(since 2001/06/22)(更新 2004/03/31)

TNO:素粒子モデル[3]

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©Copyright 2001-2004 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。 (アイソスピンはともかく、スピンは怪しすぎ。)
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]
素粒子モデル[4]

(chapter3-page1)
5.反物質と宇宙

宇宙に存在する粒子と反粒子の数を比較すると、 インク・モデルにおけるサブクォークの表現では同等であり、 対称性の乱れはcmyの組合せに対して生じている。
粒子のcmyの組合せは(+1,+1,+1)(+1,-1,-1)(-1,-1,+1)(-1,+1,-1)であり、 反粒子は残りの組合せである。 即ち、粒子のcmyの組合せの方が反粒子のcmyの組合せより多く生成されれば、 サブクォークの表現では 対生成による粒子と反粒子の生成比率の乱れを導入しなくても、 現実を良く反映することになる。

サブカラー・ゲージの導入によって、 サハロフの3条件の内の2つは、達成出来る。 即ち、サブカラー・ゲージの存在する時期には フェルミオンとしての粒子・反粒子の入れ替わりが起きるが、 サブカラー・ゲージがグルーオン等に変った後では、 レプトン数・バリオン数は固定されると言うことである。 粒子の存在比率が大きくなるには、後は、 ビッグバン直後において、 粒子の内の1種類でも反粒子より生成確率が大きければ良い。
例えば、電子が陽電子より生成確率が大きいとする。 cmyが同じニュートリノは、ウィーク・ボゾンの関与する粒子の変換で生成する。 負のcmyが余るため、(+1,-1,-1)等のクォークも生成確率が大きくなる。 余った負のcmyは、陽電子の生成確率も大きくするが電子よりは小さく、 対消滅で消えて電子が残る。

ここで、全てのサブクォークが対生成に由来すると仮定し、 対消滅によって反粒子数が無視出来るとする。 すると、サブクォーク数のバランスから、 全宇宙における粒子数の比が予測出来る。
全宇宙に存在する粒子Xの粒子数を、N(X)で表すことにする。 尚、粒子Xの反粒子-Xを考慮する場合は、 「N(X)」を「N(X)-N(-X)」と置き換えれば良い。
kのバランスより、N(e)+N(d)=N(ν)+N(u)
cmyのバランスより、N(d)+N(u)=3(N(e)+N(ν))
中性子・陽子中のd数より、N(d)=N(p)+2N(n)
中性子・陽子中のu数より、N(u)=2N(p)+N(n)
これらから、次の様になる。
N(d)=N(e)+2N(ν)
N(u)=2N(e)+N(ν)
N(e)=N(p)
N(ν)=N(n)
これにより、直接の観測が困難なニュートリノ数を、 中性子数から予測出来ることになる。 ただし、反ニュートリノは、他の粒子との相互作用が少ないので、 対消滅せずに多量に存在する可能性もある。 このため、予測される数は「N(ν)-N(-ν)」と見なした方が良い。

傍証
宇宙に存在する電荷はバランスしている。 それにも関わらず、 粒子・反粒子がバランスしていないと考えるのは、無理がある。

反物質の製造
この考察からは、サブカラー・ゲージによるサブクォークの組み替えで、 物質から反物質を製造することも出来る筈である。

大統一理論におけるX粒子は、次の様に崩壊する。
X→q+q ,
q
+
l
これをインク・モデルで解釈すると、次の様になる。
-y=(-y)+(-y)
(-y)+(-y)+k+(-k)+c+(-c)+m+(-m)
(?+c+(-m)+(-y))+((-?)+(-c)+m+(-y)) ,
(?+c+m+(-y))+((-?)+(-c)+(-m)+(-y))
=qr+qg , (-qb)+(-l)
ここで「?」は、kサブクォーク、或いはその反粒子である。
「(-y)+(-y)」の様なサブカラー・ボゾンとその崩壊は、 インク・モデルでは容易に予想されるものである。 尚、陽子崩壊は、 現在の宇宙にはサブカラー・ゲージ自体が存在しないため、 発生しない。

大統一論では、インク・モデル無しでどうやって、 X粒子を考え出したのだろう。
サブカラー・ボゾンは、 明らかにウィーク・ボゾンと同様に電荷を持つ。 更に、サブカラー・ボゾンが、質量やCP非対称性も、 ウィーク・ボゾンと同様に持つと仮定出来るだろう。 そして、このCP非対称性(或いは同様の別の非対称性)が、 クォーク・レプトン・レベルでの、 粒子・反粒子の非対称生成の原因かも知れない。

(chapter3-page2)
6.物理量

アイソスピンの第3成分(I3)はkと対応し、 k=+1の場合はI3=+1/2、k=-1の場合はI3=-1/2となる。 ウィーク・ボゾンによってkを交換する場合、 フェルミオン単独ではI3は非保存となる。
レプトン数とバリオン数は、 インク・モデルでは厳密には保存されないが、 力の分化後にはレプトンとクォーク間の相互変換が行われないために、 実質的に保存されている。 逆に、力が分化した時点で、 宇宙全体での粒子数、レプトン数とバリオン数が固定された。 レプトンとクォークを区別出来る場合は、 レプトン数は(c+m+y)/3で、バリオン数は-(c+m+y)/3で表される。
各(c+m+y)はレプトン数とバリオン数の一方のみで計数されるため、 電荷についてのNakano-Nishijima-Gell-Mann則(Q=I3+Y/2)は、 次の式と等価になる。
Q=k/2-(c+m+y)/6

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