01s2001: 陽電子が存在するそうなのですが, なぜ, 原子は, 陽子と陰電子から成り 立つようになったのですか。全く逆で, 陽子が陰子で電子が陽電子の原子は存在しない んですか。
M: 宇宙の成立の根源に関する問題で, 研究が進められているところですね。現在の ところある種の対称性の破れとかいうもののせいということになっていたと思います。 反陽子と陽電子からなる反物質については, 最近 *反水素* の合成に成功したとの話を 聞きました。
01s2002: 理工の先生は, OS にマッキントッシュを入れている方が多いと聞いたの ですが, これからパソコンを新調するにあたって, おすすめのパソコンなど, ありますか ?
M: 寡聞にして私はそういう話を聞いたことはありません。またおすすめはありま せん。用途とスキルと資金によってふさわしいモノはまちまちでしょう。
01s2006: タイムマシンについてどう思いますか ?
M: 2002 年夏の映画は見逃したので, なんとも言えません。Wells の小説については, SF の古典だとは思いますが, ストーリー展開などにあまり面白味はありませんね。 まあ「ワン・アイデア・ストーリー」というところでしょうか。
01s2019: 水素原子の基底状態の P(r) は \frac{4}{a_0^3} r^2 e^{-2r/a_0} (式は TeX 表記) であるが, ボーア模型では, 電子は固定された核のまわりを 半径 r の円軌道でまわっているので結果が異なるとあったのですが, ボーア模型での P(r) はどうなるのですか。
M: 電子が円軌道をめぐるというもっとも単純なボーア模型では, 半径 r = a_0 の 円軌道な訳なので, その半径で確率が 1 でその他の半径で確率が 0 ということに なるでしょう。方位量子数 l (エル) まで考慮した楕円軌道で表現する場合には, もう少し込み入ったことになると思いますが。
01s2027: わからないところをかかないと評価はどうなりますか。
M: 質問の意図がとれません。わからない所は書けないのでは ?
01s2031: 光子を箱の中に閉じ込めることは可能なのか
M: 単純に考えれば鏡張りの箱などはどうでしょうか。もう少しちゃんと考えると, 黒体輻射の説明で「熱せられた空洞」が出てきますが, これなどは空洞中が光で充満 しているといえるのでは。あるいはレーザーでは両端を鏡で閉じた空洞中に光を往復 させて発振させますね。
01s2032: 参考書で, 2 原子 He 分子が最近作られたと見たのですが, これは, どの ようにして, 作られているのですか。
M: He_2 についてのその記述は見たことがありませんが, ある条件下では希ガス元素の 化合物を作ることができています。たとえば XeCl は基底状態では存在しませんが, 電子励起状態では準安定に存在します。
01s2034: 電磁波は, その周囲の環境 (温度や風など) によって到達する方向や距離に 影響を受けるのですか ?
M: 波は, その伝える媒体が変化すれば, 伝わり方に影響を受けるのは当然と思い ます。温度により空気の密度が変化すれば, 蜃気楼が見えたりするでしょう。
01s2035: 分子の軌道は厳密に求められますか
M: 系によるでしょうが, ほとんど無理だと思います。かなり良いところまでは 行くかもしれません。
01s2041: ラプラシアンは三つの二階導関数の和に対する便利な記号という定義は 三次元の運動だけにあてはまるものですか ?
M: 今日の問題では, 二次元の系におけるラプラシアンを扱いました。また例えば 二粒子の系では, 波動関数は粒子 1 の座標 (x_1, y_1, z_1) と粒子 2 の 座標 (x_2, y_2, z_2) を含むので六次元の問題であると言っても良いでしょう。 すなわちハミルトニアンに含まれるラプラシアンは六次元ということになります。
01s2047: なぜ人間は原子・電子の存在を知ったのですか ?
M: 科学史の本を見てください。人類の叡知がどうやって築かれてきたのかに 感動しませんか ?
01s2051: 最近騒がれている木炭等のマイナスイオンは全て間違いなのですか ? 理論と実測の境界線はどこからですか ? なぜ重力は量子力学で表わされていないのですか ?
M: (マイナスイオンについて) そこで言っている ``マイナスイオン'' の正体は何か, 通常の化学的な意味のマイナスイオンか, 本当に発生しているのか, どのくらいの量が 発生しているのか, どうやって確かめたのか, などがマイナスイオンの存在そのものに 関する疑問です。そしてこれらがクリアされたとしても, 問題の物質が体に良いか どうかは, また別な問題です。ちまたで言われていることに対して, 上記のような 観点から正誤を *自分で* 判断してみましょう。
(理論と実測) 明らかに全く違うものだと思いますが。言葉の意味がわからなければ 辞書で調べてはいかがでしょうか。
(重力と量子論) 重力の理論とは一般相対論であり, 量子論は相対論と馴染ませるのが 難しく, いまだ完全には出来ていないようです。また現在の理論の正当性も, 例えば 重力波の検出といった実験による検証待ちの要素があるようです。
01s2059: 火とは何なのですか ? 光子の集まりか何かですか ?
M: 現代的な説明はあるのかもしれませんが, まずは古典としてファラデーの 「ロウソクの科学」を読んでみましょう。
01s2063: エーレンフェルトの定理で, 粒子の位置決定に相当程度の誤差を許せば, 古典力学の運動と一致するとあるが, 誤差を用いれば, 波束を考える時に, 古典力学の 方で考えてもいいということですか ?
M: エーレンフェストの定理の事でしょうか ? ここでの誤差とは測定誤差の意味で しょうか ? この定理の話に誤差を持ち出す意味がわからないのですが ? 量子力学がニュートン力学を含むのですから, 量子論で扱うべき波束を, (部分でしか ない不完全な) 古典力学で扱ってよいわけではありません。
01s2070: 演算子の関係の計算のとき, 関数を作用させていなくてもよいのか。
M: だめです。
01s2071: なぜマイナスイオンが体によくて, プラスイオンが体にわるいのか
M: わかりません。私はそんな主張をしていません。そう主張する本人に聞いて ください。後学のために結果を教えてくださいね。
01s2073: シュレディンガー方程式を解くことでしか, 粒子の挙動は調べられないんで しょうか ?
M: 密度汎関数法というものもあり, そこでは波動関数ではなくて電子密度が基本に なっています。しかし式の形式や解き方は (今のところ) ほとんど同じです。
01s2074: ある命題を証明する時, どこまでを既知とし, どこからが説明の必要が あるのかをどう区別するのか ?
M: 一般解は無いと思われます。説明する相手にのレベルに合わせるのが吉かも。
00s2022: トンネル効果についてで, 電子顕微鏡もこの原理を応用しているらしいと 聞いたのですが, これは車とガレージにたとえると, 車が電子でガレージが見たい 物体なのでしょうか ? 見たい物体を電子が通り抜けてしまったら, 見れないと思うの ですが。
M: 観察対象の物体の部分によって電子が透過する程度が異なれば, そういう画像が えられますね。しかしトンネル効果を応用した顕微鏡とは, 走査型トンネル顕微鏡 (STM) のことでしょう。これは極めて先端の細い針 (原子数個のレベル) を観察したい 物体の極めて近くに (しかし接触させてはいけない) 持っていって, 観察対象物体と 針とのあいだに電圧をかけると, 間の空間を通り抜けてトンネル電流が流れるという ものです。観察対象物体の表面を針でなぞりながら, トンネル電流が一定になるように 物体と針との距離を調節すれば, 表面の凸凹が原子レベルで観測できるという仕組み。
99s2062: 現象を解釈する時ミクロとマクロではどちらの考え方が大事ですか ?
M: 対象とする現象と議論のレベルに依存するでしょう。例えば物質の色について, どの波長の光をどれだけ吸収するかという議論は, マクロな考えかもしれません。 しかしそれを構成分子の構造やエネルギーレベルについて議論するには, ミクロな考え 方になるでしょう。
99s2076: 少し前にジンジャーという乗り物が発表されましたが, 先生は, あの 乗り物を欲しいと思いましたか ? けっこうさわがれましたがいまだに普及してません。 先生はこの普及しない原因は何にあると考えますか。ちなみに値段は忘れましたが すごく高価なものだったような気がします。将来, 歩くことにとってかわる, 日常的 移動手段は, あらわれると思いますか。
M: もう量産されているのでしたっけ ? 高価で供給が不十分なら, なかなか普及は しないと思われます。また性能や使用環境の制限もあるでしょう。 日本ではこのような動力付きの乗り物で公道を走るには, 免許証, ヘルメット着用, 登録ナンバープレートの掲示などが必要なのではないでしょうか ? 動作時間が短くて充電スタンド (電動だっけ ?) が町中になくて, 道路の段差を 乗り越えたり階段が登れなければ不便ですね。例えば弘大の構内もバリアフリーな 環境づくりが進められているようですが, どうしてもちぐはぐな, とってつけたような 所が目について, 本当のバリアフリーにはまだまだだと思います。こんな環境で ジンジャーが効果的に使えると思いますか ? こうして考えると, 二足歩行という移動手段のすばらしさをあらためて認識せざるを えません。