昨日一日中ってのは大嘘ですが(大半寝てた)、素粒子調べて考えてましたよー(夢の中でも)。
一日遅れで記事にしようとしたら、今日のニュースではどこもやってない(笑)
週末にまとめられるニュースに向けて知識を蓄えようじゃないか!!
週末の飲み会で披露すれば「なんかわかってる奴」っぷりが発揮できる程度に!!
週末ニュース見ながら普通レベルの中高生の子供に説明すれば「なんかうちの親賢い」と錯覚してもらえる程度に!!
しかし、理系で物理学もいろいろやってきましたが、素粒子物理学難しーっ(><)
にわかで見てわかるもんじゃなかった!!
しっかり知るには半端なく勉強しなきゃならないので、先にも述べたように目標は
「ざっくり今のニュースについていける+ちょっと知識あるっぽい」
感じに知識を仕上げられるようにします。
しっかり勉強して書いてるわけじゃないので間違い指摘大歓迎。
お勉強になるので教えてください。
でも意地悪な感じの質問ツッコミは勘弁してください(T_T)
ツッコまれても答えられないと思います(-ω-)
頭弱いのに勉強しようとした心意気を買っていただければ幸いです。
よし、前置きで弁解は終わった!!
ざっくり勉強しようじゃないか。
①素粒子とは何ぞや
物質を構成する最小単位。
これ以上分解できない粒子。
②素粒子標準モデル(17種類)
テレビでヒッグス粒子のことを
「17種類の素粒子のうち見つかっていなかった最後の素粒子」
と言っていました。
ただ、私が見ていた番組では他の16種類を説明してくれなかった…。
調べるとこれが微妙な感じで…ホントに17種類なのかどうかがイマイチわからず、17種類ならどれなんだ?って感じだったんですが、おそらく以下です。
<素粒子の標準モデル> 17種類
○物質粒子(物質を形成する素粒子)
アップクォーク
チャームクォーク
トップクォーク
ダウンクォーク
ストレンジクォーク
ボトムクォーク
電子ニュートリノ
ミューニュートリノ
タウニュートリノ
電子
ミュー粒子
タウ粒子
○ゲージ粒子(力を伝える素粒子)
光子
ウィークボソン
グルーオン
重力子(未発見)
○ヒッグス粒子(質量の起源となる素粒子)
ヒッグス粒子
なんか素粒子は200種類以上あるとかなんとかかんとか…
標準モデルと言われるのはどうやら上記のようですが…
しかも重力子は未発見じゃねぇか。
よくわからないからこの辺目をつぶりましょう…
200種類なんてもってのほか、上記17種類だって聞き覚えのない言葉で覚えるなんて不可能。
ということで、知ったかぶりするために抑えるべきは電子・光子・ニュートリノ・ヒッグス粒子です(超私的感覚)。
③ざっくり思い出す電子と光子
電子は中学理科で習うのでご存知ですよね。
-1の電荷を持った素粒子です。
原子モデルで登場しましたよね。
光子は高校物理です。
光は波か粒子か…光は波と粒子の二重性を持っている。
光の波=光波、光の粒子=光子。
まぁ、詳しいことは良いんですよ。
光子って名前の通り、光の粒子なんですから。
電子はみんな知ってるし、光子はわかりやすいから入れただけです。
素粒子って言って電子しかあげないとわかってる風にならないじゃないですか(-ω-)
他にも覚えられそうなのあったら覚えてくださいね。
ちゃんと高校から理系選択してた人は他のも聞いたことあったりちゃんと知ってたりすると思います。
あー、私は高校から理系選択してましたが、他は覚えてません。(きっぱり)
④にわかに学ぶニュートリノ
で、お次はニュートリノです。
標準モデルには○○ニュートリノって3つもありますが…
細かいことは置いておきましょう(-ω-)
ニュートリノを押さえる理由は割と最近話題に上がったからです。
確か私が高校3年だったので、12年くらい前だと思います。
確かニュートリノ発見!!ではなく、ニュートリノに質量があることが分かった…
とかだったと思うんですがあんまり私も覚えていません(ぉぃ
科学に興味のある大人なら割と覚えてると思うんですよ、この話題。
新人くんでも10歳くらいでしょうから、覚えてる子は多いと思います。
ここで知ったかぶりすべく覚える単語はスーパーカミオカンデ・小柴教授ノーベル物理学賞・ニュートリノです。
なんか知ってる風に聞こえる気がします。
ニュートリノとは何ぞや、にわかに説明します。
私が学校の先生に説明された内容です。
中学理科ができれば何となく想像して「あぁ、そういうものか」と思える説明だと思います。
○に-が電子
○に+が陽子
陽子を囲んでる○が原子核
「中性子は?」と疑問を持った方はちょっと待っててください。
先に述べておくと、電子は素粒子ですが陽子及び図に登場していない中性子は素粒子ではありません。
今陽子と中性子を素粒子にすると話が面倒なので目をつぶってください。
この図の不思議なところは、原子核の中で陽子がいくつも(この場合2つ)くっついていることです。
2つの電子はそれぞれマイナスの電荷を帯びているので離れて回ることで安定しています。
ではナゼそれぞれプラスの電荷を帯びているはずの陽子が近距離でくっついていられるのか…。
その秘密がニュートリノにあるそうです。
ニュートリノは陽子同士をくっつける糊のような役割をしているそうです。
実際原子核(陽子と中性子)が崩壊すると陽電子とニュートリノが出てきます。
もちろん他の素粒子も出てきますがここでは無視します。
陽電子はプラスの電荷を帯びた電子の超対称性粒子と言われるものです。
素粒子の標準モデルに出現しなくて申し訳ないですが、標準モデルの素粒子には対極する性質を持つ素粒子(超対称性素粒子)が存在するそうです。
電子の超対称性素粒子が陽電子。
陽子のプラスの電気は陽電子という素粒子の性質なんですね。
で、ニュートリノがその陽電子を糊のようにくっつけている。
難しい話に発展しちゃうので、こんなこと話しても誰もわかってくれなくなっちゃいます。
ざっくり、ニュートリノは原子核の中の陽子同士をくっつけてる糊と覚えておきましょう。
ネット散策してもこんな表現しているところなかったので、どのくらい確信ついてるか不明です。
私の先生を信じてもらうしかありません(-ω-)
でも大丈夫ですよ、どうせ一般人にはわかりません(めちゃくちゃ)。
⑤たぶん賢い人がわかりやすく説明してくれたヒッグス粒子
え?教えてくれた?
すみません、私じゃうまいことどうせ説明できません。
テレビで「質量を与える素粒子」と言われて、ふーんと何となく納得した気になれちゃいました。
良い説明してくれてるのを2chログで見つけたのでみんなで読みましょうよ。
ソース元になった2chログはこちらです
→http://2chmatometayo.blog.fc2.com/blog-entry-1709.html
私のブログ書式に合わせるため手を加えてますが内容はほぼそのままです。
【ヒッグズ粒子がわからない人へ(1)】
おまいら、田舎の舗装されてない道を歩いてると想像してみろ。
晴れの日で乾いてると、スタスタ歩ける。
ところが大雨洪水で、膝までぬかるみの沼みたいになっちまった。
一歩一歩を踏み出すのが大変だ。ドロが足にまとわりつくんだよ、たまったもんじゃねぇ。
スタスタ歩ける→光の速さで飛んでいける、質量ゼロだ
ドロがまとわりついてなかなか歩けない→スピードが遅くなり質量を持った
ということだ。
ヒッグズ=泥なのだ。
宇宙には、ヒッグズというぬかるみの泥みたいなものが満ちていて、泥と反応する粒子はみんな質量を持ってしまう。
宇宙が出来たばかりはこんなじゃなかった。
この「ぬかるみの泥」は温度が高くなると滑らかになってベトベトしなくなる。
だから、宇宙が出来た直後はスムースに粒子が飛んでいけたんだ。
冷えると「ベトベトでドロドロ」になる。
ベトベトでドロドロ=ヒッグズ粒子
【ヒッグズ粒子がわからない人へ(2)】
つづき。
1960~1970にかけて、物理学者は困っていた。
電磁気を含む3つの力を上手に説明する理論をつくりたいのだが、うまくできない。
「粒子の重さがゼロなら”ゲージ対称性”という性質をつかって上手に説明できる」
ということはわかっていた。
電磁気の粒子=光子は質量ゼロなのでこれで電磁気力は上手に説明できた。
計算結果も驚くべき精度で実験と一致した。
やったね!!!
しかしそれ以外の力はまったく説明も計算もできずにいた。
なぜかというと、
「粒子の重さがゼロじゃないと、”ゲージ対称性”というのが成り立たず、計算結果は無限大!無限大!になって意味をなさない」
物理学者はアタマを抱えていた。
そこに、ヒッグズという物理学者が現れ、「ぬかるみ泥理論」を提唱した。
「あんたらさ、元は質量ゼロなんだよ。
でもな、泥のぬかるみがあって質量があるように見えるだけさ」
それで計算したら、ゲージ対称性が使えた。
それで全部の説明ができた。
【ここで質問が入る】
でもそれだと、ヒッグス粒子の質量が125.3±0.6GeVもあるってことと矛盾しない?
電子の質量は約0.5MeVでヒッグス粒子と比較するととても小さい。
場にヒッグス粒子ほどの質量を持った粒子が満ちていて、泥のように纏わり付いているとしたら電子は全然動けなくなる。
だって1000倍以上質量が違うんだから、弟子はヒッグス粒子に阻まれて動くことができなくなってしまう。
人間だって自分の1000倍以上あるものを動かせないでしょ?
たとえば体重が60kgだったとして60t以上あるものを動かせる?
動かせなければ、動けないんだよ?
【その回答】
よい質問だ。
問題は、「電子にヒッグズ粒子がどれくらいまとわりつくか」というところだ。
いくらヒッグズ粒子がぬかるみのように転がっていても、一切まとわり突かず、スルーして飛んでいければ、質量ゼロ。
これが光子。
電子は、光子よりはヒッグズ粒子がまとわりつく。
なのでちょっとだけ質量を持つ。
その粒子に、どれくらいヒッグズ粒子がまとわりつきやすいか=その粒子の質量
ということになる。
うへー。
説明力すげー。
と私は思ったわけです。
質問した人も頭いいんだなぁと…。
私がテレビレベルで納得したのは考えてないからなんですね。
考えるとこういう高度な説明や質問ができるのか…。
もう私には無理だけど。
これを読めばなんとなく想像がついて、状況まとめることができますね。
上記そのまま覚えてたとえ話ができたほうがレベル高いけどね!!
ヒッグス粒子はほかの素粒子にまとわりついて動きにくくする。
この動きにくさが質量である。
ヒッグス粒子のまとわりつきやすさがその粒子の質量となる。
たとえば光子はヒッグス粒子がまとわりつかないので質量ゼロ。
まとわりつきやすい粒子ほど質量が大きくなる。
これで知ったかぶりができます!!(賢い人ありがとう!!)
⑥ヒッグス粒子発見が未来に繋ぐ夢?
特ダネだったかなぁ…
「この発見は私達の生活にどう役に立つんですか?」
みたいな質問をしていました。
なんかニュートリノの時もこんな質問してた人がいたような気がしなくもないんですが…
基礎研究をしている人にそんなこと聞いてもねぇ…
どう役立てられるかを考えるのがこれからなんですからねぇ…
でも、苦笑いしながらちゃんと答えてくれていました。
前置きに
「科学会では、約100年のスパンで物を考えます。」
としながら
「癌治療や殺菌」
なんてキーワードが出ていた気がします。
私たちの生活に密着したワードで答えてくれたなぁと感心しました。
内心困っていただろうに(内心っていうか、全ては苦笑いが物語っていた)。
ところで、2chログを見ていると、これまたいいネタ転がってましたよ。
話題は話題を呼ばなければ。
ヒッグス粒子の発見で期待できること→核融合炉が小型化
マジですか!?
理論とかわかりません。
そういうことができるかもしれないと(2chユーザーが言っています)。
マッチ箱サイズですってよ、奥さん。
原子力発電が新たな時代を迎えるかもしれません!!
手のひら発電なんてことになったらすごくないですか!?(これ私の妄想)
事故とか起こらないような原子力発電ができるかも。
神の炎も完璧に操れる時代が来るかも!!
(現在核融合炉は実用化していないため、原子力発電は核分裂炉です)
子供に嬉しいネタとしてはブラックホールが造れるようになるかもしれないらしい。
理科好きな子供が大好きなブラックホール(勝手な思い込み)。
理科嫌いでも聞いたことがあるブラックホール(勝手な思い込み)。
ワープできるんじゃないか?みたいな夢がある話ですよね。
実際ブラックホールに吸い込まれると引き延ばされてなくなっちゃうみたいな話を小学校の時図鑑で見た気がしますが。
子供にはブラックホールが何かを新たに調べさせて宇宙に興味を持ってもらうのも良さそう。
飲み会ネタではやっぱ笑い取りに行かないと。
ヒッグス粒子ダイエット詐欺には気をつけろ!
「これを飲めばヒッグス粒子が消えて体重が減ります」
「ヒッグス粒子が消えて激やせ!」
「この夏はアンチヒッグス粒子で決まり!」
とか信じるなよ。(2chログより)
この人と一杯やりたいです(笑)←現在禁酒中
ここで言ったことは「現実になる」と確証があるわけではないので、夢語って終わりましょう。
いろいろ調べたり、詳しい人の説明見たりしていたら楽しくなりました♪
難しい話だけれど、ちゃんと理解することはできないけれど、ざっくり知るだけで面白い。
知ったかぶりしながら夢見れるなぁ。
今知ったかぶりする相手がいないけど。
でも、自己満足でも十分楽しめました(^^)
誰かが楽しくこのブログを読んでくれたら嬉しいなぁ…(7割の人がスルーしそうw)