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はてなキーワード: ラグランジアンとは

2019-10-19

anond:20191019001508

ワザとツッコミ待ちしてんのか…

そもそも非平衡熱力学統計力学が未解決問題だらけな時点で何個とか決まらんし

それに何でシュレーディンガー方程式からスタートすんだよ場の量子論がより一般的な話なんだから向きが逆だろ

ていうかよく見たら力学おかしい、ラグランジアン存在変分原理のほうが本質的なんだからやっぱり向きが逆だろ

2014-12-25

[]ヒッグス粒子発見をなぜ研究者は喜んだのか?

これは 物理学 Advent Calendar 2014記事です。

僕は blog を持っていないので はてな匿名ダイアリー をお借りします。

この記事について

床屋ヒッグス粒子について質問されたのがきっかけです。

しばらく話すうちにおじさんが知りたいのは『ヒッグス粒子のもの』ではなく

『なぜ研究者ヒッグス粒子発見に大騒ぎしたのか?』なのではないかと気が付きました。

発見当時いろいろな記事が出たけれど、

ヒッグス機構ワインバーグ・サラム理論解説はあっても

研究者ヒッグス発見に大騒ぎした理由はあまり説明されてなかった気がします。(僕が見逃しただけかもしれません)

なのでちょっと書いてみようというのがこの記事です。今更な話ですみません

床屋での世間話的ないいかげんな話です。あまり中身はありません。

普段はてなを見ている人なら全部知っている内容かもしれません。あまり期待しないで読んでください。

(あと間違いがあったらすみません

なんでヒッグス粒子発見を喜んだの?

これから物理の基礎理論が大発展する(かもしれない)からです。

理論ってなんだろう?

誤解を招きやすいのでちょっと説明します。

場の理論を聞いたことはあるでしょうか? 量子力学相対論+多粒子系 に拡張したものです。

古典力学量子力学場の理論

これらは例えるならばプログラム言語です。

古典力学量子力学の、量子力学場の理論の、近似的な理論といえます

RubyC言語記述されているように、量子力学は(原理的には)場の理論記述できるべきものです。

C言語が正しくて Ruby が「間違っている」という訳ではないように

場の理論が正しくて量子力学が「間違っている」訳ではありません。ただ、適用できる範囲が違うのです。

さて、量子力学場の理論プログラム言語だとしたら、コードは何でしょうか?

実は「ラグランジアン」と呼ばれているものがそれに相当します。

ややこしいのですが「ラグランジアン」も理論と呼ばれています

素粒子理論研究者が「理論を作る/改良する」と言ったら、それは大体ラグランジアンの改良を指しています。 (注[1])

世界の全てを記述するコード

素粒子理論研究者は、世界のあらゆるもの記述できるラグランジアンをつくろうとしています

[これ]が場の理論で書かれたラグランジアン標準理論と呼ばれているものです。(ごめんね。良い画像が見つからなかった。)

僕たちの世界現在わかっている ”ほとんど” 全てを説明することができます

世界の全てを記述するコードがこんなにシンプルなんて結構びっくりでしょう? そんなことない?

(まぁちょっと省略してかいたみたいなんだけど・・)

ちなみに一番下の項がヒッグスです。

なんでヒッグス粒子発見を喜んだの?

ちょっと歴史的な話をしなければなりません。

これまで研究者達は理論の予想と実験結果の違いをヒントに理論修正してきました。

(この辺はコードバグ取りと似ているでしょうか?)

ところが困った事が起こりました。

標準理論は「実験結果と合いすぎる」のです。

実験結果と全部合うなら標準理論完璧理論なのか? ・・というとそうではありません。

多くの研究者現在標準理論はまだ不完全であると考えています

まず重力がうまく扱えません。それどころか様々な理由から場の理論のものが、より基礎的な理論有効理論(近似的な理論)ではないかと今では考えられています

理論は不完全なことが分かっているのに、修正するヒントがなくなってしまったという訳です。

そんなわけで標準理論はここ40年ほどあまり変わっていません。

(全くということはないですが。ニュートリノ振動とか)

こんな中、標準理論で唯一まだ発見されていないのがヒッグス粒子だったのです。

ヒッグス粒子発見されてその質量が決まるだけでも大きなヒントになるというわけです。

なぜ研究者ヒッグス粒子発見に歓喜したか

それはようやく標準理論バグ取りが可能になるから。実に40年ぶりに。

まりヒッグス粒子研究者にとって最後希望とかそういう・・いや、最後でもないか。

まだLHC発見してほしいもはいろいろあります。(超対称性粒子とか・・。)

注釈

[1] 場の理論量子力学修正ではなく、ラグランジアン修正です。 

  皆さんも自分のつくったプログラムバグがあったら C言語バグではなく、まずは自分の書いたコードバグを疑いますよね? つまりそういうことです。

最後

物理学 Advent Calendar 2014 を立ち上げ管理してくださった id:tanaka733 さん、 id:aetos382 さんに感謝します。

皆さんの記事を楽しませていただきました。飛び入り参加すみません

また、増田の皆様。場所勝手に借りてすみません

お目汚しすみませんでした。

メリークリスマス。良い夢を。

追記

id:allthereiznika わかりやすかった。出来れば参考ページ・書籍も示してくれるともっと良かった。

一般向けの解説書は僕はよく知らないのですが

ヒッグスを超えて | 日経サイエンス

こんなのが出るみたいですね。目次を読む限り良さそうです。

Chapter1 がヒッグス粒子解説

Chapter2 が標準理論の破れの話ですが、どうも最近話題が入っているようなのでちょっと差し引いて読んでください。

Chapter3 が標準理論の改良の話(超対称性理論etc) 。 それから上でちょっとでてきましたが、

    「場の理論自体がより基本的理論有効理論であると思われています。(より基本的言語・・アセンブリ言語とでも例えるべきでしょうか?)

     その候補のひとつが「弦理論」です。その辺りの解説もされているようです。(余剰次元超弦理論etc

2010-01-27

http://anond.hatelabo.jp/20100127171045

現代的には各冊に主題の抜けがあるが,物理学の各分野の一冊目として良いと思う.例えば,力学では,他の古典力学教科書位相力学の分野の本が必要になるかもしれないが,体系として「古典力学ラグランジアン定義されたとき最小作用の原理から粒子の軌跡と運動量が決定される」「時間空間の等質性からエネルギー保存・運動量保存・角運動量保存が導かれる」,というような理解が簡明.各分野の体系の記述が優れていると思う.

2008-04-13

http://anond.hatelabo.jp/20080413225222

むしろ物理系の人の方がよっぽど簡単に入っていけるように思いますが。おそらくパターン認識とかデータマイニングとかそういう分野の方だと思いますが、物理やってた人は多いですよ。物理の人は統計力学やってるから色々計算方法のノウハウもわかってるし、エントロピーをはじめ、統計量を「物理量」として具体的なイメージと共に体でわかってるからとても強いと思うんですけれど。

特に変分法なんて、汎関数は全部(相対)エントロピーラグランジアンのどちらかに決まってるんですから。

 
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