力を伝えるゲージ粒子
前に書いていた電磁気力を含んで
力ってものは
（殴ったり蹴ったりもそうだし
高いところから落ちちゃったり
とにかく物質になんらかの作用を及ぼすことだね）
モノとモノがゲージ粒子を
交換することによって
伝わるってことになっている。
あくまでも仮説だけどね。
物理学っていうのは
人間が知覚できないものを
扱わない。
実験観測によって結果の出たもののみを
事実として扱う学問なんだよね。
でも実験観測によってでてきた結果を
合理的に説明するために
多くの仮説ってものが立てられるんだ。
その仮説は常に確認されていく。
そして実験観測の結果が
否定を示すまで
『事実（今のところは）』ってことで
はなしを進めていくってことだね。
だからあくまでも
そして今のところは
ゲージ粒子ってものを交換することで
力は伝えられているってことになっていると
思ってればいいんじゃないかな。
特に量子力学の理論は
仮説が多すぎて
わからなくなることが多いんだと思うよ。
さて、自然界には４つの力がある
ってことになっているけど
今のところ異なる力の伝わり方が
４つ確認されているから
４つの異なるゲージ粒子が
在るはずだってことになっちゃったわけ。
じっさい実験観測の結果
３つまでは発見されているらしいよ。
最後のひとつはまだ
未確認なんだけどね。
もしかするとまだゲージ粒子の数は
ふえるかもしれないし
じつは一つのゲージ粒子が
ふるまいを変えているだけなんて
実験結果が出るかもしれない。
でも物理学。
そんなもんなんじゃないかな。
電磁気力
４つの力のうちなじみ深いのが
電磁気力だって書いたよね。
では電磁気力を伝えるゲージ粒子は っていうと
『光子』ってことになる。
では『光子』どんな形をしているの って言われると
さてどんなもんなんだろう？
さっき力を伝えるゲージ粒子の内
３つまで見つかっているって書いたけど
この見つかっているっていうのは
ぼくたちが普通に思う
発見されているとは少し違うように思うんだ。
なんといっても相手は素粒子
とてもじゃないけど
目に見えるような相手じゃないもんね。
一般の電子顕微鏡（透過型電子顕微鏡）だと
理論的には分解能（見える大きさだね）ってのは
0.1ナノメートルぐらいらしい。
ニュースになっていたけど
日立さんが開発した
ホログラフィー電子顕微鏡ってのは
解像度が43pm(ピコメートル)という
化け物じみた制度を誇るらしい。
でもね、原子の大きさはおよそ10-10メートル
原子核なら10-14メートルって大きさなんだ。
電子顕微鏡の解像度0.1ナノメートルっていうのは
10-10メートル。
43pm（ピコメートル）でも
43×10−12メートル。
ぎりぎり原子は捉えられるかもしれないけど
原子核は無理なんだ。
ましてや電子なんかだと
とてもじゃないけど不可能だよね。
だから『光子』ってものが
発見されていることになっているけど
じっさいのところは
『光子』があるという証拠が
見つかっているってことだろうね。
ただこの『光子』
必ずしも単独のあるもの（もしくは現象）を
指し示し物じゃなく
アインシュタインさん
ギルバートさん
量子力学のそれぞれの捉え方があるから
困ったもんだ。
コンプトンさんがそれらの考え方をまとめて
『光子』って名前で
統一したって書いてあるけど
どうなったんだろう。
光子は様々な自然過程で
出てきている。
例えば熱放射のあるものは
常に光子を放出してるってことだそうだ。
だからぼくらにとって
いちばん身近な『力』が
電磁波だっていうのは
当たり前のことかもしれない。
ようは電荷（電気を帯びているもの）を持つものは必ず
この『光子』を纏っているってことらしい。
なんといっても原子にしても
そのものは中性だけど
陽子や電子は電荷を持っているもんね。
だからものすべては『光子』を纏っているってことに
なるんだそうだ。
ただこの纏っているのは『仮想光子』って言われて
何かの対象に出会わない限り
『光子』としての正体を
表さないってことなんだけど
わかったようなわからないような
はなしだね。
今のところわかっていることは
『光子』自体は電荷を持たないし
質量も0（異論もあるみたいだけど）ってことになっている。
極端に言えば
物質ってものじゃないのかもしれないね。
その他の３つの力
電磁気力を書いてみてわかったことは
素粒子に足を踏み入れないと
とてもじゃないけど書けないってこと。
たまたま相対性理論から脱線して
迷い込んでしまったけど
あまりの迷路に脱出できなくなりそうだよ。
だいいち相対論にしたって
量子力学の不確定性原理から脱線して
迷い込んだ場所なんだからね。
いい加減にしておかないと
永遠にどこからも脱出できなく
なってしまいそう。
だから力を伝えるのは
その相互作用を起こすものが
お互いになんらかの粒子を
（粒子って言っても実態がある粒だとは思わないほうがいいけど）
やりとりすることによって
おこなわれているってことで
いったん納得したことにしておこう。
自然界の中の４つの力の内のひとつ
電磁気力は『光子』っていう
ゲージ粒子をやり取りして
伝わっている
ってことにしておこう。
そして残りの３つの力は
駆け足で適当に書くしかないんだ。
なんといっても
ぼくに自信が無いんだから。
自信の無いことを人に伝えるのには
早口でわかりにくくしゃべるのが
一番だもの。
重力：グラビトン（重力子）
これもなじみ深いね。
なんといっても地上にいるかぎり
常に感じているもの。
このグラビトン
質量のあるものには
必ず備わっているものという定義。
ただ、この力
おそろしく弱いんだよね。
たしかに地球ぐらいの大きさ（質量）なら
そこそこの力を感じさせるけど
それでも地球全体が紙を引っ張る重力より
帯電した下敷きが紙を引っ張り上げる
静電気力の方が強いんだよな。
あまりにその力が弱いから
グラビトンというゲージ粒子を
検出（その痕跡を見つける）しようとしても
まわりに痕跡をみつけることが
現在でもできていないんだって。
だからグラビトンは
今のところ理論上のゲージ粒子ってことだね。
強い力：グルーオン
これはあまり身近には感じないかもしれないね。
でも原子を考えてみて。
原子は原子核の周りを
電子が回って（ぼんやり包んでかも）いるってことになっている。
そして電子は－の電荷を持っていて
原子核を形作る陽子は
＋の電荷を持っているって言われているよね。
なおかつ原子核は
陽子が幾つかと中性子が幾つかが
くっついて出来上がっているって言われている。
陽子は＋の電荷を持っているよね。
そうすると反発しあう電荷の陽子を
くっつける力が必要になってくるじゃない。
これが強い力と呼ばれているもの。
その力を伝えるのが
グルーオンと呼ばれる
ゲージ粒子ってことだね。
弱い力：ウィークボゾン
これはよりわかりにくい力だね。
原子核のベータ崩壊なんかを
（中性子が陽子に変わったりするやつだね）
起こさせる力ってところかな。
太陽みたいな恒星の
核融合反応（水素と水素がくっついて重水素に変化する反応）
なんかをおこす力らしいんだけど。
四つの力のはなしは
この辺で逃げ出すことにしよう。
本当にぼくの頭じゃ
ついて行けないんだもの。
