原子の中の原子核と電子

質問

原子は、原子核と電子から構成されていますね。それらは、プラスとマイナスの電荷を持っていますね。それなのに何故、原子核と電子は衝突してしまわないのでしょう。素粒子の実験では、加速器という装置を使って、素粒子同士をぶつけることができるそうですが、このような衝突が何故、原子の中で起こらないのでしょうか。みなさん、よろしくお願いします。

回答No.9

guiter

もう回答は出揃っているようですが、
良い質問だったので思わず顔を出してしまいました。
ということで、加速器による衝突の話だけにします。

＞加速器での衝突の時、素粒子同士がぶつかるのは
＞不確定性原理に違反してはいないのですか。
これは、「ぶつかる」と表現により混乱しておられるのだと思います。
正しくは、「衝突」が高エネルギーであればあるほど
より近くで相互作用するということを意味します。
ですから、不確定性原理には反してないですね。

原子核を一つのものと思えば衝突しているようですが
陽子でさえ、(up,up,down)という３つのクォークにより作られた状態です。
したがって、クォーク間を相互作用しながら突き抜けていく
と思ったほうが近い認識だと思います。
（本当は、あまりにも近づいたときには水素原子の束縛状態のように波動性が強く、
遠くを飛んでいるときには粒子性が強く出ているなどややこしいですが、）

また、念の為
加速器では１つの粒子同士がぶつかるのではなく
もっと荒っぽいことをしています。
siegmund さんが仰っていたようなターゲットとの衝突の場合では
ターゲット側には多数の粒子が存在しています。
また、陽子同士や電子同士の衝突のような場合では、
出来るだけ細く（nm のオーダー）絞った陽子などの固まり同士をぶつけています。
要するに「どこかでぶつかれば良い」ということです。

お礼

ありがとうございました。
加速器を使った素粒子の衝突実験に関して、重要な知識をありがとうございました。私は、化学よりの勉強を続けていますので、原子や分子をイメージして考える癖はついております。そのレベルから考えると、原子核とはとても小さいものとしか考えることができませんでした。しかし、この回答を拝見させていただきますと、

補足

すいません。
お礼の所で、途中できれているので追加します。

原子核の中のことを考えることは、化学反応について考えることに負けず劣らず面白そうだとおもいました。