素粒子物理学での湯川ポテンシャルとは? わかりやすく解説

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素粒子物理学での湯川ポテンシャル

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2021/08/14 18:14 UTC 版)

湯川ポテンシャル」の記事における「素粒子物理学での湯川ポテンシャル」の解説

このポテンシャルは元々、湯川秀樹短距離力である核力説明のために導入したのである1935年)。核力は、核子間でやりとりされる未知粒子によるとし(交換力)、その力を表すポテンシャルの形が湯川ポテンシャルとなる。この場合上記式に相当する核力でのポテンシャルの形は、 − f 2 4 π ℏ c m c 2 1 r / λ e − r / λ = − f 2 4 π 1 λ 1 r / λ e − r / λ = − f 2 4 π 1 r e − r / λ {\displaystyle -{\frac {f^{2}}{4\pi \hbar c}}mc^{2}{\frac {1}{r/\lambda }}e^{-r/\lambda }=-{\frac {f^{2}}{4\pi }}{\frac {1}{\lambda }}{\frac {1}{r/\lambda }}e^{-r/\lambda }=-{\frac {f^{2}}{4\pi }}{\frac {1}{r}}e^{-r/\lambda }} となる。ここで、 κ = 1 λ = m c ℏ {\displaystyle \kappa ={1 \over \lambda }={mc \over {\hbar }}} である。c は真空での光速、 ℏ {\displaystyle \hbar } はディラック定数、mは未知粒子質量である。質量ゼロ光子やりとりによる交換力(つまりクーロン力)によるポテンシャルは、1/rの形であるが、湯川核力短距離力であり上記のような短距離にしか及ばないポテンシャル考え、その交換力を担う粒子有限質量を持つと考えた。そして、その未知粒子質量を、およそ電子200倍の重さ予想した1934年頃)。この未知粒子が、中間子であり、上式でのλ(=1/κ)を中間子コンプトン波長と言う。f は、核子中間子結合定数である。

※この「素粒子物理学での湯川ポテンシャル」の解説は、「湯川ポテンシャル」の解説の一部です。
「素粒子物理学での湯川ポテンシャル」を含む「湯川ポテンシャル」の記事については、「湯川ポテンシャル」の概要を参照ください。

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