17種の素粒子 そのすべてが発見された?【tonarinekoさんの健康管理カラダカラノート】

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13年10月08日(火)

17種の素粒子 そのすべてが発見された?

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一般的に量子論の基礎は標準理論、17種の素粒子によって要約される。

現代の素粒子物理学、もっと正確に言えば量子力学の研究は
1838年、それまで最小の物質と考えられていた原子が
さらに小さな粒子によって成り立っているという事実の証明に力を貸した、
マイケル・ファラデーによる陰極線の発見を機に始まった。

一般的に量子論の基礎は標準理論、17種の素粒子によって要約される。

1)フェルミオン(12)
 物質を構成する粒子。クォークとレプトンに大きく分けられる。
 更にそれぞれが二系列に分けられ、三世代ずつの計6種類が発見されている。
 傾向として、世代数が大きいほど質量が大きいとされている。

 クォーク - 強い相互作用をする。ハドロンの構成要素とされる。 上系列クォーク - 電荷+2/3を持ち、それぞれに反粒子が存在する。
 ①アップクォーク (u)
 ②チャームクォーク (c)
 ③トップクォーク (t)

 下系列クォーク - 電荷−1/3を持ち、それぞれに反粒子が存在する。
 ④ダウンクォーク (d)
 ⑤ストレンジクォーク (s)
 ⑥ボトムクォーク (b)

 レプトン - 強い相互作用をしない。 ニュートリノ - 電荷をもたない。標準模型の範囲では反粒子の存在が必然ではない。
 ⑦電子ニュートリノ (νe)
 ⑧ミューニュートリノ (νμ)
 ⑨タウニュートリノ (ντ)

 荷電レプトン - 電荷−1を持ち、それぞれに反粒子が存在する。
 ⑩電子 (e) - 原子の構成要素として一般によく知られる。電子の反粒子は陽電子と呼ばれる。
 ⑪ミュー粒子 (μ)
 ⑫タウ粒子 (τ)


2)ベクトルボソン(4)
 (vector boson) はスピン量子数が1であるボース粒子 (boson) である。
 物質粒子間に働く力
 力を伝える粒子(4種類)

 ①強い力(グルーオン) 
 ②電磁力(光子) 
 ③弱い力(Wボゾン、Zボゾン)
 ④重力(重力子:未発見)
 

3)スカラーボソン(1)
 物質に質量を与える粒子
 ①ヒッグス粒子

(学校の初等教育で習うような陽子と中性子ではない。
これらは異なる属性のフェルミオンであるクォークで成り立っている)。

物質に付随する素粒子は半整数のスピンを持つフェルミオンに分類され、
力であるボソンに付随する素粒子は整数のスピンを持つ。
この17の基本的な素粒子は、数百ものその他の種の合成と基本素粒子をつくり出す。


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