ヒグス場

 場というのは、現代物理学を大きく発展させた重要な概念で、一般には理解しづらいとされているのですが、とりあえず、「場とは、物質と物質とのあいだに相互作用を引き起こす空間の性質のこと」と思ってください。

どんな相互作用を起こすか、という性質によって、さまざまな「場」があります。

 みなさんが聞いたことある「場」のひとつに「磁場」があるでしょう。

これは「彼は人をひきつける強烈な磁場を持っている」というように、ふつうの会話でも比ゆ的に使われます。「電場」とあわせれば「電磁場」です。

この電磁場にあたるものが、19世紀後半、マクスウェルによって最初に提出された「場」の概念でした。


 ふつう、万有引力を説明するときは、互いに離れた2つの球体を描いて、「万有引力は距離の2乗に反比例する」すなわち「2つの物体の距離が遠ければ遠いほど引力は小さい」と述べます。

しかし、アインシュタインは球体をひとつだけ描き、その円に向かって放射状に何本もの長い矢印を描きます。すると、一見して円に近い矢印は密度が濃く、円から遠い部分はあmばらになっているとわかります。

この矢印の密度の濃淡が、そのまま万有引力(すなわち重力)の強弱を浮オているというわけです。このとき、力線すなわち重力は球体にではなく、球体をとりまく空間にありますね。

この空間にあるものこそが場であり、この空間にあるものこそが場であり、矢印=力線はその場が起こしている作用の大きさと方向を浮オています。

そして「場とは力線のこと」だと、とてもシンプルに説明するのです。これを少し拡張すると、場とは「時空の点ごとにある量が定められたもの」ということになり、それが正しい定義です。

もちろん電磁場の力線はこれとは違います。棒磁石や電磁石の上に紙を置いて砂鉄を撒く実験を思い出してください。電磁場の力線、言いかえれば電磁場の大きさと方向は、数式で浮キことができます。それがマクスウェル方程式です。

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ヒグスメカニズム

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開設 2009/05/07
更新 2010/07/26

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