質問: 重力子から引力が生まれる仕組みを説明するのに、氷の上に二人の人がいて背中合わせでブーメランを投げ合って受け取っているうちにだんだんその勢いで下がっていきそして二人が近づく、これが引力になるというのを読
回答: 離れた場所にもかかわらず力が伝わるのは、 力を伝える粒子「ゲージ粒子」というものが存在し、 それが伝えていると考えます。 電磁気力はフォトン(光子)、重力はグラビトン(重力子)が ゲージ粒子に当たります。 電荷を有する粒子が ゲージ粒子のフォトンを交換する事により電磁気力が生まれ、 質量を有する粒子が ゲージ粒子であるグラビトンを交換する事により重力が生まれる、 となります。 電荷を有する粒子・質量を有する粒子はお互いに (ゲージ粒子を介し)相互作用するという意味なのですが、 状態を分かり易く説明する為、 時に、ゲージ粒子の「キャッチボール」などと説明することがあります。 背中合わせのブラーメンはあまり聞いたことがないのですが、 宇宙でキャッチボールをすると互いが離れてしまう、 引力ではなく疎力が生じてしまう!理屈に合わず変だ? と考えての事だと推測します。 粒子の交換によって力が伝えられるというのは、 あくまで話をわかりやすくするための便宜的表現であって、 実際には、場が力を伝えていると言った方が正確です。 2つの素粒子の間に作用する力を計算する場合、 場の量子揺らぎを求めなければなりませんが、 こうした計算は実際問題として不可能です。 そこで、量子揺らぎは充分に小さいものと仮定し、 相互作用していないときの基本的な共鳴パターンを使って 摂動論的に計算するのが一般的です。 相互作用していないときの基本的な共鳴パターンは、 自由に動き回る1個の粒子のように振舞います。 力を計算するときには、あたかも1個の粒子が 一方から他方へと飛んでいくかのような過程を調べることになります。