#34 Article 554 Posted at 1991/03/31 22:16:03 by MUK (MAP1480) [SCIENCE]
Subject: Re: Re: ふしぎの海のナディア 科学講座 /552 /550
うぐぐ メイプルで物理化学を復習するとは 思わなんだ(^^;) えと、私も物理化学おちこぼれでしたので、あまり解説は正確では ないと思いますが、感覚的にこうでしょうということ らしきことを ちょっと。 量子力学では、粒子の持つエネルギーの値は 連続的に増減しないで、 とびとびの値しか とれないことになっています。この とびとびの エネルギーの階段みたいのを エネルギー準位と言います。 また、粒子の運動を特徴づける、いろいろな量子数という 指標があります。（いろいろな肩書きみたいなものですね） でもって、その粒子のエネルギーの状態を計算するには、 それぞれの量子数に付きまとう 固有関数とハミルトン演算子 というものを用いて、シュレディンガー方程式という 微分方程式を立てまして、それを解いてやれば出てくる訳です。 その方程式の解が場合によっては、重解のことがあります。 これは どういうことかと申しますと、一つのエネルギー準位に ２つ以上の量子数のエネルギーが 重なってしまった ということなのです。こうした状態を 縮退と言う訳です。 みかけは あるエネルギー準位に１０のエネルギーがあったとして、 実はそれは ５のエネルギー２つからなっていた、というような イメージで考えてください。 そいでもって、こうしたミクロな議論をマクロな熱力学に もって行くことは 統計力学という手法を使わなくてはならない のですが、これまた よくわかりませんのでパス。 エントロピーとは 乱雑さのことです。 部屋の中は放っておくと どんどん散らかっていきますね。 整頓された部屋は エントロピーが小さい状態、 ちらかった部屋は エントロピーが大きい状態です。 なにも手を打たないでいると、エントロピーは常に増大する傾向にあります。 エントロピーを減少させるには 外部から手をいれてやる、 すなわちエネルギーを与えてあげなければなりません。 逆の方向だと、実はエネルギーがわずかながら、外部に出ていってるんです。 縮退の状態は、エネルギーが ある準位にあつまっているわけですから、 縮退なしの場合よりも エントロピーは小さいことになります。 ですから、前に述べたような 縮退あり→縮退なしの エントロピー増大過程を 一気に行なえば、外部にエネルギーは 出てくるはずです。 でも 問題は縮退状態をどう作りだすかということで、 これは 絶対零度まで温度を下げないと無理なような気がします。 （本にエントロピーと縮退の関連性は 載ってなくて当然ですね） えと 長々とわけわからんことを述べてまいりましたが、これは 粒子が陽子とか電子の場合でして、扱う粒子が 光子（フォトン）、 重力子（グラビトン）、話題のウィークボソン等、力を伝達する 粒子となってくると、まるで議論が変わってくるような気もします。 もしかしたら、ニューノーチラスのは こちらのタイプかもしれません。 ハードＳＦあたりに なにか「縮退炉」みたいなことが 載って ないですかねー なんか間違いがありそうだなー でも 「トップをねらえ！」のあらすじよりは 本当のことだぉ たぶん。 結局よくわからん（笑） MUK