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素粒子

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お礼率 26% (150/565)

1.物質粒子 クオーク(アップ チャーム トップ ダウン ストレンジ ボトム)レプトン
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)
2.力を伝える粒子 強い力(クルーオン) 電磁気力(光子) 弱い力(wポソン+- zポソン)3.ヒッグス粒子 簡単に説明お願いします。  

質問者が選んだベストアンサー

  • 回答No.4
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ベストアンサー率 81% (6636/8161)

学問・教育 カテゴリマスター
以下のとおりお答えします。

A.素粒子の2区分
(1)まず素粒子は、フェルミ粒子(物質粒子)とボーズ粒子(力を伝える粒子・媒介素)とに分かれる。
(2)ヒッグス粒子は、「質量素」であるが、(私は)分かりやすくするためにボーズ粒子の下位に分類している。

B.フェルミ粒子
B-1.クオーク
(1)フェルミ粒子は、クオーク(重粒子系)とレプトン(軽粒子系)に分かれる。
(2)クオークは、第1世代(アップ・ダウン)、第2世代(チャーム・ストレンジ)、第3世代(トップ・ボトム)に分かれる。
(3)第1世代がクオークの中核で、常に安定しているが、第2世代と第3世代は不安定ですぐに壊れる。
(4)第1~第3世代の各対のうち、前者(アップ・チャーム・トップ)の荷電はすべて+2/3であり、後者(ダウン・ストレンジ・ボトム)のそれはすべて-1/3である。

B-2.レプトン
(1)レプトンは、まず、レプトン本体(電荷を持つ)と中性微子(電荷を持たない)に分けられる。
(2)レプトン本体には、電子・ミューオン・タウオンがある。電荷はいずれも-1であるが、後2者(ミューオン・タウオン)は高質量レプトン。
(3)中性微子には、電子ニュートリノ・ミューニュートリノ・タウニュートリノとがある。これらは、それぞれ電子・ミューオン・タウオンが崩壊するときにできる「かけら」である。
(4)電子ニュートリノが中性微子の中核で、常に安定しているが、他の2つ(ミューニュートリノ・タウニュートリノ)は不安定ですぐに壊れる。

C.ボーズ粒子
C-1.媒介素(ゲージ粒子)
(1)ゲージ粒子は、電磁気を媒介するものと粒子を媒介するものに分かれる。
(2)電磁気を媒介するものが、フォトン(光子)で、質量は0であるが、その力は無限大に及ぶ。
(3)粒子を媒介するものは、強い力を媒介するグルーオン(=糊の意)と弱い力を媒介するウイークボソンがある。その力は粒子内のごく狭い範囲にしか及ばない。

C-2.その他の媒介素
(1)重力を媒介するのが、グラビトン(重力子)であるが、実体はまだ不明である。
(2)質量を媒介もしくは添付するものがヒッグス粒子である。17番目の素粒子として最近発見されたらしいが、詳しいことはまだ不明である。

以上、(個人的な解釈も含めての)ご回答まで。

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  • 回答No.3

ベストアンサー率 50% (561/1102)

質問の 1, 2, 3 全てについて,分かり易く簡潔に解説してある本をご紹介します.
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● ケネス・フォード 著『量子的世界像101の新知識』ーー現代物理学の本質がわかるーー

◆ 青木 薫 監訳,塩原通緒 訳

▲ 2014年3月20日 第1刷発行,講談社,ブルーバックス B1856, ISBN 978-4-06-257856-1, 1,260円+税

★ 帯の宣伝文句(表)「素粒子からブラックホールまで/量子世界のガイドブック」

★ 帯の宣伝文句(裏)「本書は,"量子の世界に初めて触れるという人"から,"物理学の専門家"にまで,自身をもってお勧めできるという,まずめったにない本である.初めての人には『一冊読むならぜひこれを!』と,物理学者には『項目を見たら,きっと読みたくなりますよ』と申し上げたい.(中略)"101の項目"が並ぶ構成でありながら,本書は個々バラバラな知識の寄せ集めになっていない.いったん"通読すれば,量子世界の全体像がつかめる"仕組みになっているのだ,・・・・・・・監訳者解説より」
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この本は,教科書ではなく,初心者向けに書かれた解説書ですが,専門家が読んでも教えられるところの多い本だと思います.偏微分方程式などの難しい数式は無く,初心者でも理解できるような簡単な数式だけが使われています.

うわっつらのみの解説ではなく,とことん本質に迫った解説です.しかも非常に分かりやすく,読んでいて疑問が生じません.今まで,私がいろいろと読んだ本の中では,最も優れた本です.

質問者さんも是非,お読み下さい.疑問が最小限になります.
  • 回答No.2

ベストアンサー率 27% (1021/3685)

素粒子とは、物質を構成する最小単位の存在。
古代の人々は、「全てのものは木・火・土・金・水の五つの要素から成りたっている」と考えていました。
錬金術などから化学的知識を発展させた結果、「原子・元素」が発見され、それが物質の最小単位と考えられるようになりましたが、原子の構造が解明されるようになると、陽電荷を帯びた原子核とそれを取り巻く電子の他に、原子核の質量を決める中性子の存在が認められ、原子が最小単位では無く、原子も幾つかの量子によって形成されていることが確認されました。さらに、陽子や中性子も一層極微な幾つかの基本物質で構成されており、それが量子であると規定されました。
例えば、光は電気磁気作用による単なる波動(電磁波)であるとされていましたが、光粒子という物質的振る舞いを認めざるを得ない、そうしないと説明が付かない現象も確認されました。
電子やニュートリノは、それら最小単位である量子の一種と考えられています。
アインシュタインの特殊相対性原理(E=mc²)によれば、物質とエネルギーは等価であるとされています。
そうだとすれば、エネルギーの基礎的構成物は何かという疑問も生じます。
これらの疑問に答えようとする学門が、「量子物理学」の世界かと理解しています。
詳細については専門の書籍等から学んで下さい。
  • 回答No.1

ベストアンサー率 28% (1242/4328)

簡単に説明なんて無理。
分厚い書籍1冊になる。
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