| 研究課題/領域番号 |
24340043
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
石川 健三 北海道大学, -, 名誉教授 (90159690)
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| 研究分担者 |
鈴木 久男 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (20192619)
矢吹 哲夫 酪農学園大学, 農学生命科学部, 教授 (50275484)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 素粒子論 |
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| 研究実績の概要 |
ニュートリノの干渉・回折の理論的な解明がほぼ完了した。本研究で先ず、量子力学の遷移確率に対して、今まで使われた近似の妥当性を検討し、大きな補正項が伴うことを見つけた。補正項を含む全確率により決定される自然現象には、今まで存在しないとみられた現象や性質・効果が多々あり特に小さな質量の粒子で顕著である。
量子力学の遷移確率の厳密形から導かれる新たな自然現象、特にニュートリノと光が関与した素粒子標準理論における特異な物理が解明された。始・終状態の時間間隔Ｔの一次関数である確率、“P=\Gamma T+P{d}”で、P{d}は筆者たちにより最近初めて計算され“フェルミの黄金律”で計算される\Gammaとは異なる起源と性質を持つため、新たな効果・現象を引き起こす。大きなP{d}の代表例として、小さな質量をもつニュートリノと光が関連する標準理論では存在しないとされていた現象が、予言された。ここでは、全微分形の相互作用が、運動方程式には影響を与えずランダウ・ヤンの定理で\Gammaが零である現象で、波動関数を変え有限なP{d}による遷移を引き起こす。P{d}は、運動方程式の初期・境界条件として物理現象に大きな寄与を与え、光子―ニュートリノが関与する電場・磁場中での崩壊や散乱現象で、今までの常識を覆す新現象を導くと共に、今までのパズルの解明を可能にした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
当初の研究の目的は、９０％以上達成した。
１．ニュートリノの干渉・回折について、起源が量子力学の基本方程式であるシュレイデインガー方程式で記述される波動にあり、また波動の重なりが特異な性質を発現させることが判明した。
２．１の結果、ニュートリノが関与する遷移の振幅並びに確率Pで、今まで常識的に使われた項\Gamma Tに本研究で新たに計算された項P{d}が加わり、Ｐ＝\Gamma T+P{d}となる。\Gamma は、粒子的な性質をあらわし、P{d}は、波動的な性質を表す。粒子と波動を統一した量子論の特徴は、両項からなる遷移確率にあることが判明した。
３．全確率が、自然現象を決定し、実験の解析に使われる。今まで相互矛盾と見えたＬＳＮＤ実験等と他の実験が無矛盾であることが初めて示され、またニュートリノの質量の絶対値の新たな測定法が示された。
４．ニュートリノと光の波としての重なり効果が、新たな現象を引き起こし、自然現象で重要な役割を果たすことが示された。
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| 今後の研究の推進方策 |
研究で解明された事柄は、量子力学の結果を基本的に修正するものであり、当初予定したニュートリノ実験だけに関与するのでなく幅広い自然現象に関わっていることが判明した。ニュートリノの効果が、今まで考えられた範囲を超えて波及していると共に、ニュートリノの関連しない電磁遷移においても同様な効果が広範囲にわたる自然現象に新たな効果を引き起こすことが分かった。これらは、波の重なりに起源をもち”フェルミの黄金律”の補正として発現し、量子力学を適用する際の見直しを迫る基本的な問題でもある。これを使い、太陽のコロナ形成起源、素粒子・原子核・原子・分子等の放射、並びに大気、電離層での効果等を含む広い範囲における量子効果を解明する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
今年度は、当初の予定より早く研究が進展した。このため、予定していた研究を仕上げることや、より広い範囲への拡大をおこなうため、会議への出席を最小限に控えてきた。現在新たに拡充した分野での研究を推進すると共に、成果の発表を準備している。完成次第、国内外での会議や、研究会で発表する予定である。また次年度が最終年度であるため、雇用のための経費は、当初少なく見積もれられている。これらに鑑み、次年度使用額が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
１．国際会議、研究会における発表のための旅費、滞在費として使用。
２．研究支援者に支払う経費、謝金の支払い。
３．その他諸経費としての支払い。
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