kumorijunのブログ

生きすぎてしまった人生の帳尻合わせですか

おじんEulerHepjeanの余生の過ごし方その018-物理 エントロピー-20240328-1800

 ヒマに任せて書き連ねます。「物理 準静的過程」などとタイトルしたらそれだけで嫌われるでしょうネ。 熱力学のメインテーマですがこれを好む学生は無限小かと思われます。「清純」がひっくり返っただけでこんなにゲスっぽくなるのも悲しですゥ。

ですが、物理って素粒子物理だって「準静的過程」の手の上で踊ってるんですよネ。 「エネルギー保存」などは「準静的過程」そのものです。前回、『基本的原理が完全には理解されていない』(ファインマン物理学量子力学16頁)と書きましたが、それは【時間軸の不可逆性】ではないか…と疑っています。

 実はS行列に触れたときそう感じました。S行列とは始状態と終状態をつなぐブラックボックスで、量子物理そのものです。ファインマン図の外線は保存則を満たします。内線は不確定性原理そのものでここがホントの相互作用だと私は考えてます。

 日本の南部先生の『自発的対称性の破れ』は磁石や結晶などマクロの世界で起こっている現象を素粒子物理学に密輸入しましたが中途半端です。対称性は良いとして、「自然現象はエネルギーが高きより低きに流れる」との通説は本来、素粒子の世界では御法度だったと思います。この点、ボーアの原子モデルも中途半端です。尤も、このスケールの世界では、1sから2sへの励起(エネルギー低→高)アリでしょうが…

 

エントロピーまで行くにはもう少しかかりそうですし、話が思ったより大きな方向に暴走しそうなので中断して考えをまとめ直します。次は「無限小と無限大」で、少し寄り道をしようと思っています。

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著作者情報・・・というほどではありませんが・・・
芸名 Euler HepJean 理学修士技術士
現況 75歳。高齢者施設で車椅子暮らし。孫と外食散歩したく自主筋トレ中…
   あァ若いころはSEとしてIBMに勤務してました。
メール fukjun13@gmail.com
賽銭箱銀行口座PayPay001-6192244(旧JNBですがそのまま使えます。本店営業部)
(済)

 

おじんEulerHepjeanの余生の過ごし方その017-雑談 順列と組合せ-20240328-1200

 

暇潰しどうのこうのと言う前に孫との会話材料集めに始めたブログですがそんなドンピシャな題材が転がってるわけではありません。ただ時々自分でも驚くような記事に出会うことがあります。で、皆さんにも役立つのではと思いアップしました。


 
答えは4C3 で4通りですが 4C3=4C1 という公式、ああそうだナ~と思う程度ですネ?
 

    →https://www.shinko-keirin.co.jp/keirinkan/sansu/WebHelp/06/page6_19.html

【一つ残すと考えると4通リだ…】と考えることもできます。ウ~ン、こういうことを思いつくヤツが公務員になるのでしょうネ^ー^; ひまだから小学校にいこうかしら…


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おじんEulerHepjeanの余生の過ごし方その016-物理 久しぶりに専門書を買いました~-20240328-0500

 久しぶりに物理の専門書を買いました。『場の量子論 1巻 粒子と量子場』「電弱統一理論」のワインバーグの著書です。『スピンと統計定理』が説明されているというので購入しました。学生の頃は証明されたものとして当たり前のような考えでしたが最近、時間を持て余すと気になります。スピンとフェルミオン・ボソンの関係です。ファインマンによると『この問題に対しては、残念ながら初等的な説明を与えることはできない』、『基本的原理が完全には理解されていない』(ファインマン物理学量子力学16頁)ということなので無性に気になりだしたということです。無論、難しいまま受け売りするのでなく、やさしく噛み砕いて説明しようと考えてのことです。

で、前置きが長くなりましたが、この本の第1章が素晴らしいです。教科書でなく副読書です。ワインバーグなりの思いも披露しながら1926年当時の歴史を解読していますが、これが素晴らしいです。何度も読み返しています。『スピンと統計定理』は第5章なのですが今でも読破に至っていません。読んで説明しようとすれば今年いっぱい、最初にズバッとメインストリームを話し、その後少しづつということになりそうです。なにせ『スピンとは何か』から話すのですから。
えェ、そんな状況で死ねなくなってきました。頑張ります。正常な余生の過ごし方とも思えませんが・・・
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おじんEulerHepjeanの余生の過ごし方その015-物理 言いたいこと言てもたれ~-20240311-1800

生き残った時間を物理で気になった「積み残し」を下手に考えることで時間をつぶしています。『スピンと量子統計(ボソン&フェルミオン)』と『交換相互作用』の説明しようと色々ウェブサイトを参照したのですが望むようなサイトには中々出会えません。それでまずは言いたいことを言うことにしました。当然、物理の素人としての話です。


量子力学は別名、行列力学とも言われています。
 


量子物理では物理量は行列で表現されます。
いきなりですが次のような2行2列の行列を考えます。

「S行列」と言います。物理量としての行列はエルミート行列です。非対角要素S12は状態1から状態2に移る遷移成分、S21は状態2から状態1に移る遷移成分と解釈されます。(1と2は逆でもいいと思います。定義によります。)物理的なイメージを示します。
 

状態S11はエネルギーħωを放出、状態S22がそれを受け取ります。逆にS22がエネルギーを放出すればS11がそれを受け取ります。これが交換相互作用です。

つぎは対角行列を考えます。ハミルトニアン行列です。

対角行列は固有状態をあらわします。対角要素が固有値としてのエネルギーです。一方のS行列は混合状態に相当し、やり取りするエネルギーは ΔE・Δt~ħ 程度の誤差をもってやり取りされます。交換するときは決まるというのが説明困難なところです。

 

という感じです。(対角要素をチョット修正しました。2024/03/11)今日はホントにイメージのまんまです。

 

で、これからが大博打ですが、対角要素がフェルミオン、非対角要素がボソン・・・そんな大雑把なイメージで探りを入れているのですが生きてる間に達成できそうもありません。当然、誤っている可能性大です。パウリが証明済というのは聞いてますが、他にも判りやすい証明があってもいい気がします。

勝手な着想ですが「おもろい」と考えられたなら一緒に遊びませんか?

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おじんEulerHepjeanの余生の過ごし方その014-物理 クーロン力について-20240305-1800


生き残った時間を物理で気になった「積み残し」を下手に考えることで時間をつぶしています。『スピンと量子統計(ボソン&フェルミオン)』が気になるところですが「休むに似たり」で、タラタラとネットサーフィンしていたところ「クーロン相互作用」に行き当たりました。そういえばこれも量子論的にキッチリやり直していませんでした。それで、今回はまずクーロン相互作用です。もう高校で済ませたョ…と言わずにお付き合いを… ファインマン的に場の量子論的に計算します。一人でやっていると必ず計算ミスしますので今回もウェブサイトを参照します。
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他人の褌で相撲をとる分、信頼性は保たれると考えます。いきなりファインマン図から出発します。以下のサイトからパクらせていただきました。
https://micronanopi.net › FeynmanGravitation PDF


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図の波線部がE=hγのようにはエネルギーの定まっていない仮想光子の交換です。

 

 

解いたのは電磁相互作用ですので式(3.2.8)の第1項がクーロン相互作用、第2項は電磁波の伝搬となります。


物理をやってた方にも叱られない程度にすっ飛ばしましたが、不明の点はまず原典をご覧ください。質問もお受け致します。


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おじんEulerHepjeanの余生の過ごし方その013-物理 スピノルについて-20240229-1200

以前のブログ、特殊相対論-20231111-0900の続きです・・・何の話や~・・・


2023年11月11日「次回はスピノルの話をする予定です。」で話を終えました。が、このスピノル…、「ベクトルの平方根」・「exp(iθ/2)」の観点からスカラー、ベクトル、スピノルと話を進めるつもりだったのがどうもうまく行きません。元々数学過多の内容で「雑多なついで説明」に気を取られ「何の話してんねん~」状態に陥ることしばしばです。本筋を歩くためには、数学に頼らず物理的イメージ重視で行くことに決めました。今回は執筆者というよりは演出家に近いです。

で、まずは、やはり古典力学の質量mの質点粒子から始めましょう。

 
ここで、

そうすると、

 
これで、シュレーデキンガー方程式が得られます。

ここまでは https://www.kyoto-u.ac.jp/kurenai/201903/gakumon/index.html
を使わせていただきました。京都大学 中家剛教授のHPです。中々楽しいです。

 

つぎにパウリ方程式というのを紹介します。
 

パウリはディラックの仕事の前にパウリ行列に到達し、シュテルン-ゲルラッハの実験をフォローしていました。「排他原理」を提唱したのもこの頃でしょう。
 


ここまでは、https://ja.wikipedia.org/wikiパウリ方程式#bodyContent を使用させていただきました。wikipediaで「パウリ方程式」で検索すれば見られます。

 

次は文脈上、クラインドルドン方程式を参照しますが紹介で留めます。
 

もうひとつの相対論的量子化で成功したのは次のディラック方程式です。ここから以降は内容的には大学院修士課程並みになります。雰囲気を楽しんでいただくのが希望です。電気通信大学 緒方秀教先生の動画をキャプチャーです。 ホームページ http://www.uec-ogata-lab.jp/

以下「ディラック方程式(1) 解析力学幾何学的視点から~(16)」からです。
 

ただ、スピノルのことをもっと詳しく突っ込むのが今回の目標ですのでここでは電磁場とのminimal相互作用を採用します。専門家の方は中々明言されないのですが、私は、『電子が仮想光子を交換してスピンを入れ替えている』というイメージをもっています。まあこれは波動関数の範囲でなく「場の量子論」でしょうがイメージは楽しいです。

私自身、細かいフォローは出来ていません。ただ、何を言いたいのかはキッチリ伝わるよう題材は選んでいます。

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フリップが変わってますので式番号は無視してください。
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ここからはディラック方程式(2)(解析力学幾何学的視点から~(17))です。
 
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ここで以下のローレンツ変換で係数行列がΛです。

です。 (※ ここでのβはディラック方程式のものとは別です。2024/03/02追記)
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以上、他人の書いたサイトをパクリまくってブログを作りました。こんなんアップして大丈夫やろか?・・・ ただ、話題をスピンに絞って突っ走ったブログは見当たらないのではないでしょうか。 判ったようで判然としないスピン・・・ 本格的に勉強しようとすると、あちこち迷い道に迷って時間経過にイライラします。幸い私は余分の時間をいただきましたので、そういう人のお役に立てれば幸いです。

ローレンツ変換に関連してスピノルの変換則を論じましたがスピン量子数は物理空間とは関係ありません、というか『独立』です。ただ量子統計には致命的に重要な役割を果たしているはずです。私がもっと若ければ『安定分布』というもので遊んでみたいと思っていました。
どうせ死ぬ、ということで全くの思い付きも書かせてもらいます。『暗黒物質』ですが、アレは『反物質』と絡んでるのではないでしょうか。

 

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♠おじんEulerHepjeanの余生の帳尻合わせ100-004-「スヌーピー」-20240207-1230

深刻な話は切り替えましょう。孫に薦めている本です。

 

 

10歳になりました。英会話を身につけるには楽しくなくてはなりません。おジンが残せる最後のプレゼントと思ってもらえたらいいのですが・・・

 

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