軌道上の電子や原子核を直接見た人はいないし、見ることが出来ません。
これらの状態は、理論物理学＝仮定した数学の方程式から導かれた推測です。
これを電磁波の動きやニュートリノから解説した記事の紹介です。
現在では、軌道電子の分布が計算から求められている。
原子の表面は原子間顕微鏡などで観察することができるが、軌道上の電子の状態を直接見ることはできない。現状でわかっている軌道電子の状態はあくまでシュレディンガー方程式からの推測でしかない。飛び飛びの軌道を持つ電子はどのようなメカニズムを持っているのだろうか？ 2回に分けて説明していこう。
科学史から見た量子力学の間違い③
電磁波の伝わり方
量子跳躍を説明するためにはいくつかのステップを踏む必要がある。まず、電磁波がどのような仕組みで伝わっているかを考えてみる。
現行の電磁気学では電磁波の伝わり方は、磁場と電場が交互に発生しながら進むと説明される。その説明には2種類あって、電場と磁場が同時に直行しながら進む場合と電場と磁場が90度位相をずらしながら進む、とある。どちらが正しいのか？
電磁方程式によれば、
電場の変化→磁場の発生
磁場の変化→電場の発生
なので、文字通り考えると次のような仕組みになる。
つまり、Bのように伝わっている。
しかし、Bは少数で大多数の場合、Aで説明されることが多い。なぜAのような説明が多いかは別の機会にしたいが、ここで電磁方程式が作られた当時の状況を考えてみると、ファラデーが電磁誘導を発見した1831年には、まだ電子の存在が知られていなかったことに気がつく。電磁誘導を電子で説明すると、前に説明した、
磁場の変化→電場の発生
これは間違いで
磁場の変化→電子の移動→電場の変化
これが正しい理解だ。これを電磁波の伝搬に当てはめると、電場の変化は周囲の荷電粒子を少しだけ移動させ、移動した荷電粒子が反対側に電場を放射する、この繰り返しが電磁波の伝わり方になる。この場合、荷電粒子が動くときに磁場が発生するので、電場と磁場が交互に生まれているように見える。
ここで重要な点は、媒質となる粒子と粒子の間は遠隔作用で伝わっているというところだ。遠隔作用と言っても無限大の速さではないことが指摘されている。天文学のトム・ヴァン・フランダーン博士によれば、天文観測の数値から重力の遠隔作用は少なくとも2×10^10c（m/s）であることがわかっている。2×10の10c（光速の200億倍）というのはとんでもなく速いが無限大ではない。おそらく電場の速度も同じ程度であることが予想される。http://www.ldolphin.org/vanFlandern/gravityspeed.html
通常、大気中や太陽系の近傍では膨大な数の電子、イオンが存在する。荷電粒子が電場を受けて反対側に再発生する時間を要するため、秒速30万キロ程度に速度が落ちている。光は液体中では大気中より3分の2程度まで速度が落ちるが、これも液体の密度が気体よりも高いためと考えられる。
これなら場を仮定しなくても電磁波の伝搬を説明できる。遠隔作用は近代科学に反するようだが、天文観測からの予想なので、受け入れざるを得ないだろう。
ニュートリノは電磁波
次にニュートリノについて考えてみよう。中性子がベータ崩壊するとき、何か小さなモノがエネルギーを持ち去っていることから、ニュートリノの存在が予想された。不思議なことだが、ニュートリノは最初から粒子として考えられていた。
1931年に中性子は発見されたが、中性子は陽子と電子の複合粒子であるとの考えがあった。中性子は陽子表面に電子が少し食い込んでいる状態だと考えられる。陽子表面に食い込んでいる電子が離れると陽子表面が元に戻り、微小な電界のパルスが発生する。
ベータ＋崩壊では陽子に電子が結合するときにニュートリノが発生するが、このときも陽子表面が電子の大きさに対応した分だけ凹むー電界のパルスが現れる。発生する電界のパルスは電子の大きさに対応したものなので、非常に短い波長をもつ。また、発生した瞬間に光速で飛び去るのは電磁波であると考えれば矛盾がない。
ニュートリノが崩壊のトリガー
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