『素粒子』
第1回
「素粒子とは?」
(Elementary particle)
1.素粒子とは?
素粒子とは、自然界の物質をつくっているもっとも基本的な構成要素です。
今まで万物の根源といわれた原子をつくっているものです。
原子は原子核と電子から成り、原子核は陽子と中性子から成り立っています。
さらに、陽子や中性子は2種類3つの素粒子から成り立っています。
素粒子は大きく分けると「物質(素)粒子」と「力を伝達する(素)粒子」の二つに分類されます。
「物質粒子」は、原子を構成する物質としての物です。「力伝達粒子」は素粒子間ではたらき、「ゲージ粒子」ともよばれている。
<物質粒子>
<力伝達粒子(ゲージ粒子)>
2.素粒子の種類
<物質粒子>
自然界の物質は、すべて原子から成り立っていて、それらは2種類のクォーク(アップとダウン)と電子(レプトン)のたった3種類でできています。
①クォーク quark: 陽子や中性子を構成している素粒子(6種類)
② レプトン lepton: 素粒子である電子・ニュートリノの仲間(6種類)
<力の伝達粒子(ゲージ粒子 Gauge boson)>
自然界には、物質と物質の間に様々な力がはたらいていて、そうした力は素粒子が媒介すると考えられている。4つの力が存在します。
①光子(フォトン)photon : 電荷を持つ素粒子に「電磁気力」を伝える素粒子
②グルーオンgluon : クォークが陽子や中性子を構成し、陽子や中性子が原子核にまとまる力を伝達する「強い力」の素粒子
③ウィークボソンweak boson : 物質粒子に作用し、原子核の崩壊現象を引き起こす「弱い力」を伝達する素粒子(2種類)
④重力子(グラビトン)graviton : 質量を持っているものが相手を引きつけるときにはたらく素粒子。いわゆる「重力」を生み出す。
<ヒッグス場に伴う素粒子>
ヒッグス粒子 Higgs boson:質量の起源と予言されていたが、実際実証された。
ヒッグス場という真空の場に存在し、万物に質量を与える素粒子。
3.素粒子の大きさ
10-8(1億分の1)cmの原子を地球の大きさとすると
10-13(1兆分の1)cmの原子核(陽子)は野球場の大きさ
10-16(1京分の1)cmの素粒子はボールの大きさ
次回からは素粒子の種類の一つ一つを見ていきます
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次回は 第2回「物質素粒子」
(担当 P)
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