電子散乱法により陽子半径を高精度に測定――陽子半径問題に決着か

米国ジェファーソン研究所のPRadコラボレーションは、電子散乱によって陽子のサイズを測定する新たな手法を用いて、陽子半径の新しい値を得たと発表した。その値は0.831フェトムメートル（fm）であり、以前の電子散乱値0.88fmよりも小さく、最新のミュー粒子原子分光法の結果と一致している。

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現在、同研究グループは、この結果を陽子半径の新しい分光測定や、世界中で行われている今後の電子およびミュー粒子散乱測定と比較することを期待している。https://engineer.fabcross.jp/archeive/191214_proton-radius-puzzle.html

こういう記事を見て、電子散乱でも小さかったのが確認できて、問題解決したと思う読者もいるのだろう。

でも記事の最後で、電子やミューオンの散乱実験が必要とも書いている。

ん？なんだ？ってことで、解説しよう。

私たちは東北大学電子光理学研究センターの （古い）低エネルギー電子直線加速器の特徴を最 大限に利用した電子・陽子弾性散乱実験により， 電子散乱としては最も信頼度の高い陽子電荷半径 の決定を目指している．これは電子・陽子弾性散 乱としては史上最低エネルギーでの実験であり， 米国・JLAB などの（高エネルギー）最先端電子加 速器では実施不可能な研究であることを強調した い．https://www.pasj.jp/kaishi/cgi-bin/kasokuki.cgi?articles%2F15%2Fp052-059.pdf#search='Proton+Radius+Puzzle'

要は、相対速度が大きい状態で、散乱させてその散乱角の測定精度を増して、小さくなった陽子半径に合わせた。

ともいえる。

そもそも論として、静止してない陽子や電子やミューオンの半径は変わるということを考慮されてない。

固有時の変化により、物の大きさも同期して変化するのが慣性系の新しい定義だから、ローレンツではなくアインシュタインだったのではないのか？

^ローレンツの理論では物体が実際に収縮するとみなすので、運動する物体が一律に収縮するならば、「長さ」の基準となるものさしさえも収縮してしまい、結果として収縮は観測されない為検証不能となる。一方、特殊相対性理論では実際に収縮するのではなく、同時である状態が座標系によって異なる（位置のみならず運動状態によっても同時性が異なる）ため収縮して観測されるとされる。特殊相対性理論においては普遍定数である光速をものさしとして「長さ」が再定義されており、上述した検証不能性の問題は生じない。https://ja.wikipedia.org/wiki/特殊相対性理論

このローレンツの収縮は観測されないというのは、膨張宇宙の

https://blog.goo.ne.jp/s_hyama/e/5ca836e8e1a882e8826b8e0a478c16f6に

に似てて、同じような議論を宇宙論的赤方偏移の物体の収縮に対しても、古典的固定概念で繰り返しているだけです。

 

参考

The electric and magnetic form factors of the proton https://arxiv.org/abs/1307.6227

 

 

 

後退速度、前進速度

天文学辞典では、後退速度を

宇宙論的赤方偏移を、その天体がわれわれから遠ざかる相対運動によって生じたものであると解釈して計算した速度。宇宙論的赤方偏移は宇宙膨張による空間の伸びが原因であり、相対運動による解釈は便宜上のものである。http://astro-dic.jp/recession-velocity/

と書いてあるのだが、

宇宙論的赤方偏移を、過去の天体が現在の我々から遠ざかる相対運動によって生じたものであると解釈して計算した速度。宇宙論的赤方偏移が宇宙膨張による空間の伸びによる解釈は便宜上のものである。

が正しいように考える。

過去←現在←未来・・・後退速度(物体の相対運動)

過去→現在→未来・・・前進速度(宇宙論的赤方偏移)

つまり時の矢に対して正方向が前進、逆方向が後退

この宇宙論的赤方偏移と、その原因が空間の伸びかどうかは、別の話である。

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プラズマ宇宙論を用いると、直接観測できない正体不明のダークマターの存在を無理に仮定しなくても、銀河の回転曲線問題などを綺麗に説明できる。またこの理論はビッグバンの存在を否定する。しかし宇宙マイクロ波背景放射に関する観測事実を上手く説明できないことや、ビッグバン仮説を裏付ける多くの観測事実が存在するため、現在ではあまり議論の俎上に登らない理論である^{[注釈 1]}。 

ビッグバン直後の均質な宇宙において初期揺らぎから最初に銀河が生まれ、発生した銀河が規模と数を増しつつ宇宙へ拡散し、銀河団、超銀河団、宇宙の大規模構造へと進化したとするボトムアップ説を採用するビッグバン仮説では比較的初期の宇宙（現在から100億年前、宇宙誕生から38億年後）にヘルクレス座・かんむり座グレートウォールのような全長100億光年にも達する超巨大な構造が形成されるに至ったメカニズムが理論の修正なくして説明不能である^[13]。逆に比較的初期の宇宙に100億光年に達する巨大構造が形成されていたという事実は大規模構造となる巨大なガスのかたまりが最初に生まれ、その次に超銀河団のもととなる塊が分裂し、銀河団、個々の銀河へとスケールダウンするように小さい構造が作られたとするトップダウン説を採るプラズマ宇宙論に有利な観測結果と言える　https://ja.wikipedia.org/wiki/暗黒物質

なにせ遠くの過去の天体をみているのだから・・・

宇宙論的物体の収縮なら、このスケールダウンに対して、オールバースのパラドックスや宇宙マイクロ波背景放射に対しても説明可能なので、問題はダークエネルギーやダークマターを標準とするビッグバンモデルとプラズマ宇宙論間にある。

時間が遅れるというより、運動の本質は時間の消費

一方向へ運動エネルギーを加える古典的運動もあるが、
等方向に静止エネルギーを運動エネルギーに変えて
自由落下する運動が、膨張宇宙での運動
どちらにしても、全方向に長さが収縮し、位置関係や距離の変化があることが運動の定義だ

d(wτ)^2 = d(cτ)^2 ±dx^2 ±dy^2 ±dz^2

このーは過去から今もしくは今から未来で、波動速度ｗ^2＝光速度ｃ^2 ー前進速度ｖ^2
この＋は未来から今もしくは今から過去で、波動速度ｗ^2＝光速度ｃ^2 ＋後退速度ｖ^2
固有時τは、今の観測者の時間から見た宇宙年齢138憶年？だから

d(cτ)^2 = d(wτ)^2 -dx^2 -dy^2 -dz^2

距離x,y,zはー、つまり収縮した観測者からみると、今の光速度は一定ということになります。