(since 2002/02/04)(更新 2002/10/11)

TNO:素粒子モデル[9]

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©Copyright 2002 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2世代について、ちょっと暴走気味に説明をつけてます。

素粒子モデル[目次]
素粒子モデル[8]
素粒子モデル[10]

(chapter9-page1)
18.第2世代のレプトンとニュートリノ変動

スーパーカミオカンデで 大気ニュートリノにおけるμニュートリノの消失が発見され、 ニュートリノ変動の証拠とされている。 スーパーカミオカンデでの計測結果は、 μニュートリノが消失し、電子ニュートリノは変化していない。 このことから、 μニュートリノがニュートリノ変動でτニュートリノへ変化していると、 解釈されている。 しかし、 τニュートリノの増加が観測されている訳ではないので、 ニュートリノ変動以外の相互作用が原因とも考えられる。 これを、奇妙な相互作用(odd interaction)と称することにして、 考察してみることにする。

奇妙な相互作用の候補としては、 未知の新たな相互作用を導入するより前に、 既知の相互作用を考えるべきである。 従って、既知の電磁相互作用、弱い相互作用、強い相互作用、重力を 当てはめてみる。 ニュートリノの電荷は中性であるから、電磁相互作用は不適切である。 奇妙な相互作用は電子ニュートリノにはないので、 弱い相互作用も不適切である。 質量も無いか、極めて小さいので、 現象を説明するほどの効果は無く、 重力も不適切である。 従って、強い相互作用のみが奇妙な相互作用の候補として残る。

さて、別の方向から、奇妙な相互作用の考察を進めてみよう。
オドネスはアブノーマリティから対生成する。 オドネスをa/2と考えることも出来るが、 ここまでに出てきたa/2は単独では成立していない。 そこで、アブノーマリティを2つに分断したものをオドネスと考えてみる。 アブノーマリティをT+(-T)として、 Tと(-T)を引き離して行くと、2組のT+(-T)になる。 オドネスも、アブノーマリティから対生成されるのでT+(-T)となる筈で、 アブノーマリティと同じになる。
オドネスがアブノーマリティと同じとすると、 オドネスは消滅可能となり、 第2世代のレプトンは第1世代に移行することになる。 これは、電子ニュートリノの増加を伴うニュートリノ変動を説明するが、 奇妙な相互作用は説明出来ない。 尚、ミューオンも、ニュートリノを放出することなく、 電子に移行出来る筈である。
オドネスがアブノーマリティと同じとすると、 第2世代のレプトンが強い相互作用をする可能性がある。 これは、奇妙な相互作用の候補として適切である。 ただし、ミューオンでは、電荷の影響の方が大きいと予想される。

奇妙な相互作用が強い相互作用であるとすると、 幾つかの新たな視点が得られる。
大気ニュートリノにおけるμニュートリノの消失は、 奇妙な相互作用によって地球に吸収された結果と考えることが出来る。 ロスアラモス(LSND)で観測された μニュートリノの電子ニュートリノへの変動も、 他のニュートリノ減少の観測との矛盾が解消されるので、 第4のニュートリノとして ステライル・ニュートリノ(sterile neutrino,ステラル・ニュートリノ)を 仮定しなくても、 評価出来る。 ただし、第4のニュートリノではないステライル・ニュートリノによる、 モデルも考えることが出来る。 このモデルについては、後に述べたい。
太陽ニュートリノの消失は、 電子ニュートリノがμニュートリノ等へ変動した後、 奇妙な相互作用によって消失したとも解釈出来る。 しかし、 スーパーカミオカンデで観測された太陽ニュートリノ強度には μニュートリノ等が含まれていても良い。 カナダのSNOグループの重水を使った装置による、 μニュートリノやτニュートリノを含まない観測との比較から、 ニュートリノ変動が原因であると確認されている。

(chapter9-page2)
19.ミューオンの磁気モーメント

大気ニュートリノにおけるμニュートリノの消失が、 ニュートリノ変動によるのか、 それとも奇妙な相互作用によるのか、確定する方法について考えてみる。 一つは、 τニュートリノ発生の有無を確認する方法である。 もう一つは、 奇妙な相互作用から予測される効果の有無を確認する方法である。
ニュートリノは直接観測出来ない。 奇妙な相互作用が存在するとしても、 地球直径の通過に際してさえ40%程度の消失効果しかない。 従って、μニュートリノでの観測は困難であるから、 ミューオンにおいて、奇妙な相互作用の有無を確認することになる。
奇妙な相互作用が存在するなら、 第2世代レプトンを中性子の近傍を通過させる際、 奇妙な相互作用による運動方向の変化が観測される筈である。 実際には、運動方向の変化による放射を観測する。
又、奇妙な相互作用が存在するなら、 ミューオンにおいて磁気モーメント異常が観測される筈である。 実際、ミューオンの磁気モーメントの観測値の、 理論値からのずれが観測されている。 精密な判定には、 μニュートリノの地球通過に際した消失量や、 ミューオンの磁気モーメントの観測値と理論値とのずれが、 奇妙な相互作用の定量的効果として一致するかどうかを確認する必要がある。
更に、μニュートリノにも磁気モーメントが存在することが予測される。 太陽ニュートリノ量が太陽の黒点数と関係することが観測されており、 μニュートリノの磁気モーメントによると解釈することも出来る。

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