PDF 湯川秀樹と日本の理論物理 - Tokai University

湯川秀樹と日本の理論物理

有馬朗人

１ 湯川秀樹先生は敗戦後の日本人、

特に若者を元気づけた

２ 湯川秀樹先生は、日本の基礎科学研究に 新しい体制を創った

ー大学共同利用研究所

３

20

世紀の理論物理学の発展

日本人の活躍 特に湯川秀樹について

１ 湯川秀樹先生のノーベル賞受賞は 敗戦後の日本人を励ました

特に若者を励ました

もう一人古橋広之進も 400 ｍ、 800 ｍと

1500 ｍで世界記録 1949

毎日新聞社提供

毎日新聞社提供

出典：TIMEｱｰｶｲｳﾞｽ

出典：毎日新聞の好意による

毎日新聞社提供

２ 湯川秀樹先生は日本の基礎科学研究に 新しい体制を創った

大学共同利用研究所

京都大学基礎物理学研究所

共同利用研究所の第一号

共同利用研の例

宇宙線研究所（スーパー・カミオカンデ）

原子核研究所 物性研究所

KEK

等々

日本の基礎科学・技術の最も重要な推進力 現在活躍している研究者の多くが

共同利用研で育った。

３ ２０世紀の理論物理学の発展

日本人の活躍 特に湯川秀樹の活躍

長岡・ラザフォード・ボーアの模型

One-p + two-p exchange potential

M. Taketani, S. Machida, and S. Onuma:

Prog. Theor. Phys. 7 45 (1952)

Central

Tensor

One-p exchange

Two-p exchange

One-p exchange

Two-p exchange

Tensor Operator

Summary:

Most important parts of the nuclear force

Short

Inter-

mediate

Long range

Tensor force Spin-orbit force Central force

 

^{ }

( 2) ( 2)

12 12 12

0

12 12

( ) , ( )

V

T

r    S  Y     f r

where

 

^{ }

 

( 2) 2 12 ( 2)

12

1 2

12

, spherical harmonics

( ) a function of relative distance r

S s s

Y

f r



 

 



(2) (2) (0) 2

3( ) (

2

) /

S Y r

         

  s r

¹

s r s s

^{1 2}

The deuteron wave function has the form



^{( ) (0)( ) (1) ( ) (2)( ) (1) (1)}



N u r Y r Y



 

 





  

 

 where N is a normalization constant,

u(r)

and are radial wave functions , and are the spin wave functions of the two nucleons:

   

       

 

   

(1)

1 2

1 2 1 2 / 2

1 2

 

    

 



 





(1)

 ( ) r

The quadrupole moment of the deuteron

confirms that the deuteron is not spherical.

This is the best evidence of the tensor force.

observed

OPEP

Deuteron

z-axis

z-axis

+ 0.03×

Deformed rotor

z-axis

= 0

3 ^{2 2}

) 2

(  z  r 

Q

3S₁ state ³D₁ state

0 3 ^{2 2}

) 2

(  z  r 

Q

Tensor force mixes ³S₁ and ³D₁ states

Summary:

Most important parts of the nuclear force

Short

Inter-

mediate

Long range

Tensor force Central force

p

p





 





Spin-orbit force

0 0 . 5

1 1 . 5

1st order C.P.

MEC

2nd order C.P.

Crossing C.P. × MEC

OBS

Magnetic moment of ² 8 ⁰ 3 ⁹ Bi _{1 2 6}

0.79

1.37

1.49

1.05

Ref.： A.Arima, K.Shimizu, W.Bentz, H.Hyuga Adv. Nucl.Phys. 18 (1987) 1.

δ

Most important contributions to the magnetic moment of ²⁰⁹Bi :

(1) first order configuration mixing

=first order core-polarization

 

^{CP }



^CM



(2) one pi-meson exchange current

芯の原子核Pbの表面にスピンの潮汐運動が起る影響

核内のパイオンが持つ電流の影響

Yamazaki, Nagamiya, Nomura and Katou in 1970 confirmed experimentally

g 0.1 for protons and

g 0.09 for neutrons







 

The contribution of pi-meson current is experimentally confirmed.

核内の核子の磁気モーメントへの軌道角運動量の寄与が少し変わる。

電荷が陽子が1,1e^{ぐらいに中性子が}-0,1eぐらいになるように見える

南部陽一郎氏 ^{（日経新聞より）}

南部理論

クオークの色にも赤、黄、青の３つあると考 える。

（本当の色ではなくたとえ）

量子色力学 QCD

自然界の物質は無色であると考える

導体中の 電子の波

超電導体中 の電子の波 クーパー対

自発的対称性の破れ

対補的世界 電子は無限に 広がっている

分布は局所的 にかたまる 自発的対称性 の破れ

読売新聞より

益川敏英氏^{（朝日新聞より）}

小林誠氏^{（朝日新聞より）}

自然法則は、物質と反物質は全く対称的

ビッグバンの直後は従って半分ずつあった。

しかし現実の世界は物質のみ。

どうしてか。

これを説明するためには、

6

種類のクオークが なければならない。

益川、小林の理論

トップ・クオークの存在の予言 それが発見された