私たちは学校で、

「物質は原子でできている」と習います。

しかし科学が進むと、

原子よりもさらに小さい粒子が

あることが分かりました。

その世界を研究するのが

素粒子物理学です。

原子より小さい粒子とは

原子は物質の基本の粒ですが、

実はそれ以上に細かく分けることができます。

現在の科学では、

次の順番で小さくなります。

原子

↓

陽子・中性子・電子

↓

クォークなどの素粒子

つまり

原子の中にもさらに小さな世界がある

ということです。

原子の中の構造

原子は主に次の3つで構成されています。

・陽子

・中性子

・電子

中心に 原子核 があり、

原子核

→ 陽子と中性子

その周りを

→ 電子が存在しています。

この原子モデルは、

20世紀の量子力学と実験物理によって確立されました。

3 素粒子とは何か

素粒子とは、これ以上分けられないと考えられている粒子です。

代表的なものは次の通りです。

・クォーク

・電子

・ニュートリノ

例えば

陽子や中性子は

クォークという粒子でできています。

現在知られているクォークは6種類あります。

・アップ

・ダウン

・チャーム

・ストレンジ

・トップ

・ボトム

こうした粒子が組み合わさって

物質の基本構造を作っています。

現代物理の「標準模型」

現在の素粒子物理学では

標準模型（Standard Model）という理論が使われています。

この理論では、

宇宙の基本粒子を次のように分類しています。

物質を作る粒子

・クォーク

・レプトン（電子など）

力を伝える粒子

・光子

・グルーオン

・Wボソン

・Zボソン

さらに2012年には

ヒッグス粒子が発見されました。

これは

欧州原子核研究機構 CERN の

大型ハドロン衝突型加速器（LHC）による実験で確認されています。

 どうやって見つけたのか

素粒子はとても小さいため、

普通の顕微鏡では見ることができません。

そこで使われるのが

粒子加速器です。

粒子を光に近い速度まで加速させ、

衝突させることで新しい粒子を観測します。

なぜ研究されているのか

素粒子研究の目的は

シンプルに言うと

宇宙は何でできているのか

を解明することです。

宇宙誕生の瞬間（ビッグバン）や

物質の根本構造を理解するために

研究が続いています。

また、この研究は

・医療機器（PETなど）

・半導体技術

・放射線治療

などにも応用されています。

まとめ

・原子より小さい粒子が存在する

・原子は陽子、中性子、電子で構成される

・陽子や中性子はクォークでできている

・これ以上分けられない粒子を素粒子と呼ぶ

・現代物理では標準模型で説明されている

つまり、

世界は想像以上に小さな粒子でできているということです。

おわりに

オイラは,

机やスマホを触っているだけなのに、

その奥には想像もつかない小さな宇宙がある。

しかもまだ完全には解明されていない。

そう考えると、

私たちが見ている世界は、

ほんの表面だけなのかもしれませんね。

本日の川柳

人生も　素粒子レベル　謎だらけ