破壊学事始

物理学では等価原理により遠心力と重力は同じ力であるとされる。等価原理を証明したのがエドベシュの実験だ。

「同じ質量の二つのおもりを天秤にかけ、重力加速度と地球の回転による加速度の違いで生じる天秤のねじれを利用して等価原理を検証しようというもので、その結果は、10−9 の精度であった。」wikipedia

なぜ重力と遠心力が同じ力であるか通常理由は説明されないが、簡単に説明してみよう。ひもに重りをつけて回転させると、重りには加速度、つまり力が常に加えられる。通常はこの力が遠心力であるとするが、もう少しミクロに考えてみる。

物質は原子でできている。原子は陽子と電子と中性子でできている。中性子は陽子と電子なので、電子だけで考えてみよう。電子に力を加えると、後方に磁場が生じて、電場が作られる。その電場が電子を引き付けるために、加えられた力に対して抵抗が生じる。電磁質量という。陽子に関しても同じ原理で抵抗が生じる。

回転する重りでは、常に内向きに力がかかるので、その反対側に電磁質量が生じる。これが遠心力だ。重力と違うのではないかと思われるが、じつは重力も物質を構成する原子に対して働く電気引力なのだ。地表の物質には、シューマン共振の電磁波が働き、電場を与える。シューマン共振は透過力が高いので、物質内部にも浸透する。これが重力を生んでいる。遠心力と重力は電磁気力で説明できる。等価原理の正体だ。

と、ここまで去年の１１月に書いてアップするのをやめていた。早坂秀雄博士の実験を思い出したからだ。早坂博士の実験は、右回転と左回転のジャイロを計量したところ、右回転のジャイロは軽くなる、というものだ。対称性がないのだ。これは電磁質量では説明できない。左回転が重くなるのであれば、地球磁場と関係がありそうだがそうでもないらしい。右回転のジャイロが軽くなる現象は、ほかにも同様の実験があって報告されている。

この動画は、２秒間の無重量状態でジャイロがどう動くかを撮影したものだ。なぜか浮き上がっている。重力を電磁質量と推測したが、まだ何かあるように感じる。

電荷を持つ粒子が加速度を受けたときに磁場が発生する。永久磁石では、原子の周囲にある電子が角加速度を持つために磁場を生んでおり、その微小な磁場の向きがそろっている状態だ。

ところで、磁気冷凍効果という現象がある。磁性体に磁場の変動を与えると、磁場がなくなったとき、磁性体が周囲の熱を吸収するという現象だ。逆に磁場が強くなると発熱する。熱は原子が振動することだと考えられているが、電磁波の放射により伝わる。磁場を発生させている電子が角加速度を熱から受け取っていると考えると、磁気冷凍効果はうまく説明できる。

永久磁石は、何も仕事をしていないときは、周囲の熱をほかの物質と同じように受け取っては放出している。磁場に変化が起きると、発熱、吸熱が起きる。ネオジウム磁石のモーターは負荷がかかるとコイルだけでなく磁石も熱くなる。周囲の熱が永久磁石のエネルギーと考えられるのだ。

イタリアの生理学者、Antonio Puccini氏は、電荷を持たない電子の存在を主張している(Neutral Electron Instead of Neutrino: a New Beta-Decay Model)。Puccini氏はカミオカンデなどでのニュートリノ観測を例に挙げて、ニュートリノは中性電子であると結論付けている。通常、中性子のベータ崩壊は次のように表現される。

n -> p + e- + v

このニュートリノが中性電子e0とされるのだ。Puccini氏は論文中でクオーク、e=mc2などを駆使して、論証を行っているが、電荷のない電子という発想は注目すべきだろう。

パイ中間子には、π0が存在する。きわめて短い崩壊時間を持ちガンマ線に崩壊する。

ところで、陽子、電子は素粒子だ。最近、陽子の大きさは置かれた状態により変化することが知られてきた。電子の大きさはわからない。素粒子は、通常イメージするような物質ではない。このブログでは陽子をピンポン玉を使って現しているが、表面があるのか、表面に電子がくっつくのか、わからない。回転するのかさえ、不明なのだ。少なくとも、位置と電荷がぼんやりとわかるだけ、といえる。

たとえば、中性電子を観測しようとしたら、どうやったらいいだろう？　電荷がないので、電気的に反応しない。中性子は陽子＋電子なので、磁気が使えるが、中性電子はそれもできない。π0はすでに運動量を持っているので、泡箱で捉えることができるが、静止した中性電子は泡箱に入れることも出来ない。

Puccini氏の主張のように中性電子がニュートリノであるとするのは無理がある。ニュートリノは光速で運動しており、静止させることができないからだ。電気的地球科学が主張する、ニュートリノは電界のきわめて短いパルスとするほうが合理的だ。Puccini氏は別の論文で中性電子はダークマターであると主張している。これも電気的宇宙論とは異なる。

だが、中性電子の存在は否定できない。中性電子が空間にぎっしりと詰まっていて、電荷を与えられると電子になったり、陽子になったりするのだろうか？　ディラックの海みたいだ。エーテルと考えることも出来る。遠隔作用との兼ね合いが難しそうだ。

一般に素粒子には、反物質の存在から反粒子があるとされる。数学的対称性の根拠にもなっている。しかし、電荷のプラスとマイナス、それに電荷がないゼロの３つの状態と考えたほうがいい。

すぐに結論を出さずに、とりあえず、保留としておこう。でも中性電子には何かありそうだ。

相対性理論の登場前、物理学上重要なマイケルソン・モーレーの実験がある。この実験装置は光を９０度ちがう方向に飛ばして、その位相差を見ることだ。１８８７年に行われた。当時としては非常に精密な装置だった。

現在では、写真のように比較的簡単に製作できる。

見づらいが、干渉縞も現れた。装置を回転させても干渉縞に変化はない。エーテルはないのだろうか？

エーテルを発見するために組み立てたわけではない。これで何をやるか？　乞うご期待。

陽電子(positron)について考えてみたい。陽電子はプラスの電荷を持つ電子だ。自然界ではあまり存在しない。電子と陽電子がぶつかると消滅するからだ。対消滅という。陽電子は人工的に作ることが出来るが、電子とペアで出来るため対生成と呼ばれる。

恒星内部では陽子と陽子が融合するp-p反応(p-p chain reaction)が行われているという。p-p反応では陽子と陽子がぶつかって、重水素原子核ができる。陽電子も発生する。

p + p -> D + e+ + ニュートリノ

しかし、この反応は140億年かかる。最近では140億年も待てないため、陽電子を得るために電子ビームをタングステン結晶に打ち込む方法が使われている。電子ビームをタングステン結晶に打ち込むと制動放射でガンマ線が発生する。結晶内部で発生したガンマ線はタングステン原子核の近傍を通ると対生成で電子と陽電子を発生させる。電子ビームと結晶の角度を調整することで、効率よく陽電子が発生する。対生成はエネルギーと物質を等価と見る相対性理論に見合っている。

ところで、陽電子に似たミュー粒子がある。ミュー粒子は宇宙線が地球大気に突入するときに生成され、105.6MeVという高エネルギーを持つ。平均寿命は2.2×10-6秒と短い。ミュー粒子には、陽電子に崩壊するミュー粒子(+)がある。

ミュー粒子(-)→電子＋ミューニュートリノ＋反電子ニュートリノ
ミュー粒子(+)→陽電子＋反ミューニュートリノ＋電子ニュートリノ

ミュー粒子の作り方をJ-PARCセンターの記事から紹介しておく。まず、高エネルギーの陽子ビームを炭素にぶつけ、パイ中間子を作る。パイ中間子を超伝導磁石の中を通すと崩壊してミュー粒子に変わる。ミュー粒子には磁極がある。

パイ中間子は、電気的地球科学では原子核内部で陽子と陽子を結合させている電子だ。磁極があるということは、ミュー粒子は内部に電荷と角加速度を持つということだ。「パイ中間子を超伝導磁石の中を通す」ことでサイクロトロン運動をしているのかもしれない。質量が電子の200倍あるのではなく、サイクロトロン運動をしているために大きく見えるのだ。

ミュー粒子は非常に短時間でミューニュートリノと電子ニュートリノを放出して、電子に戻るということは、ミュー粒子は2重の変異を生じた電子そのものであるといえる。ニュートリノは電界のパルスだから、電子の急激な変化により生み出されると考えられる。

いっぽう、陽電子は静止した状態でためておくことが出来る。半減期はない。電荷だけがプラスの状態の電子だ。陽電子と電子がぶつかるとガンマ線を放出する。電子と陽電子は消えてしまうとされている。

また、反陽子と陽子は対消滅するとガンマ線とパイ中間子になる。同じ反物質による対消滅でも、陽子の場合はパイ中間子が残る。ミュー粒子を発生させる際にもパイ中間子が登場した。パイ中間子はミュー粒子を経て電子（陽電子）になる。

うーむ、もしかすると陽子は電子がなんらかの変化を遂げたものかもしれない。また、対消滅、対生成が間違いない反応であるなら、電界を伝える媒質が存在する。エーテルなのだろうか？