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素粒子の相互作用について

19世紀までに知られていたものは重力相互作用と電磁相互作用であったのですが、 重力相互作用と電磁相互作用以外にも相互作用が存在すると考えられたのはなぜでしょうか? また、 重力相互作用と電磁相互作用以外の相互作用として、強い相互作用と弱い相互作用の異なる2種の相互作用が存在すると考えられたのはなぜでしょうか? うまい説明の仕方が分かりません。 どなたかよろしくお願いいたします。

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  • 物理学
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中性子が発見されて、それが原子核の中で陽子と結合 していることが分かった時点で、結合している理由が 説明つかなくなったからです。 重力では弱すぎる。中性子は電気的に 中性ですから、電磁相互作用で引き合う はずがない・・・ 電子や陽子といった電磁気的な力に 打ち勝つため、中性子と陽子は 電磁気的な力より「強い力」で 引き合っているはずだとういうのが、 発想の原点です。

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質問者からのお礼

お返事遅れて申し訳ありません。回答ありがとうございました。 強い力についての分かりやすい説明でした。

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  • 回答No.2
  • GOOD-Fr
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物理学で新しい理論が出てくる背景には「既存の理論では現象を説明できない」という事実があることが多いと思います。 強い相互作用と弱い相互作用は、どちらも素粒子にかかわる力です。 したがって、理論が誕生するには原子やその内部の素粒子にかかわる「常識」が前提となるはずです。(この場合の「常識」というのは、世間一般に正しいと認められている、というぐらいの意味です) 電磁力や重力と異なり、強い力と弱い力は高エネルギー下や原子核の崩壊など、19世紀以前の物理学があまり関わってこなかった/これなかった分野の力です。これらの現象を既存の物理学では説明できないので、ベータ崩壊を説明するための弱い力や、原子核の中で陽子がかたまっている力としての中間子理論からクォークや量子色力学が考案された、と考えるといいでしょう。 今のところ、素粒子論に関しては理論先行の気配が強く、たとえばクォークは1970年代に理論は確立していたにもかかわらず、最後のトップクォークが発見されたのは1994年です。また、弱い力よりも「さらに弱い力」があるのではないか、と考える物理学者も現在ではいます。 が、どの理論が正しいかは結局、観測/実験に頼るしかないため、カミオカンデや LHC などの施設が建設されているわけです。

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質問者からのお礼

お返事遅れて申し訳ありません。回答ありがとうございました。 「さらに弱い力」なんてものも考察されているんですね。勉強になりました。

  • 回答No.1
  • Tacosan
  • ベストアンサー率23% (3656/15482)

原子核がなぜ安定に存在するのか, なぜβ崩壊がおきるのかが問題になるんじゃなかったかな?

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質問者からのお礼

お返事遅れて申し訳ありません。回答ありがとうございました。

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