一電子宇宙

一電子宇宙

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Wikipedia、フリー百科事典より

一電子宇宙（いちでんしうちゅう、one-electron universe）とは、すべての電子と陽電子が、実際には時間を行き来する単一の実体の現れであるという仮説です。この仮説は、理論物理学者のジョン・ホイーラーが1940年春にリチャード・ファインマンへの電話で提案したものです。同様の「対消滅のジグザグ世界線記述」は、同時期にE・C・G・シュテュッケルベルクによって独立に考案されました。[1]

概要

この考えは、すべての電子が時空上に描く世界線に基づいています。ホイーラーは、無数の世界線があるのではなく、それらすべてが、一つの電子によって描かれる巨大に絡み合った結び目のような、単一の線の一部である可能性を示唆しました。時間の任意の瞬間は時空のスライスで表され、その結び目線と多くの点で交差します。各交差点は、その瞬間の実在する電子を表します。

その点において、世界線の半分は時間前方に向かい、半分はループして時間後方に向かいます。ホイーラーは、これらの後方に向かう部分が、電子の反粒子である陽電子として現れると示唆しました。

観測されている電子の数は陽電子よりもはるかに多く、電子は陽電子を大きく上回ると考えられています。ファインマンによれば、彼はこの問題をホイーラーに提起し、ホイーラーは失われた陽電子が陽子の中に隠されているのではないかと推測しました。[2]

ファインマンは、反粒子が逆向きの世界線で表されるというホイーラーの洞察に衝撃を受け、これをホイーラーの手柄とし、ノーベル賞受賞講演で次のように述べています。

ある日、プリンストン高等研究所にいた私にホイーラー教授から電話がかかってきました。彼はこう言いました。「ファインマン、なぜすべての電子が同じ電荷と質量を持つのかわかったよ」「なぜかね？」「なぜなら、それらはすべて同じ電子だからだよ！」(...) 私は、すべての電子が同じであるという考えを、陽電子が過去から未来へ向かう電子として、その世界線の後方部分で単純に表されるという観察ほど真剣には受け止めませんでした。それは、私が盗んだのです！[2]

ファインマンは後に、1949年の論文「The Theory of Positrons」で、陽電子を時間逆行する電子として解釈することを提案しました。[3] 後に南部陽一郎はこれを、粒子・反粒子対のすべての生成と消滅に適用し、「時折起こる対の最終的な生成と消滅は、生成でも消滅でもなく、単に粒子が過去から未来、または未来から過去へと移動する方向の変化にすぎない」と述べました。[4]

関連項目

• エディントン数
• 同一粒子
• 逆因果性
• T対称性

参考文献

1. ↑ Silvan S. Schweber, QED and the Men Who Made It, p. 388, Princeton University Press, 1994, ISBN 0691033277.
2. 1 2 Richard Feynman (11 December 1965). "Nobel Lecture". Nobel Foundation.
3. ↑ Feynman, Richard (1949). "The Theory of Positrons" (PDF). Physical Review. 76 (6): 749–759. Bibcode:1949PhRv...76..749F. doi:10.1103/PhysRev.76.749. S2CID 120117564.
4. ↑ Nambu, Yoichiro (1950). "The Use of the Proper Time in Quantum Electrodynamics I". Progress of Theoretical Physics. 5 (1): 82–94. Bibcode:1950PThPh...5...82N. doi:10.1143/PTP/5.1.82.

外部リンク

• O'Dowd, Matt (August 10, 2017). "The One-Electron Universe". PBS Space Time. Archived from the original on 2021-12-22 – via YouTube.