高エネルギーって何故必要なのですか？

質問

素粒子や原子核の実験で、加速器を使って粒子を高エネルギー状態にしますが、何故高エネルギーにするのですか？高エネルギー状態だと、どういう利点があるのでしょうか？

回答No.3

maeq · ベストアンサー

原子核反応を起こすためには少なくとも数MeV（メガ電子ボルト）のエネルギーが必要です。
これは原子間の斥力は距離の-12乗に比例して入ることにも寄ります。（レナード・ジョーンズポテンシャル）
粒子同士が”ぶつかる”のにはとんでもない高エネルギーが必要になってしまうのです。
よくある化学反応では数eVなので単純に考えても100万倍以上のエネルギーがかかわっています。

高エネルギー状態の利点と言うよりは高エネルギー状態でないと反応は起こらないと言った方が良いでしょう。

1eVは一個の電子を1ボルトの電圧で加速したときのエネルギーを表しています。

お礼

回答有難うございます。粒子間の斥力に打ち勝って、粒子が衝突するのは、斥力に打ち勝つエネルギーが必要という事ですか？

回答No.4

mtld

粒子を構成している基本粒子の結合エネルギーが大きいのです　この基本粒子に分離するには　この結合エネルギー以上のエネルギーが必要なのです

其の為　加速器のより高速化がなされたのです　ヨーロッパのcernは現行機の改造を　日本では筑波に新設　アメリカでは一周数十ｋｍもある加速器を新設しました

その結果　原子→素粒子→クオークと解明されたのです
クオークの次は更に大きなエネルギーが必要でしょうね？

原子核は１ＧeVとか言いますね？　素粒子は数ＧeV位でしょうか？

核物理の発達は加速器の発達　とも言えます　有効な確認手段ともなりました　でも加速器の利用はこれだけではないと思います。

お礼

回答有難うございます。クオークの次の粒子も有り得るのですか？それだと、レプトンの次の粒子もありそうですね。学生時代に加速器科学という講義がありましたが、もはや加速器科学は素粒子物理の一部分というより、全く独立した一つの科学分野と言えそうですね。

回答No.2

foobar

高エネルギーの粒子同士を衝突させると、いろんな素粒子同士の反応が起きます。
そこで、現在提唱されている理論で予測されたとおりの反応が起きるか（その理論が妥当か否かの検証）、といったことを調べてます。
で、安定な粒子を壊したり、重い粒子の生成を起こしたりするには、それ相応のエネルギーが必要になるのではないかと。

お礼

回答有難うございます。生成粒子が重い粒子だと、少なくともその静止質量エネルギーが必要という事ですね。

回答No.1

N64

より高エネルギー　＝　より短い波長
小さい粒子にはそれよりかなり短い波長の粒子をぶつけないと跳ね返らない、ということらしいのです。

お礼

回答有難うございます。短い波長が必要なのですね。
素粒子の大きさより小さい波長って凄いですね。