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湯川秀樹博士は原子核の中で核子を結合させる粒子とし て質量のあるパイ中間子を考...

swa********さん

2015/6/809:13:14

湯川秀樹博士は原子核の中で核子を結合させる粒子とし て質量のあるパイ中間子を考えた。質量があるので、パイ中間子 が発生している間はエネルギーの保存則を破っている。核子の間
隔を1fm(=1

0-15m)とする。パイ中間子は光速で核子間を飛ぶとす る。エネルギーと時間の不確定定理を使って、パイ中間子の質量
を予言せよ。

この問題が分かりません。
過程も含めて答えをお願いします。

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ベストアンサーに選ばれた回答

nbr********さん

2015/6/1415:48:51

[swatsgtj_6906SI]

核子間距離をl, 光速をc,パイオンの質量をm,プランク定数をhとする.
パイオン交換に要する時間はl/c程度.
パイオンの質量エネルギーはmc^2
不確定関係から,これだけのエネルギーが非保存できる時間はh/(mc^2)程度.
ゆえにl/c~h/(mc^2)
これから,m~h/(lc)
右辺に数値を代入して計算すればよい.

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ベストアンサー以外の回答

1〜1件/1件中

nak********さん

2015/6/1421:35:56

先の回答者 nbr32nknshさん の最後の式
を補足しましょう。

質量 m ~ h/(l*c) の右辺に値を代入する。

h = 6.6*10^(-34) J・s (ジュール・秒),

l = 1 fm = 1*10^(-15) (メートル),

c = 3*10^8 (メートル/秒)。

m ~ 2.2 * 10^(-27) [ジュール・秒/キログラム]

= 2.2 *10(-27) kg。
さて、
電子質量 = 9*10^(-31) kg,
陽子質量 = 1.7*10^ (-27) kg であるから、

それらの中間程度の質量の粒子(中間子)と考えられた。

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