2008年10月09日

LHC 素粒子

30年ほど前には、物質の最小単位って、
原子と習ったような記憶があるのだが、

現在ではそれ以上は分割できない最小単位は

素粒子

となる。

どんなものか、お勉強だ。


原子(水素、ヘリウム、リチウム、ベリリウム、ホウ素、炭素、窒素、酸素
・ ・・・・・白金、金、水銀・・・・)

 と元素表は118まであった。

 水素は原子番号1、ヘリウムが2、番号が多くなるほど重くなり、
ちなみに金は79番目とかなり重い。
 
 宇宙の最初は水素とヘリウムのみで、その後衝突や爆発で重い元素が
 出来たと言われる。

 太陽が爆発しても理論上は元素番号8の酸素までしか作られない
 らしい。

なので錬金術師が金を造ったならば、それは神の仕業に等しいわけだ。
で原子は、

原子核 と
電子

からなる。

電子は
これ以上分割できない素粒子だと考えられている。
ちなみにマイナス電荷を持つ。



原子核はまだ分割できるのだ。

陽子 と
中性子

だ。

陽子はプラス電荷を持つ。中性子は電荷を持たない。

で、陽子と中性子はさらに素粒子にバラすことが出来る。



電子の素粒子は「レプトン」と呼ばれ、
・ 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
・ ミューオン
・ タウオン
  の6種類。

陽子と中性子の素粒子は「クォーク」と呼ばれ、
・ アップ
・ ダウン
・ チャーム
・ ストレンジ
・ トップ
・ ボトム
の同じく6種類。

陽子と中性子は2種類のクォークから出来ていて、
グルーオンという素粒子をキャッチボールすることで
引力が生まれ結びついているという。

この力を伝える素粒子を「ゲージ粒子」という。

ゲージ粒子には、
・ 光子 (電気力や磁気力を伝える光の素粒子)
・ W粒子
・ Z粒子
・ グルーオン (クォーク同士を結びつける【強い力】)
・ 重力子
があるという。

さらに素粒子に質量を与える素粒子
「ヒッグス粒子」というものがある。

このヒッグス粒子と重力子は、まだ発見されていないという。



ヒッグス粒子は「あるだろう」という理論的に予言されている
ものらしいのだが、
同様に存在を予言されているものに、

「超対称性粒子」

というものもある。

素粒子は質量や電荷のほかに「スピン」という量を持つ。
通常の素粒子であるクォーク、レプトン、ゲージ粒子、ヒッグス粒子
には、電荷が同じでスピンの大きさが2分の1だけ異なる
パートナー粒子が存在するはずだと予言されている、
ということだ。





加速器LHCの実験は、

誕生まもない宇宙、すなわち

ビッグバン

を再現するというもの。

科学雑誌ニュートンによると、
誕生直後の宇宙は非常に高温で、
物質は素粒子レベルまでバラバラになり、
素粒子同士が激しい衝突を繰り返していた、という。

そしてこれは加速器での実験と基本的には同じことだという。


超高速の陽子同士を正面衝突させると、
その衝撃で様々な素粒子が周囲に飛び散って行く、らしい。

ここがちょっと面白いが(面白いのか?笑)、

陽子同士が衝突すると、その構成素粒子のクォークが
飛び散るような気がするのだが、そうではなく、
衝突のエネルギーが新しい素粒子の質量に生まれ変わり
陽子の中には存在していなかった素粒子が飛び散るのだという。

これは、かの有名なアインシュタインの相対性理論、
E=mc²
によるものだという。なってもらわなきゃ困る、って
ことでもあるのだろうが。

E はエネルギー
m 質量
c 光速

エネルギーと質量は同じという等式


つまり、

衝突させる陽子の速度(エネルギー)が上がれば上がるほど
より重い(質量の大きい)粒子を生成できるようになる。

LHCが注目されるのはかつてないほどの高い衝撃エネルギー
によって、未発見の重い粒子を生み出す可能性があるからだという。

実験の結果次第では、

『物理学が大きく塗り替えられる可能性がある』

※ 科学雑誌ニュートンを参考及び引用





そんなこんなで、つまり、

宇宙のはじめのビッグバンというものからして、
聖書に「はじめに光・・・」と書かれているからだ、
という説もあるほど、単なる仮説や予言の類であるのだ。

いまだに「それでも地球は回っている」

ということがあるのかもしれない。いや、あるだろうな。


日本人のノーベル賞受賞ラッシュは、宗教的な抑圧がない
自由な発想が出来るからでは、

とか

もはや宗教の権威どころでは無くなったくらい
切羽詰った状況、とか

思っているのだが・・・、どうなんだろうか。
posted by hoshio at 19:29| Comment(0) | LHC | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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