた。

「いいですか…」高杉が言った。「陽子が持っていた＜+１の電荷＞が、パイ中間子に移

る結果…陽子は電荷０の中性子になります」

「電荷が移ると…核子の中のクォークも…中性子のアップクォーク １・ダウンクォーク ２

に、なるのかしら？」

「まあ…一応、その様ですねえ、」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２２８）

【２種類の・・・クォークの海】 （７５）

「そもそも…」高杉が言った。「私たちが陽子と認識している粒子は…ずっと陽子であり

続けているのではない様です」

「はい…？」

「陽子は…＜パイ中間子・中性子のペア＞になったり…陽子に戻ったりをくり返してい

る様です、」

「うーん…」支折が、上体を起こした。「はい…」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２２９）

【２種類の・・・クォークの海】 （７６）

「そうした状態で…」高杉が言った。「その近くを、別の中性子が通りかかると、パイ中間

子はその中性子の方に取り込まれて陽子になり…最初にペアを組んでいた中性子は単

独の中性子になります、」

「うーん…不埒（ふらち／道理にはずれ不届きなこと）なものねえ…」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２３０）

【２種類の・・・クォークの海】 （７７）

「しかし…」高杉が言った。「これが…湯川秀樹・博士（／日本人で最初のノーベル賞受賞者）の提

唱した＜核力＞となりうるのです」

「あ、はい…」

「そして、このシナリオが事実なら…＜陽子には・・・パイ中間子が、雲の様に纏（まと）

わり付いている・・・＞…という事に、なる様です…」

「ふーん…」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２３１）

【２種類の・・・クォークの海】 （７８）

「さて…」高杉が言った。「その状況をですねえ…

パイ中間子を構成する、反クォークに焦点を当てて観察すると…どうなるか？」

「うーん…？」

「＜電荷+１のパイ中間子は・・・アップクォーク・反ダウンクォークで構成＞される

ので…

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２３２）

【２種類の・・・クォークの海】 （７９）

…陽子を構成する＜海クォーク＞の外縁に…反ダウンクォークが纏（まと）わり付いてい

る…ことになる様です、」

「はい…」支折が、首を傾げながら言った。

「最初の疑問の…」高杉が言った。「反ダウンクォークが、反アップクォークよりも、格段

に多いと言うは…

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２３３）

【２種類の・・・クォークの海】 （８０）

…このパイ中間子に由来する可能性があると言います…

まあ…一言で理解できる概念ではありません。まず耳にして、何度か出会ううちに、理

解が進むのでしょう…」

「はい…」支折が唇を結んだ。「核子は難解なのですね、」

「その様ですねえ…」

岡田健吉‏@zu5kokd１ 　  

《 最新／クォークの世界・３ 》・・・（２３４）

【２種類の・・・クォークの海】 （８１）

「この現象も…」高杉が言った。「ＱＣＤ（／量子色力学）がベースになっている様ですが…

ＱＣＤによる粒子の振る舞いを、核子サイズの領域ではなく、核子の周辺部をも含む

広い領域で検討して、はじめて見えて来ると考えられています…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd１