素粒子 （bon）

このところ、ヒッグス粒子らしきものが発見（確認）されたとか、現代物理学の基礎にとって大変大事なことだ・・
とかいわれていて、先日の国谷さんの番組でも取り上げられていて、分かり易い解説に努力されていた・・

けれども、自分にとっては、なかなか釈然としていません。　ちょっと涼しいので、昨日いっぱい頑張ってみることにしました。

　いきなり、ヒッグス粒子に取り組んでも・・とおもって、先ずは、素粒子とは、から入門してみることにしました。

　で、入門してその成果はあったのかといいますと、今のところ成果はありません。
なぁ～んだ。　と言わないで、どなたかわかる人がいれば、意見を出し合ってだんだんと核心に
入って行けばどうか？・・と思い、敢えて記事アップすることにしました。


　物質を構成する最小単位
　分子→原子→（原子核+電子）→[（陽子+中性子）+電子]

陽子と中性子が結合した原子核の周りを電子がまわっている。
陽子の数を原子番号と呼びその数によって元素が決まる。（陽子の数と電子の数は等しい。）

　原子番号＝陽子の数　で、１は水素、２はヘリウム、３はリチュウム・・１１はナトリウム、リンは１５、カルシウムは２０、鉄は２６、もっと行って、金は７９、鉛８２、ウランは９２…ずっと行って１１８まであります。昔、高校時代に周期表（周期律表）なんてありましたね。
あれです。周期表の周期は、元素の性質の類似性を基に１８のグループに分けたもので、水素、リチュウム、
ナトリウム・・などは、第1グループ、ヘリウム、ネオン、アルゴン・・は第18グループという具合。
最近話題のレアアース（希土類）は、第3グループに・・という具合です。

　余談ですが、原子を観察するとして、仮に東京駅に直径1mのボールを置いて、これを原子核とすると、
これのまわりを電子がまわっているわけですが、なんと、100kmも離れた、宇都宮とか甲府あたりの円を回っている
ことになるのだそうです。つまり、原子の大きさとは電子がまわっている広さのことといえる。

　だんだんややこしくなってきますが、もう少し・・。原子核内で、陽子と中性子は相互に入れ替わる
（つまり、陽子から中性子へ、または中性子から陽子へ）のですが、これをベータ崩壊といって、
陽子から中性子+陽電子+ニュートリノに、そして中性子からは陽子+電子+反ニュートリノに変わる。

ついでにいうと、原子核の中で、（一般に複数の）陽子と中性子がくっつきあっている訳ですが
これらを結び付けている力を媒介する粒子として中間子がある。　
湯川秀樹博士がノーベル賞を受賞したのは、この中間子の発見であった。

なぜ、中間子というか？　それは、湯川博士が、この発見した粒子の質量を計算したところちょうど
核子（陽子+中性子）と電子の質量の中間くらいだったので、この名を付けたとか・・。


ここで、ようやく素粒子をまとめてみよう。
さて素粒子は？

　　　（１）電子
　　　（２）陽子
　　　（３）中性子
　　　（４）光子
　　　（５）ニュートリノ

ここで、
電子、陽子、中性子は、明確に物質（原子）を構成している。
ニュートリノも、ベータ崩壊において、核子から電子と共に飛びだして来るのだから、とりあえず、
物質を構成する粒子であると考える。

光子は、ずいぶんと趣が変わる。光は、荷電粒子間に働く力（クーロン力）を司るものであり、「電磁場」とはまさに、
光子が飛び交う場所である。どうも、力を伝える粒子である。

　　　（６）中間子

重力（万有引力）という力は、知られていて、質量を持つ物質間に働く力であり、明らかに電磁気力や
核力とは異なる。従って重力を媒介する（であろう）粒子として、重力子が登場した。

　　　（７）重力子

ベータ崩壊が起こるには、何らかの力が必要であり、それは電磁気力とも核力とも重力とも異なるのである。
未発見である重力は別格として、このベータ崩壊を起こす力は、電磁気力や核力に比べて非常に小さいので、「弱い力」と命名された。
そしてこれを媒介する粒子として、ウィークボソンという新粒子が発見された。

　　　（８）ウィークボソン


自然界に存在する力は、「電磁気力」「核力」「重力」「弱い力」の４種類しか見つかっておらず、
物質を構成する粒子「電子」「核子」「ニュートリノ」と力を媒介する粒子「光子」「中間子」
「重力子」「ウィークボソン」で、全て出そろった。


ところが、
湯川粒子（中間子）を発見する過程で、中間子が、ミュー粒子という未知の粒子に崩壊することが観測されたのである。

この他、宇宙線の中から逆Ｖ字型に見える未知の粒子、ラムダ粒子が発見され、つぎつぎと雪崩式に「ケイ中間子」
「シグマ粒子」「グザイ粒子」「イータ中間子」「エヌスター粒子」「シグマスター粒子」「グザイスター粒子」
「オメガ粒子」．．．が発見されてきた。


　ここまでも良く理解できないまま、我慢してきたがとうとうくたびれて、ぐ～っと飛ばして
結論的なところをまとめて終わります。　
しかしまだ、ヒッグス粒子が何ぜ質量を媒介するのか？　なんてところには至っていないので、
今回飛ばした部分はまた別の機会に（気が向いた時に）もう少し咀嚼してアップしたいと思います。

　最後に、キッズサイエンティストというネット記事からまとめに相応しいと思われる図を引用しておきます。
（キッズサイエンティストから引用しました。）

大変お疲れ様でした。


Great guitarist