(since 2001/06/17)(更新 2004/03/31)

TNO:素粒子モデル[1]

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©Copyright 2001,2002,2004 小野智章
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独自解釈による、サブクォークによる素粒子のモデルです。
内容を信用しないこと。 勝手な解釈なので、合っているかどうかは知りません。 第1世代については、そこそこ説明がつきますが。
kについて、ニュートリノを正の側に取る様に、 2004/03/31変更しました。

素粒子モデル[目次]
素粒子モデル[2]


1.サブクォーク

知られている素粒子には、次の様なものがある。 合せて、ゲージ・ボゾンも示す。
フェルミオンゲージ・ボゾン
(gauge)
レプトン
(lepton)
クォーク
(quark)
電子型
(荷電レプトン)
ニュートリノ ダウン型アップ型
電子
(e)
電子ニュートリノ
e)
ダウン
(d)
アップ
(u)
光子
電磁力
(γ)
ミュオン
(ミューオン)
(μ)
ミュー・ニュートリノ
μ)
ストレンジ
(s)
チャーム
(c)
ウィーク・ボゾン
弱い相互作用
(W-,W+,Z0)
タウオン
(τ)
タウ・ニュートリノ
τ)
ボトム
(b)
トップ
(t)
グルーオン
強い相互作用
(g)
クォークには3色の区別があり、 更に全ての素粒子には反粒子がある。 これでは複雑すぎ、より単純なモデルが存在する筈である。

これら素粒子がサブクォークで構成されるという、次の様な基本粒子の複合模型がある。
ijk
(i=1,2 , j=0,1,2,3 , h=1,2,3)
「wi」が弱荷に対応し、「cj」が色荷に対応する。 かなり単純になったが、 より単純な、私独自のサブクォーク・モデルを提案する。

まず、世代の違いを無視する。 これは、前のサブクォーク・モデルでは「hk」が対応していて、 同じ方法の導入などで解決出来るので、大きな問題ではない。 即ち、残りの「wi」「cj」に対応する、 1世代分のモデルを提案すれば良いことになる。

1世代のフェルミオンは、色の違い、反粒子も含め、16種類存在する。 従って、2進数4桁で符号化出来る。 サブクォークによるモデル化では、 4種類のサブクォークの正反2通りの組合わせで表現出来ることになる。 次の様な記号でモデルを表現することにする。
kcmy
記号は、色とその混合の連想で、 プリンタ・インクの(黒、シアン、マゼンタ、イエロー)の記号を採用した。 そこで、このサブクォーク・モデル(とその発展モデル)を、 インク・モデル(又はプリンタ・インク・モデル)と称することにする。

k,c,m,yにはそれぞれ反粒子が存在し、 更に電荷、色の違い等に適応させる。 c,m,yは、サブ・サブクォークとした方が良いのかもしれないが、 ここではサブクォークとして扱う。 これにより出来上がるモデルでは、 kが「wi」に対応し、cmyの組が「cj」に対応する。 電荷は、kが電子の-1/2で、cmyは共に電子の1/6となる。

インク・モデルのサブクォークのそれぞれの符号は、逆に取ることも出来るが、 基準となる粒子をニュートリノとした方が将来の議論にも都合が良いので、 統一してニュートリノを正の側に取る。 更に次の様に、k,c,m,yを正負の値を取る記号としても用い、 フェルミオンをkcmyの組のベクトルでも表すことにする。 この場合、正の方を基準とする粒子とし、負の方を反粒子とする。
k=+1,-1 , c=+1,-1 , m=+1,-1 , y=+1,-1
(k,c,m,y)=(±1,±1,±1,±1)


2.フェルミオン

第1世代の素粒子をインク・モデルで表すと、 次の様になる。
素粒子サブクォーク
(subquark)
kcmy
電荷1/21/61/61/6
νe0+1+1+1+1
uR-2/3+1+1-1-1
uG-2/3+1-1+1-1
uB-2/3+1-1-1+1

dB
-1/3+1+1+1-1

dG
-1/3+1+1-1+1

dR
-1/3+1-1+1+1

e
-1+1-1-1-1
素粒子サブクォーク
(subquark)
kcmy
電荷1/21/61/61/6
e+1-1+1+1+1
dR+1/3-1+1-1-1
dG+1/3-1-1+1-1
dB+1/3-1-1-1+1

uB
+2/3-1+1+1-1

uG
+2/3-1+1-1+1

uR
+2/3-1-1+1+1

νe
0-1-1-1-1
電荷は、電子の電荷を単位とする。 又、クォークの色とインク・モデルの色の対応は、 仮のもので、余り意味が無い。 ただし私のインク・モデルの色に対する予想では、 クォークの色と1対1で対応し、 その色荷量は1/2である。

4ビット符号(4bits-code)の構築
インク・モデルの2進数4桁での符号を、 4ビット符号(4bits-code)と称することにする。
粒子とインク・モデルの対応表は、 4ビット符号と粒子の対応関係を示せば良い。 この対応関係を導く過程を示す。
  1. 4ビットで16種類の粒子を区別しなければならない。
  2. 弱荷の対称性により、電荷が1単位だけ異なる粒子の対が出来る。 従って、4ビットの内の1ビットは弱荷に対応し、その電荷は1/2である。
    (この1ビットの反転で電荷が+1/2と-1/2の間で変化するので、 粒子間の電荷の差は1になる。)
  3. 残り3ビットで8種類の粒子を区別しなければならない。
  4. 反粒子は全ビットが反転する筈である。 従って、各3ビットをその反転パターンと対にした4対で、 4種類の粒子・反粒子対を区別すれば良い。
  5. 4種類の粒子・反粒子対は、 1種類はレプトン、残り3種類は3色のクォークに対応する。 従って、レプトンは3ビットが同じになる対、 クォークはそれ以外に対応させるのが適当である。
  6. クォークに対応する3ビットの可能な組合せから、 3つのビット間に特別の差が無いことが分かる。 更に、レプトンでは3ビットが一致するので、 各ビットの電荷は1/6となる。
  7. 各ビットの電荷と各粒子の電荷の対比により、前出の表が出来上がる。

サブクォークによらない解釈
以上では、4種類のサブクォークと考えたが、 これらの性質は、電荷や弱荷の様な4種類の物理量と考えることも出来る。 即ち、クォーク/レプトンが共通に、 k荷、c荷、m荷、y荷(k-charge,c-charge,m-charge,y-charge)を 持っていると考える。 k荷は当然弱荷に相当し、c荷、m荷、y荷は色荷を分解したものに相当する。 ただし、k荷、c荷、m荷、y荷は、電荷を持つので、 相当する荷量と一致はしない。

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