破壊学事始

量子力学では素粒子を2つに分ける。フェルミ粒子とボーズ粒子だ。電子、陽子などの電荷をもつ粒子はフェルミ粒子だ。光子は電荷をもたないのでボーズ粒子ということになる。

フェルミ粒子は、たとえば電子なら原子核周囲の軌道上には、同じスピンの状態で1つ以上の電子が入らないというパウリの排他律（原理）がある。パウリの排他律は経験的にわかったもので、その原理は明らかではない。

YAKUGAKU LABより
それぞれの軌道に入る電子の数は以下の通りになる。

wikipediaより

静的原子模型では、軌道上の電子は原子核の正負の電荷と陽子振動によるガンマ線の定在波でゆるくつながれている。もっとも簡単なヘリウム原子は次のようになる。

原子核を点対象として対角線上に電子が位置し、互いの電荷で反発するため、常に対称性を保ちながら動いている。この対称的な動きがスピンだ。

ヘリウムの場合はK殻しかないが、外側に行くにしたがって入る電子の数が増えるのは、原子核を挟んで電子同士の電荷が弱くなるからだと考えられる。ここではK,L,Mと円軌道として描かれているが、じっさいには原子核の凸凹と対応した非常に複雑な軌道をとっていることが予想できる。L,Mなどは内側の電子との斥力もあるのでさらに複雑さを増すはずだ。

1920年代に主張された核内電子説が廃棄された理由として、不確定性原理によって推定された原子核内の電子の速度が光速を超えること、また、原子核内部に存在する陽子と電子のスピンが合わないことが挙げられている。

核内電子の速度は、不確定性原理からの予想なので、無視していいとして、スピンの数については、原子核内の電子は固定されているので、スピンはないとできる。スピン自体が原子核の電荷との相互作用によって現れた現象なので、原理でも律でもない。

核内電子説は否定されたのではなく、誤解されたのだ。

参考：「わかるまで素粒子論（入門編）」
「ミクロの世界」

電気的地球科学では重力は存在せず、太陽を回る公転は電気引力とローレンツ力によると考えている。通常考えられる重力と遠心力が釣り合っている状態を否定している。そのため、公転の遠心力の行方を追及してみた。遠心力も角速度を受けた電荷が発生する磁力による内向きの力なので、電荷による引力と相殺しているのかもしれない。かもしれないというのは、ファラデーモーターが反トルクを生じないように、ローレンツ力で公転している惑星には遠心力が生じない可能性もあると考えている。

地球の公転での不可解な事態はほかにもある。ここでは重力で考えてみる。地球の自転に伴う加速度だ。地球は太陽からの重力下にある。非常に弱いが、地球上の物質は太陽に等しく引かれている。その重力は、0.00592m/s^2程度だ。地球の重力の0.006%程度になる。この重力下で、地球は自転しているので、速さ465m/sから0m/sの間を加減速している。その時の加速度は平均すると約0.0215m/s^2になる。最大1kgあたり２ｇになる。

地球上の1点を考えると太陽の重力に対して加減速していることになる。ちょうどエレベーターが上下するときに加速度を感じるのと同じことが起っているはずだ。これは遠心力とは異なる力だ。しかし、この力についても測定することはできない。

何か変なことが起きている気がする。

またまた妙なことに気が付いてしまった。理科の教科書では地球上の重力は、地球の引力から自転による遠心力を引いた力であると説明されている。測地学での説明はこうだ。

「地上における重力 (重力加速度) は, 地球構成物質による万有引力 (引力) , 地球の自転による遠心力, 月や太陽から受ける潮汐力などの影響を受けている. 」
地上における重力測定

しかし、よく考えると地球は太陽の周りを公転しているので、公転による遠心力も考慮されるべきだ。そこで、地球の公転による遠心力を計算してみた。計算はこのサイトを使った。

地球の公転半径、角速度は以下の通り。

149600000000m
0.0000019rpm

1kgの重りに対する遠心力は、0.0006kg重となる。ちなみに自転での遠心力は0.00344kg重だ。自転における遠心力の約１７％が公転で起きている遠心力ということになる。1kgあたり、0.6gだ。しかも地球が太陽に向いている昼と夜とでは、遠心力の向きが逆になるので、重力に対する差は2倍ということになる。1.2g違うことになる。日本付近では、緯度が40度くらいなので、公転による遠心力は少し影響が減るが、このレベルは十分に計りで計測できるはずだ。

じっさい、地球の自転による遠心力は市販のデジタル計りでも校正されている。ところが、公転による遠心力も校正されているはず、と思って探したが見当たらない。

責任者出てこい！

おかしい、明らかにおかしいぞ！　公転による遠心力はどこにいったんだ？

ちなみに太陽系は銀河の中心から7.94kpc離れていて、約2億5千万年かけて1周している。この時の遠心力は1.586x10^-11kg重だ。接線速度は195.2km/sなので、観測ともほぼ合っている。この遠心力も計測可能なレベルだが、どこを探しても計測値はない。

以前、中性子のベータ崩壊はニュートリノが入射して電子をはじき出すというメカニズムを説明した。ベータ崩壊には陽電子を出すベータ＋崩壊がある。

11C -> 11B + e(+) + ν

炭素１１がホウ素１１に変換される。この場合、原子核内部では陽子が中性子に替わっている。つまり、電子が1個追加された状態だ。対生成では電子と陽電子が発生する。原子核の近傍に強いガンマ線を打ち込むと対生成が起きる。ベータ＋でも原子核内部で対生成が起きていると考えられる。電子と陽電子はなぜ一緒に発生するのだろうか？

ニュートリノは原子核を媒質にして伝わっていると考えられる。陽子に突入したニュートリノは陽子内部を衝撃波として通り抜けていく。

ところで、陽子同士が衝突するとそこに電子が生じる可能性を指摘した。

エネルギーの高いニュートリノが陽子に突入すると水玉に水滴が落ちたときのように、まず、陽子の表面が裏返って電子ができる。次に陽子からニュートリノが出ていくときに陽子の一部を引きずっていく。陽電子ができる。陽電子は反発力で飛び去るが、陽子内部に出来た電子は表面に移動して、原子核のほかの陽子をひきつけて結合する。

陽子同士を衝突させると中性子が発生する。
偏極陽子と原子核の衝突反応で大きな左右非対称性を発見

wikipediaの中性子の発見では、核内電子説は、いくつかの実験、仮説から排除されたと書かれている。電気的地球科学では、SEAM―静的電子原子模型を主張しているが、SEAMの観点から、核内電子説が排除された理由を見てみよう。

Ralph Kronigは、1926年に、観測された原子スペクトルの超微細構造が、陽子-電子の仮説と矛盾していることを指摘しました。この構造は、軌道を回る電子のダイナミクスに対する核の影響によって引き起こされます。想定される「核電子」の磁気モーメントは、ゼーマン効果と同様の超微細なスペクトル線分裂を生じるはずですが、そのような効果は観察されませんでした。[39] [8]：34 それはまるで電子が核内にあるときに磁気モーメントが消えたように見えた。

原子核内部は陽子と陽子が電子（中間子）により結合されていると考えられる。ゼーマン効果は、小さな半径を周回する電子軌道が揃うことで生じる、励起エネルギーの差だ。核内電子は固定されているので、ゼーマン効果は生じない。

1929年のフランコラセッティによる分子のエネルギーレベルの観測は、陽子電子仮説から予想される核スピンと矛盾していました。[8]：35 [40]二窒素（14 N 2）の分子ラマン分光法は、偶数の回転レベルからの遷移が奇数レベルからの遷移よりも強いことを示したため、偶数レベルがより多く存在します。[1]量子力学とによるパウリ排他原理のスピン14の N核の整数倍ことであるHは（プランク定数を減らした）。[41] [42]しかし、陽子と電子の両方が1/2固有スピン搬送 時間、及び±半スピンの奇数（14個のプロトン+ 7つの電子= 21）を配置する方法がない 時間であるスピンを与えることが整数倍ħ。

これも、核内電子はスピンしないので、当てはまらない。

クラインのパラドックス、[43]によって発見オスカル・クライン 1928年には、核内に閉じ込められた電子の概念にさらに量子力学的異議を提示します。[39]ディラック方程式から導かれたこの明確で正確なパラドックスは、ポテンシャル障壁に近づく高エネルギー電子が障壁を通過する確率が高いことを示した。どうやら、電子はポテンシャル井戸によって核内に閉じ込められなかったようです。このパラドックスの意味は、当時激しく議論されていました。[39]

核内電子は陽子の一部に食い込んで陽子同士を結合しているので、エネルギーが高くても原子核外に出て行くことはない。

1930年頃までに、原子核の陽子-電子モデルを量子力学のハイゼンベルグ不確実性関係と調和させることは困難であると一般に認識されていました。[39] [1] ：299この関係、Δ X ⋅Δ P ≥半Hは、領域に閉じ込められた電子は原子核のサイズが有することを意味期待 10~100メガ電子ボルトの運動エネルギーを。[1] [44] [45]このエネルギーは、核から放出されるベータ粒子の観測エネルギーよりも大きい。[1]予想される電子エネルギーは、核子の結合エネルギーよりも大きく、アストンなどは核子あたり9 MeV未満であることを示しました。[46]

どうやら電子は運動エネルギーを持つことで、エネルギーつまり電圧が高くなると考えていたようだ。電気的地球科学では、電圧は電子の大きさであると主張している。大きさが変化することで、パイ中間子、ミュー粒子、電子などに変化する。

核内電子説は、スピンに対する理解、固定された電子、電子のエネルギー変化に対する解釈の違いから、排除されたと考えられる。とくに電子の持つ電圧が変わることで、電子の大きさが変化するという現象が認められていなかったことが大きいのではないか。現在でも電子の大きさについてはほとんど言及されていない。量子力学が袋小路に入っていった時期と過程が明らかになったと思う。これがはっきりすれば、量子力学を脱構築することが可能になるといえる。