宇宙・素粒子物理学入門
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先回は２００８年度ノーベル物理学賞受賞者・南部 陽一郎博士についての業績の一部をご紹介しながら、宇宙・素粒子物理学のへのガイダンスとしました。皆さんもご承知の通り、日本は世界的にも数多くのノーベル物理学賞受賞者を誇っております。
1949年・・湯川 秀樹、1965年・・朝永 振一郎、1973年江崎 玲於奈
2002年・・小柴 政俊, 2008年・・南部 陽一郎、小林 誠、益川 俊英
以上８名です。（南部博士は国籍は現在アメリカ合衆国） 戦前は寺田寅彦などが候補者として上がっていましたが、受賞には至らなかったようです。ノーベル物理学賞の受賞者の専門分野は素粒子物理学でした。この分野は日本の得意とする分野で、小柴 政俊博士のお弟子さんであった、戸塚 洋二博士は惜しくも逝去されたので、受賞のチャンスを失われました。候補第一番の方でしたので残念でした。特にニュートリノの分野では日本はトップクラスなので、ニュートリノの質量の発見・実証で恐らく近々受賞の栄誉が有ると思います。
* ニュートリノ・・・素粒子の一つで、中性子がβ崩壊する際にその存在を予言されたものです。僅かな質量を持ちますが、質量が非常に小さいため、重力相互作用もほとんど反応せず、このため他の素粒子との反応がわずかで、透過性が非常に高いとされております。ちなみに地球なども反対側に透過できるほどです。筑波の研究所から発射されたニュートリノを岐阜県の神岡のスーパーカミオカンデの観測装置（光電管）で感知する実験が行なわれております。
Tea time 
台湾製パソコン基板、小さな文字で
「日本に神のご加護を」
mns 産経ニュース
「先日、フェイスブックの会員の間で反響を呼んだ１枚の写真があった。写真は何のお変哲もないただのパソコン基板。だが良く見ると小さな文字で 「God Bless Japan（日本に神のご加護を）」 と祈りの言葉が印刷してあった
基板とはパソコン内部に装填されている主要部品で、普段は全くユーザーの目に触れることはない。 そこに日本への思いやりのメッセージがあった。」・・・・・・皆さん如何でしたでしょうか。過日起こった日本の大震災に対して、台湾のASUSの技術者が、基板に独断で印刷したそうです。 会社はこれを黙認しているそうです。
＜原子の構造と原子核の構造＞
物質を構成している最小単位は原子と呼ばれております。分子は複数の原子によって構成されております。特に生命体を構成しているアミノ酸や高分子化合物などは、非常にたくさんの原子の集合体です。この宇宙空間において今のところ最も量が多く存在し、最も簡単な原子は水素（H)ということになっております。
しかし、現在我々が生活しているこの宇宙の９６％は何によって出来上がっているのかは未だ不明なのです。暗黒物質、暗黒エネルギーによって構成されていると推定されております。このような事から残り４％の範囲ではHが圧倒的な量を占めていますが、宇宙全体ということになりますと、不明というのが正しいところでしょうか。
原 子＝ 原子核＋電子
原子核＝ 陽子 ＋ 中性子
原子模型・・・・物理の歴史の中でこの原子の構造については
1- 無核原子模型 （J.J.トムソン） と 2- 有核原子模型 （ラザフォード）の２種類が存在しました。
無核原子模型・・・・正電気を帯びた原子の雲のような球状のものの中に、負電気をもつ電子が散在し、原子全体としては中性の状態になっている
有核原子模型・・・・放射性元素から放出されるアルファー粒子を薄い金属箔に照射してその散乱状態から、中 心に原子核が存在することを提唱しました。
そこで、下記のような実験を行ないました。
天然に存在する放射線にはα線、β線、γ線の３種類があります。その中のα線は陽子が２個、中性子が２個のHe（へリューム）の原子核です。電荷は＋２eでこれをアルファ粒子といいます。３種類の放射線の中で物質の透過力は最も弱い。
ラザフォード散乱
このアルファ粒子を原子に放射すると、中心核に衝突した時は大きく反跳しますので、中心部に＜＋の電荷を持った原子中心の原子核は１０-14～15（マイナス１４～１５乗）ｍ、核外電子が１０-10 ｍの範囲内で原子核を中心として回転運動をしている。これをラザフォードの原子模型といっています。＞核が存在することが解りました。下の右の図は窒素の原子模型です。電子（核外原子）７個存在します。つまり、原子番号Zに等しい電子が原子核の周りを取り巻いているということです。この結果、有核原子模型が正しいことが立 証されました。
* 参考書によってはｍ表示とｃｍ表示の２種類がありますので気を付けて下さい・・・・・
１０-14～15 ｍ＝１０-12～13 ｃｍ・・・・１ｍ＝１００ｃｍ
原子全体の質量は原子核が殆どを占めており、原子核の大きさは原子全体の１/10、000以下であることが解りました。
* ラザフォードがラザフォードの原子模型を提唱する数年前に、日本の長岡半太郎教授（東京大教授）が土星型原子模型を提唱しておりました。＜原子は中心に核を持ち、その周りに電子が土星の輪のように取り巻いている＞という考え方です。
そうなりますと、ラザフォードの原子模型が果たしてラザフォードのオリジナルの発見かどうかは怪しくなりますね。数年間の時間が有れば、長岡半太郎の土星型原子模型を改良する時間は多分にありますね。でも、実際はどうなのでしょうか。
* 長岡半太郎教授は長いこと湯川秀樹の中間子論をノーベル賞委員会に推薦しておりました。その甲斐があって1949年に、日本で始めてのノーベル物理学賞を受賞しました。
（wiki）・・・・・1904年に長岡半太郎博士は、現在よく知られている・・・中央に正電荷を帯びた原子核があり、その周りを電子が回っている土星型の原子モデルを提唱した（ただし、原子核の周りを電子が廻っている原子模型は、長岡より先にジャン・ぺランが提唱している）。
* ジャン・ぺラン（パリ高等師範学教授）は1901年には原子核のまわりを電子が回っているという、現在に連なる原子模型を最初に発表しているが、この当時は注目されなかった。1926年ノーベル賞受賞。
という訳でなかなか微妙なところですね。オリジナルの発想はいったい誰なのでしょうか？
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歴史の不思議なところと言いましょうか，似たようなことが後日発生してしまいました。時は1934年の事でした。東北帝国大学の彦坂 忠義副手が世界に先駆けて原子核の核模型を提唱したのですが、かの有名なニールス・ボーアにしてやられてしまったのです。詳しいことは改めてお話したいと思います。本来ならば彼がノーベル物理学賞を受賞出来たのかもしれません。太平洋戦争の影響が有ったようです本日は原子の構造について書いてみました。次回は宇宙物理学の分野に立ち入ってみたいと思います。宇宙物理学の研究がマクロとミクロの世界の両面を研究している分野であることについて書いてみたいと思います。
* 草木の写真やバラの花の写真には＜花咲きかおまさ＞さんの著作権がついております
