ヒッグス粒子ってなあに？---場の相互作用と「力」

以下３つの図は動きません。

　さっきのプログラムで波の二つの山

が、
のように出会った時、

と、まるで「何事もなかったように」通り過ぎたのに気づいたでしょうか？―気づかなかった、という人はもう一度戻ってやってみるか、下の図を見て下さい。

　これは波の持つ「重ねあわせの原理」という性質のおかげで、波と波はぶつかっても互いに知らぬふりして通り過ぎるからです。これが満たされてないと、例えば

あっちからお〜いと呼ばれた声が、こっちからのは〜いという声とぶつかってしまって両方聞こえない

とか、

テレビ局が電波を出しているせいでラジオの電波が邪魔されて届かない

ということが起こることになりますが、そんなことはありません。
　正確に言うと重ねあわせの原理が成立するのは波の方程式が１次式になっている時だけです。

　さっき、我々の体を作っている物質もみんな「場」の作る波のようなものと言いました。もし二つの波が出会っても、「何事もなかったように通り過ぎる」のならば、我々は何も触れません。

　では、我々が何かを「触る」ことができるのはなぜでしょう？？

　ではなぜぶつかるのでしょう？―今我々は素粒子の話をしているので、素粒子レベル（原子レベルよりももっと小さいところを見るようなレベル）で考えましょう。
　実は、原子の大きさはだいたい10^-10m、原子核の半径はだいたい10^-15m、つまり、原子の芯である原子核は、原子全体に比べて10万分の１の大きさです（体積にすると、1000兆分の１！）。
　そう考えると、原子なんて実は「すっかすか」なのです。「どうしてこんなにスカスカなの？」というのもまた、量子力学の面白い問題なのですが…。

　「すっかすか」なのに物体と物体が「ぶつかる」理由は原子がマイナスの電気を持つ電子とプラスの電気を持つ原子核からできていて、互いに電気的な力で反発するから（外側には電子同士がいることに注意）。

　そして、なぜここで電場が伝わっていくかというと、「場」と「場」の間に「相互作用」と呼ばれるエネルギーのやりとりがあるからです。

　これもあくまでイメージですが、黒い場●と紫の場●を考えます。

以下↓の絵は動きません。ごめんなさいm(_ _)m。

　↑のように、●が励起している状態で、●から●へとエネルギーの受け渡し（相互作用）が起こって、

　↑のように、●の振幅が小さくなり、●の振幅が大きくなります。この後二つの励起がまた進行して、

のように進んでいきます。

　こうやってエネルギーのやりとり（相互作用）が起こることが「力を及ぼしあう」ということです。たとえば電子と電子の間の反発力は

電子→電子＋光子

という相互作用により電子Aから光子が発射され、

電子＋光子→電子

という相互作用によって電子Bが光子を受け取る、という現象によって起こります。 間を光子が飛ぶということがなかったら、電子は反発しないし、電子と陽子がひっぱりあうこともありません（ということは原子もできない）。

　「真空」に●がいっぱいあるにもかかわらず、触れない（相互作用でない）理由は、それがもはや最低エネルギー状態であって、他にエネルギーをあげることができないからです（逆はできます！真空にエネルギーを与えれば、粒子が誕生します）。普段真空とエネルギーをやりとしていない私達は「真空は何もないところ」と思ってしまうわけです（実は人間の手から体温による赤外線が出ているのだって一つの相互作用なのですが）。