物理学第9回

Summary

このビデオスクリプトは物理学の基礎を解説しており、特に素粒子の世界に焦点を当てています。原子の構造から始め、レプトンとクォーク、そして反粒子やハドロンについて説明しています。また、自然界の4つの基本的な力：重力、電磁力、強い力、弱い力を紹介し、それぞれの特徴と働く素粒子を解説しています。このスクリプトは、物理学の複雑さを理解するための一歩を提供し、観客の興味を引きつけるでしょう。

Takeaways

• 🌌 スクリプトは物理学の講義で、ビッグバン宇宙モデルと素粒子の基礎について説明しています。
• 🔬 原子の構造について述べ、ヘリウム原子を例に电子、陽子、中性子がどのように構成するかを解説しています。
• 📚 標準モデルに基づいて、レプトンとクォークが基本粒子として紹介されています。
• 🚀 レプトンの例として電子や電子ニュートリノ、ミュオン、タウなどが、クォークの例としてアップ、ダウン、ストレンジ、チャーム、ボトム、トップが挙げられています。
• 🔄 クォークはさらに分割可能で、陽子と中性子はクォークから構成されています。
• 🌐 素粒子間の相互作用は4つの基本力—重力、電磁力、強い力、弱い力—によって説明されています。
• 💥 強い力は原子核内での粒子間の結合に関与し、弱い力は素粒子の変化に関与します。
• ⚡ 電磁力は電荷を持つ粒子間で作用し、光子がゲージ粒子として関与しています。
• 🌐 重力は質量を持つすべての粒子に働き、常に引力として作用します。
• 🔬 ニュートリノは電荷を持たず、電磁力には影響を受けませんが、弱い力には関与しています。
• 🧬 ハドロンはクォークから作られ、バリオンやメソンに分類され、強い力によって結びつけられています。

Q & A

ビッグバン宇宙モデルの初期状態はどのようなものでしたか？

最初は光と素粒子の世界であったと述べられています。

ヘリウム原子の構造について説明してください。

ヘリウム原子には中心に原子核があり、周りを2個の電子が回っています。原子核は2個の陽子と2個の中性子から成り立っています。

陽子と中性子の違いは何ですか？

陽子は正の電荷を持ち、重さは電子の約2000倍です。一方、中性子は電荷を持たない粒子で、質量は陽子とほぼ同じです。

電子と陽子、中性子の基本的な性質を説明してください。

電子は負の電荷を持ち、陽子は正の電荷を持ち、中性子は電荷を持ちません。陽子と中性子はクオークからできており、電子はそれ以上バラバラにすることができない粒子です。

クオークの種類とその組み合わせについて説明してください。

陽子は2個のアップクオーク(U)と1個のダウンクオーク(d)から、中性子は1個のアップクオーク(U)と2個のダウンクオーク(d)からできています。

標準理論における基本粒子の種類を挙げてください。

標準理論には、レプトン、クオーク、ゲージ粒子、ヒッグス粒子の4種類の基本粒子が登場します。

レプトンの種類とその世代について説明してください。

レプトンは3つの世代に分かれており、第1世代は電子(E)と電子ニュートリノ(νe)、第2世代はミュー粒子(μ)とミューオンニュートリノ(νμ)、第3世代はタウ粒子(τ)とタウニュートリノ(ντ)です。

クオークの種類とその世代について説明してください。

クオークも3つの世代に分かれており、第1世代はアップクオーク(U)とダウンクオーク(d)、第2世代はストレンジクオーク(s)とチャームクオーク(c)、第3世代はボトムクオーク(b)とトップクオーク(t)です。

ニュートリノとその反粒子について説明してください。

ニュートリノには3種類あり、それぞれ対応する反ニュートリノがあります。電子ニュートリノ(νe)には反電子ニュートリノ(ν̅e)、ミューオンニュートリノ(νμ)には反ミューオンニュートリノ(ν̅μ)、タウニュートリノ(ντ)には反タウニュートリノ(ν̅τ)が対応します。

素粒子の対消滅とは何ですか？

素粒子とその反粒子が衝突すると、両方とも消えてエネルギーが放出される現象を対消滅と言います。例えば、電子と陽電子が衝突すると、両方とも消えてガンマ線が出てきます。

ハドロンとは何ですか？

クオークから構成される複合粒子で、メソンとバリオンに分類されます。メソンは1個のクオークと1個の反クオークから、バリオンは3個のクオークからできています。

自然界の4つの力とは何ですか？

自然界には重力、電磁気力、強い力、弱い力の4つの基本的な力があります。

重力の特徴を説明してください。

重力はあらゆる物質の間に働く引力で、時空の歪みによって引き起こされます。常に引力として働きます。

電磁気力とは何ですか？

電磁気力は電気の力と磁気の力の総称で、電荷を持つ粒子に働きます。光子がゲージ粒子として関与します。

強い力と弱い力の違いを説明してください。

強い力はクオーク間で働き、陽子や中性子を原子核内で結びつける力です。弱い力は素粒子を変換する力で、例えば中性子のベータ崩壊を引き起こします。

素粒子とそれに働く力の関係について説明してください。

強い力はクオークに働き、電磁気力は電荷を持つ粒子に働きます。弱い力は全ての素粒子に働き、重力は質量を持つ粒子に働きます。

Outlines

00:00

🌌 宇宙の素粒子と原子構造の基礎

第9回の物理学講義では、ビッグバン宇宙モデルにおける光と素粒子の世界から始まり、原子の構造に焦点を当てています。ヘリウム原子を例に、原子核と電子の構成要素であるプロトン、中子、そして電子の性質について説明しています。原子核は正の電荷を持ち、電子は負の電荷を持ち、それぞれが異なる質量を持つことが強調されています。さらに、異なる原子では電子の数や核を構成するプロトンと中子数が異なる点に注意が払われています。

05:00

🌐 素粒子の世界と標準理論

物質は素粒子で構成されるという考え方と、1970年代に完成された標準理論が紹介されています。基本粒子としてレプトンとクォーク、ゲージ粒子、ヒッグス粒子が挙げられ、それぞれが特定の性質を持つことが説明されています。電子やアップクォーク、ダウンクォークなど、第1世代の粒子が具体例として紹介されています。世代という概念が区別として導入され、それぞれの粒子が属する世代が示されています。

10:00

🔬 ニュートリノと反粒子の紹介

中性子がプロトンに変化する際に放出されるニュートリノと電子、そして反粒子の概念が説明されています。ニュートリノは質量が非常に小さい電荷を持たない粒子であり、反粒子と衝突することで消滅するという性質を持っています。レプトンとクォークの反粒子、ハレプトンとハクォークの対応関係が具体的に紹介され、粒子と反粒子の相互作用による消滅過程が解説されています。

15:01

🚴‍♂️ クォークの性質とハドロン

クォークが温度が一定以下では単独では存在できないことが強調され、クォークから成る複合粒子であるハドロンの種類が説明されています。メソンとバリオンの区別や、具体的な粒子の例（例えば、パイオン、中間子、ラムダ粒子など）が紹介されています。ハドロンの構成や分類に関する詳細が提供されており、バリオンの性質と例としてプロトンと中性子の構成が説明されています。

20:04

⚛️ 自然界の4つの基本力

重力、電磁気力、強い力、弱い力の4つの基本力が紹介されており、それぞれの性質と働きかたが解説されています。重力は物質間の引力であり、電磁気力は電荷を持つ粒子間の相互作用です。強い力は原子核内での粒子間の結びつきを引き起こし、弱い力は素粒子の変化を引き起こします。それぞれの力がどの粒子に働くか、またその特徴について説明されています。

25:07

🔄 力の働き方と特徴のまとめ

各力が働く距離、媒介されるゲージ粒子、特徴的な作用などをまとめた表が示されています。強い力は到達距離が短く、電磁気力は光子を媒介粒子として持ち、弱い力は素粒子の変換を引き起こし、重力は常に引力として働きます。それぞれの力が持つ特徴を簡潔にまとめ、理解を深めるために役立ちます。

30:09

📚 レプトンとクォークの理解の重要性

講義の締めくくりとして、レプトンとクォーク、反粒子、ハドロン、自然界の4つの力についての理解の重要性が強調されています。これらの要素が素粒子の世界を構成し、現在の物理学の理解に寄与している点に着目しています。

Keywords

💡ビッグバン宇宙モデル

ビッグバン宇宙モデルは、宇宙が一つの非常に高温高密度な状態から膨張し始め、現在のような広大で冷たい状態に発展してきたという宇宙の起源についての理論です。このモデルは、物理学や宇宙学の基礎となる重要な概念であり、ビデオの冒頭で触れられています。

💡レプトン

レプトンは、標準模型に従って分割不能な基本粒子の1つであり、電子や電子ニュートリノ、そして他に2世代存在する粒子類が含まれます。レプトンは、ビデオの主題である基本粒子の1つとして紹介され、電子を含む様々なレプトンの種類が説明されています。

💡クォーク

クォークは、物質を構成する基本粒子の1つで、陽子と中性子を含む原子核を形成します。クォークはさらに6種類に分類され、ビデオではアップクォーク、ダウンクォーク、ストレンジクォーク、チャームクォーク、ボトムクォーク、トップクォークが説明されています。

💡ハドロン

ハドロンは、クォークから成る粒子であり、バリオンやメソンに分類されます。バリオンは3つのクォークからでき、原子核を形成する陽子や中性子が該当します。メソンは1つのクォークと1つのアンチクォークからでき、ビデオでは具体的な例としてパイオンが紹介されています。

💡ニュートリノ

ニュートリノは、電荷を持たず、非常に小さな質量を持つ基本粒子です。ニュートリノは、例えば中性子のβ崩壊過程で放出されるとビデオで説明されています。また、ニュートリノは物質から成るが、物質との相互作用が非常に弱く、宇宙を自由に移動できるという特性があります。

💡強力

強力は、原子核内にあるクォーク同士を結びつける自然界の4つの基本力の一つです。ビデオでは強力が陽子と中性子を結びつけ、原子核を安定に保つ役割を果たしていることが強調されています。また、強力は短距離でのみ作用するという特徴があります。

💡電磁力

電磁力は、電気的および磁的な力を含む自然界の基本的な力です。ビデオでは電磁力がクォークや電子に働き、物質の化学的および物理的な性質を決定すると説明されています。また、電磁力は光子を介して伝播されることが特徴です。

💡弱力

弱力は、素粒子の崩壊や変異を引き起こす自然界の基本力の一つであり、β崩壊を引き起こす力を指します。ビデオでは弱力が中性子から電子とニュートリノへの変化過程を誘導していることが説明されています。弱力は長距離で働くことができず、素粒子のレベルでのみ顕著な影響を及ぼします。

💡重力

重力は、物質間の相互引力を引き起こす自然界の基本力であり、ビデオではすべての物質に働き、特に質量を持つ物体に影響を及ぼすことが強調されています。重力は常に引き合う力を持ち、物体を地面に引きつけたり、惑星を恒星周りに回るようにします。

💡標準模型

標準模型は、基本粒子とその相互作用を記述する物理学の理論であり、ビデオの内容全体を通して触れられています。標準模型では、レプトンとクォーク、そして4つの基本力を網羅しており、物質とエネルギーの基礎的な理解に不可欠な役割を果たしています。

Highlights

物理学の授業でビッグバン宇宙モデルから始まり、光と素粒子の世界について述べています。

ヘリウム原子の構造について説明し、原子核と電子の関係を解説しています。

原子核は陽子と中性子からでき、それぞれ正の電荷と中性を持ちます。

物質は素粒子で構成され、素粒子の種類とその特徴について説明しています。

標準理論によれば、基本粒子としてレプトンとクォークが存在すると述べています。

電子は標準的理論でバラバラにできない基本粒子の一つだと述べています。

陽子と中性子はクォークからできており、クォークの種類について説明しています。

レプトンとクォークにはそれぞれ世代があり、世代の区分について解説しています。

ニュートリノは中性子から放出される電荷を持たない粒子であり、その性質について述べています。

反粒子の概念を紹介し、レプトンとクォークの反粒子について説明しています。

粒子と反粒子が衝突すると消滅し、光子が放出されるという現象について述べています。

クォークが単独では存在できないことと、ハドロンの概念について解説しています。

自然界の4つの基本力について説明し、それぞれの特徴と働き方を紹介しています。

強い力が原子核内でクォーク同士を結びつける力であり、その性質について解説しています。

弱い力が素粒子の変化を引き起こす力であり、その働き方と特徴について述べています。

電磁気力が電荷を持つ粒子にのみ働き、その性質とゲージ粒子の役割について解説しています。

重力が常に引力として働くことと、その特徴について述べています。

授業の締めくくりとして、レプトンとクォーク、反粒子、ハドロン、自然界の4つの力のまとめを行っています。

Transcripts

皆さん

こんにちは物理学1第9回の事業を始め

ます第7回でビッグバン宇宙モデルでは

最初は光と素粒子の世界であったと述べ

まし

たそして前回

光これは広い意味での光すなわち輻射と

いうことになります

がそれについて説明しまし

た今回は素粒子について説明することにし

ます今回の内容

はレプトンと

クォーク反

流子

ハドロン前回の4つの力です

まず基本的なことから押えておき

ましょう原子の構造について

ですスライドに

はヘリウム原子の

場合と書いてありますが厳密にはヘリウム

4の原子の場合

です以下では単にヘリウム原子と呼ぶこと

にします

ヘリウム原子には中心に原子角が

あり周り

を2個の電子が回ってい

ます電子はマイナスの電気を帯びてい

ますこのことを負の電荷を持つと言います

原子核

は2個

の用紙

と2個の中性子から成り立っています

が原子核は2個の用紙と2個の中性子から

成り立ってい

ます陽子は正の電荷を持ちます

そして重さは電子の2000倍もあると

書いてありますがもう少し物理らしく

述べれば容子の質量は電子の質量のほぼ

2000倍

です中性子は電荷を持たない粒子

です重さは用紙とほぼ同じと書いてあり

ますが中の質量は容子の質量とほぼ同じで

あるということ

ですそれではヘリウム原子以外の原子の

場合はどうであるかという

と中心に原子核が

あり周りを電子が回って

いるということはヘリウム原子の場合と

同じ

ですまた原子角は陽子と中性子から

成り立って

いるということもヘリウム原子の場合と

同じ

ですそれでは異なる原子では何が違うかと

いうと周りを回っている電子

の

個数周りを回っている電子の個数それから

原子角を構成している要子と中子の個数が

違い

ます先ほど

電子陽子中性子が登場しまし

たこのうち電子は現在標準的とされている

現在標準的とされている理論によるとこれ

以上バラバラにすることができない粒子

です一方容子とと中性子はいずれもさらに

バラバラにすることができる粒子

です容子も中性子も

クオークというものからできているの

です容子

はUというクオーク2個

とdというクオ1個からできています

中性子はUというクォーク1個とdという

クォーク2個からできてい

ます物質をバラバラにしていくと素粒子に

なり

ますつまり物質は素粒子で形作られている

と言えます

それらの素粒子の世界を記述

する標準

理論

が標準理論が1970年代前半頃までに

作られまし

たこの標準理論に

は以下の4種類の基本粒子

が登場しますここで基本粒子というのは

これ以上バラバラにすることができない

粒子という意味

です1

レプトン2クォーク

3ゲージ

粒子4ヒッグス

粒子このうちレプトンの例が電子

ですクオークの例は1つ前のスライドで出

てきたUというクオークやDという

クオークです

ゲージ粒子というのは今回の最後の方に

少しだけ登場しますがそれ以外にはこの

科目では出てきませ

んヒッグス粒子

は実験的には

最近これは2012年のことになりますが

最近発見されましたがこの科目では名前を

紹介するのみにとめておき

ます頭に入れていただきたいのはレプトン

とクオークであると思って

くださいレプトンとクオークにはこれだけ

のものがあるこれ以外にはないというのを

表したのがこの表

です上の段が

レプトン下の段がクォーク

ですそれぞれ第1世代第2

世代第3

世代というのがありますが世代というのは

一種の区分であると思ってください一種の

区分であると思ってください

レプトンの第1世代に属するの

が

電子E

マイナス

と電子

ニュートリノニニ

Eという粒子です

ここでニュというのはギリシャ文字の1つ

です

ニュートリノについては次のスライドで

説明し

ますレプトンの第2世代に属するのが

ミュオミュ

マイナスという粒子

とニュ

ニュートリノ

ニーミという粒子

ですレプトン

の第3世代に属する粒子が

タウ音タウ

マイナスと粒という粒子

とタウ

ニュートリノニュー

タウという粒子

ですここ

でタウというのもまたギリシャ文字の

ギリシャ文字の1つです

一方クオークの第1世代に測するの

がアップ

クオークUとダウン

クオーク

Dという粒子

です先ほどのスライドにUというクオーク

とdというクオークが出てきましたが

これらはアップクオークとダウンクオーク

であったわけ

ですクオークの第2

世代に属するの

がストレンジ

クオークSとチャーム

クオークC

ですクオークの第3世代に属するの

がボトム

クオークBとトップ

クオーク

T

ですここでニュートリノについて説明し

ます中性子

は陽子に変化しようとする性質があり

ます中性子が要子に変化する

時電子

が飛び出てくるのです

がもう1

つ質量が非常に小さくて電荷を持たない

粒子が飛び出てきます

この粒子をニュートリノと言い

ます次

にレプトンクオークに分類される各粒子に

は対応

する反

粒子が

存在し

ますレプトンの反粒子をハ

レプトンクォークの反流子をハクオークと

言い

ますレプトンとハンレプトンの対応はこの

表の通り

ですEマ電子に対応するハンレプトンはE

+陽電子

ですミュマイナスミュオに対応するハ

レプトンはミュプスハミ音

ですタマイナスタウ音に対応するハ

レプトンはタウプラス半タウ音

ですそれ

から

ニュートリノに対応する反レプトンは反

ニュートリノです

がニュートリノはニュートリノ2は3種類

あっ

て1種類目

のニ

E電子

ニュートリノに対応する反レプトンは反

電子ニュートリノ

ですここでニという文字の上にニという

文字の上に横棒が付いていますがこれが反

粒子であることを表してい

ますこの横棒をバーと読みますバーと読み

ます従って反電子ニュートリノは

ニュE

バーという記号で表され

ますニュートリノの2種類目のニュ

ミュミュ

ニュートリノに対応するハンレプトンは

ニーミバー反ミニ

トリノです

ニュートリノの3種類目のニュータウタウ

ニュートリノに対応するハンレプトンは

ニュータウバーハタウ

ニュートリノ

ですなお1つ前のスライドでニュートリノ

が飛び出てくるという説明をしましたが

厳密には飛び飛び出てくるのは反電子

ニュートリノで

あり反電子ニュートリノで

あり反ニュートリノに属し

ますしかしニュートリノと反ニュートリノ

を総称し

て広い意味でニュートリノと呼ぶことも

あり

ます1つ前のスライドでニュートリノが

飛び出てくるという説明をしたのは広い

意味でニュートリノという言葉を使った

ものだと解釈して

くださいクォークとハクォークの対応は次

の表の通り

ですUアップ

クオークに対応する反クオークはUバ半

アップクオーク

ですDダウンクオークに対応するハ

クオークはDバー反ダウンクオーク

です

Sストレンジ

クオークにに対応する半クオークはSバー

半ストレンジクオーク

ですCチャームクオークに対応するハ

クオークはCバー半チャームクオーク

ですBボトムクオークに対応するハ

クオークはBバー反ボトムクオ

ですTトップクオークに対応する反

クオークはT

バー反トップクオーク

ですある粒子とそれに対応する反粒子が

衝突すると両方とも消えてしまい行使が

でき

ます行子については前回説明しました

これを追

消滅と言い

ますこれは対

消滅ではなくてつ消滅と呼んで

ください粒子と反粒子のつペアが消滅する

という意味です

例えば電子

の反粒子は

陽電子

です陽電子は電子と質量が全く同じですが

正の電荷を持ち

ます電子

と陽電子が

衝突する

と両方とも消えて光子が出てき

ますこの時できる光子の持つエネルギーは

ガマ線に相当するの

で図にはガマ線と示されてい

ますクオーク

はクオークは

温度が10の12乗ケルビン以下では単独

で存在でき

ず複合粒子としてのみ存在することができ

ますこのクオークからできている複合粒子

を

ハドロンハドロンと言い

ますハドロンは

メソンと

バリオンに対決され

ますこれについては次のスライドで説明し

ますメソンというの

はクオーク1個と半クオーク1個からでき

ている粒子のこと

です例えば

パ中間子

プラスという粒子

はアップクオーク

U1個

とハダウンクオークDバー1個からできて

い

ますこれはメソンに分類され

ますまた軽中監視

プラスという粒子は

アップクオークU1個

と反ストレンジクオークSバー1個から

できてい

ますこれもメソンに分類され

ます一方バリオンというのはクオーク3個

からできている粒子のこと

です例えば今回の最初の方で述べた通り

用紙はアップクオークU2個とダウン

クオークD1個からできてい

ますまた中性子

はアップクオークU1個とダウンクオーク

D2個からできてい

ます従って用紙も

中性子もバリオンに分類され

ます他のバリオンの例として

はアップクオUダンクオークdストレンジ

クオーク

s1個ずつからできて

いるラムダ

粒子アップクオークU2個とストレンジ

クオークS1個からできて

いるシグマ粒子

プラスアップクオークU1個とストレンジ

クオークS2個からできて

いる具材粒子

中性があり

ます図にはこれまで出てきたことのない

ギリシャ文字

しかも大文字が出てきていますが気にし

ないで構いませ

ん色々な粒子が出てきましたが頭に入れて

いただきたいの

は容子と中性子

がハドロンで

ありさらにバリオンに分類されるバリオン

に分類されるということです

ここからは自然界の4つの力ということに

ついて説明し

ます自然界には色々な力があるように見え

ますが元をたどれば4つの力のうちどれか

になるということ

です4つの力のうち1つ目は

重力です

重力はあらゆる物質の間に働く

引力あらゆる物質の間に働く引力

です惑星の好転運動

が太陽の

重力万有引力によって起こることは第2回

に出てきました

またアインシュタインの一般相対性理論に

よると重力は時空の歪により引き起こさ

れるということを第6回で述べまし

た2つ目は電磁気力

です電気の力と時期の力はそれぞれ昔から

知られていましたがそれらは電磁気力と

いう1つの力が別の現れ方をするものだと

いうことが19世紀になって明らかになり

まし

た物質の科学反応も電磁気力によって

起こり

ます我々にとって馴染み深い力例えばバネ

の力や筋力は重力以外は全て元をたどれば

電磁気力であると言え

ます我々にとってなじみ馴染み深い力が

重力か電磁気力かどちらかになるという

こと

は4つの力のうち残りの2つはは我々に

とって馴染み深くない力ということになり

ますその2つの力に

は強い力と弱い

力という名前がついてい

ますまず強い力

は原子格内で容子や中性子を固く

結びつける力です

陽子は正の電荷を持ち中性子は電荷を持っ

ていませんのでもし電気の力しかなければ

原子核は一塊になっていられないはず

です陽子と中性子がまとまっていられるの

は強い力が働くから

です陽子も中性子もクオークからできてい

ますので

正確に述べれ

ばクオークの間で働く

力が強い力

です一方弱い力

は素粒子を壊して他の素粒子に変える力

です例えばニュートリノの説明のところで

中性子が陽子に変化する時に電子と

ニュートリノが飛び出て

くると述べまし

た中性子が陽子に変化する時に電子と

ニュートリノが飛び出てくる過程をベータ

崩壊と言います

このベタ崩壊を引き起こすのが弱い力

です強い力と弱い力が我々に我々にとって

馴染み深くない理由はこれらの力がミクロ

の世界でだけ働く力であるから

です素粒子の種類と働く力との間には密接

な関係があり

ます素粒子

を

クオーク電子Eマ音Uマイスタオタウ

マイナス

ニュートリノの3つに分類して考えること

にします

これはレプトンを電子ミオタオと

ニュートリノに分けて考えるというのと

同じ

ですまず重力

は

クオーク電子ミオ

タオ

ニュートリノのいずれにも働きき

ますニュートリノの欄に質量を持つ場合と

書いてありますがニュートリノは質量を

持つことが1998年に実験的に示され

まし

た弱い力からも

クオーク電子三音タウ

音ニュートリノ

のいずれにも働き

ます電磁

気力電磁力と書いてありますが電磁気力の

ことだと思ってください電磁気力

は

クオーク電子三音タウ

音には働きますがニュートリノには

働きませ

んその理由は電磁気力は電荷を持つ粒子に

のみ働きますがニュートリノは電荷を持た

ないから

です最後に強い力

はクオークには働きます

が電子民音多音には働きますし

ニュートリノにも働きませ

ん要するに強い力はクオークには働くが

レプトンには働かないということ

です先ほど述べたことを含めて自然界の4

つの力についてまとめたのがこの表です

まず働く粒子についてです

が強い地からはクオークに働き

ますすなわちクオークで構成されている

粒子に働くということ

です電磁気力は電荷を持つ粒子に働き

ます弱い力は全てのの素粒子に働き

ます重力は質量を持つ粒子に働き

ます次にそれぞれの力の特徴を述べ

ます強い力

は到達距離が

短いという特徴があり

ますこれは2つの粒子が非常に接近して

いる時には文字通り強い力が働きます

が2つの粒子が少し離れると途端に全く力

が働かなくなるということ

です電磁気力には光子が関与

するという特徴があります

それはやや難しくなりますが次に述べる

ようなこと

です力というものは対応する粒子を

やり取りすることによって作用し

ますその際にやり取りされる粒子をゲージ

粒子と言い

ます今回の最初の方に出てきたこの

スライドで

4種類の基本粒子のうち3べ3番目に出て

きました4種類の基本粒子のうちの3番目

に出てきまし

た電磁気力の場合

はやり取りされる粒子は光子になり

ますこれは光子というのがゲージ粒子と

いう種類に属する粒子であることを意味し

ます

弱い力は素粒子を変換するという特徴が

あり

ます先ほど

素粒子を壊して他の素粒子に変える力が

弱い力であると説明したのと同じこと

です最後に重力は常に引力として

働くという特徴があります

例えば電磁気力は引力として働く場合と

反発力として働く場合がありますが重力は

引力としてのみ働き

ます今回の内容

はレプトンと

クオーク反

流子

ハドロン自然会の4つの力でし

たそれではこれで今回の事業を終わります