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テキトーな素粒子の話 過去ログ


※わかりにくい個所や重複を除いたブリーフ版に移行予定中。そちらの出来にもよるんですが、恐らく完成したらこのページは無くなると思います。




(04.03.07:その他> テキトーな素粒子の話> その5)
テキトーな素粒子の話5

粒子って見る事ができるのか?について解説してみました。

番外編

掲示板にご投稿いただいたので、ちょっとトーンを変えて書いてみます。例によって、調べれば他のサイトさんが詳しくて正確に決まってるので、ウチだけしか書かないような事だけにしときます。

見る

とりあえずは、見る=観測という事で良いと思いますが、人はどういう状態を「見た」といっているのでしょうか。


1.光が反射して姿がわかる


大きさの話

Order大きさ(約)メートル換算[m]
612800Km1.2×10^7地球の直径
01.0m〜2.0m1.0m〜2.0m人間の身長
-6500nm〜1μ5.0×10^-6〜1.0×10^-6ミトコンドリア
-7360nm〜830nm3.6×10^-7〜8.3×10^-7可視光線の波長
-7150nm1.5×10^-7HIVウイルス
-1010pm〜100pm1.0×10^-8〜1.0×10^-7X線の波長
-820nm2.0×10^-8タンパク質
-101angstrom1.0×10^-10原子の大きさなど
-1025(53)pm1.0×10^-10水素原子?
-151フェムトm1.0×10^-15陽子

おおざっぱにいって(間違っているかもしれません)、普通の顕微鏡で細胞は見れてもウイルスやDNA は見れません。波長とは便宜的に後で説明するボールの大きさだと思って下さい。指数表示は高校生にならないと慣れないかもしれませんが、要するに10^-6とは100万分の1、10^-9とは10億分の1という意味です。書くのがメンドくさいので、ゼロの数を横に書いてるようなものだと思ってください

1.以外はイマイチ想像しにくいんですが、こういうのはどうでしょうか。もし1.ができない状況(透明人間みたいなものを見る)としたら、何をもって人は「見た」と思うのかを考えてみるのが良いのでは無いでしょうか。

2.位置や形が予測できる

透明人間の場合は墨でもぶっかけて紙にくっつければ形がだいたいはわかりますよね。これで、「見えた」といっても良い事にする時もある様です。また、包帯を巻いた透明人間も透明人間そのものは見えてませんが、見えたと判断している事もあるみたいです

ボールを投げる

もっとアバウトになにかあるかどうかだけを知りたい時は、ある方向にガンガンとボールを投げて跳ね返って来るカンジで輪郭を掴む事ができそうです。しかし、透明人間だったら普通は当たればよけるでしょうから、ボールを結構な量を一瞬で投げないといけないかもしれません。

3.何も無い状態と違う状態を区別できる


ボールをぶつける方法にも問題があります。やっぱりボールが当たったら相手にも影響がありますからボールの大きさに比べて小さいものは「見る」事が難しくなります。例えば、小さい透明ボールに2.の方法を使うとボールが当たるとどっかに転がっていってしまうので、跳ね返ってきません。しかし、何も無ければ見える方のボ−ルはまっすぐ飛ぶハズですから、ボールの「軌道が変わった=見えた」としてもよさそうです

4.痕跡を伺う事ができる


ニュートリノの場合

ニュートリノの場合は、陽子や中性子よりもあまりに小さい(厳密には電子やニュートリノには大きさが無いのですが、こういう事を書くと混乱するので、ここではちょっとはある事にしときます)ので観測する事が出来きないと言われていました。しかし、たまたまニュートリノが陽子とかに衝突するとチロっと光るそうです。光の無い地下深くに純水を貯めた巨大なプールを作って、そこがチロッと光ったら「ニュートリノが見えた」という事にする事にしたそうです。いわゆるスーパーカミオカンデの事です

ただ、宇宙からもニュートリノはガンガン来ているので、これだけではどのぐらいチロと光ったらどのぐらいのニュートリノが出るかわかりません。(何もしなくても光ってますから、それだけだと見えたとは言い切れません)。そこで、近くの原発などで核反応を発生させるとこのチロっとした光り方が変化するので、これを理論値とつき合わせて、「予想通り変わった=見えた」としているそうです

一応、心配する人がいるといけないので、ニュートリノは人体に危険かどうかですが、原子はとてもスカスカなので多分大丈夫です。そのスカスカ度合いは地球ぐらいの大きさの所の真ん中に小さい空き地(直径12mぐらいの円)があるぐらいのスカスカ度合いです。

ですから原子全体がニュートリノが当たるのを防ぐのは、自分の家にピンポイントで隕石が当たるかもしれないので、地球全体にネットをかぶせる様な感じでしょうか(他の家は関係なく、自分の家を守るためだけですよ)。要するにそんな事を気にしては生きていけないという事です。

とりあえず

「見える」ってのは、こんな感じでいいのではないでしょうか。4.はちょっと怪しいのですが、1.〜3.のポイントは「透明人間がここに居た」では無く、「透明人間は10秒後にここを通ります」と予言して、だいたいそのぐらいに透明人間が通ったら「見えている」と判断するらしいです。これを「再現性がある」とか言うらしいです

SFな話

という事で、「見えている」といってもせいぜい名前も判らないコンビニの店員さんと同じで、「いつ見てもレジが2台機能しているのだから、このコンビには店員が二人いる」と言うような物です。ホントはシフトを組んだり、一瞬だけ一人になったりしてるかもしれません。さっきの粒子と今の粒子が同じか違うかはわかりません。ただ、ある程度の長さの時間で見るとあたかも連続した一つの粒子に見えるだけです。ですから、別に見えない所では、いろいろ町があってモンモンとした、しょっぱいやりとりがあるのかもしれません

・・・こっちの話は書いてる本人が訳わから無くなる可能性大ですので、また機会があればにします。



(04.02.05:その他> テキトーに判る素粒子の話4)

テキトーな素粒子の話4

粒子とは?(特別出演)

イントロ

3でも何の説明も無く、難しい話を書いてますねえ

かといって、原子とは何かとか今更、言い出したら説明しづらいでしょう?

そうですねえ、でもせめて、粒子の話はしといた方がいいんじゃないですか

じゃあ、それいきますか

粒子


粒子というのは割と狭い意味で陽子とか中性子とか電子みたいなんですけど、素粒子との明確な違いは出てきて無い気がします。多分、電子が素粒子の一つなのでわかりにくいんだと思うんですか、まあ言い易いのでここでは単に粒子とします。

粒子というのは、せいぜいシールの気泡のでっぱりみたいな物で何か特別な物がある訳ではありません。自然界では質量が小さい電子などのレプトンとボゾンを除けば、陽子と中性子以外は短時間で崩壊してしまいます。

雑感


・・・ってあれもう出番ですか?


なんか、俺たちの方が書きやすいみたいよ

益々小ネタと区別つかないじゃないですか

まあ、しょせん管理人が同じですからね

あーもう始めましょう、で粒子の話でしたっけ

そうみたいですね。結局、粒子って何なんですか?

粒子ってのはですね。部員みたいなもんです

えー!また安易に擬人化して、トンデモ科学とか言われたらどうするんですか?

こっちはあくまで考え方ですからね。どっかの助教授みたいに熱力学の第二法則にケチをつけたりはしませんよ

また危ないネタを。で、どうして粒子は部員なんですか

あのね。中間子とかねクォークとかね素粒子だとか、粒子とか呼ばれてますけど、どのぐらいの寿命だか知ってます?

確か長いのでも10の8乗分の1秒とかでしたっけ

ね?

ね?って何ガですか

もう明らかに幽霊部員じゃないですか

・・・いや、どうだろう


居ますよね、どこの世界にも、たまたま顔を合わせた時はあたかも本物みたいな感じで、肝心な時には居ない奴

まあ、いますね

あれと同じですよ。部費の申請の時とか新歓の時は数字が少ないとカッコがつきませんからね。そいつらも数にカウントされるんです。でもね、実際に見にいったら二〜三人ですよ。部長だって、全然やる気ないのが居ても困るから黙認ですよ

ちょ、ちょっと話がズレて・・・

まあ、部員だって事になってますけど、隙あらばオイシイとこだけ持っていくセコイ奴らなんです

ま、そういう考え方もあるんですかね

ある意味ですね、電子だってどうかと思いますよ

いや、そんな名指しで

だってそうでしょう。軌道とかいってフラフラしやがって、どこに居るかもわからんのですよ?

それは不確定性原理で・・・

下手な言い訳しないで下さい。部員だったら何時いっても同じ位置に居ないとおかしいでしょう?

いや、それは違うでしょ。部室の中ならどこでも好きな場所に居ていいじゃない

う”

ま、電子も一応校内には居るみたいですし電荷が一定なら細かい事いう必要はないんじゃないですかねえ

甘いなあ、それじゃインターハイまで残りませんよ

いや、それはしょうがないでしょ。大体、掛け持ちでもちゃんとやってる人はやってますよ

ああ、共有する電子ですね。もう、ああいうのがいるから活動状況がわからないんですよ

でも、ですよ。活動なんて部室で固まっててもしょうがないでしょう。自主トレなんて家でもできるし、要は広い意味で活動してもらわない事には、それこそ居るか居ないかわからないでしょ?。同じレプトンでも電子ニュートリノなんて存在感ゼロですからね

まあ、エネルギーが余って、うろうろする気持ちはわからんでも無いですしねえ

部室を中心にしていてもたまには遠くにいる時もありますよ。存在確率ってのはそういう事でしょう

なんかうまく丸め込まれた気もしますけど、まあ一箇所にいなくても別にいいでしょう。ある程度の時間で成果が出てれば杓子定規に文句を言う話ではありませんからね。しかし、しかしですよ。素粒子の連中はどうも納得いかない。アイツらは3日部員どころの騒ぎじゃありませんよ

それでも居なくなった後に、確かにちらかってお菓子とか減ってる訳だから、人数を数えない事にはどうにもならないじゃないですか

ほっとけばいいんですよ。そんな連中

まあまあ、部員じゃない生徒もいつ部員になるかわからないでしょ。ある意味、全校生徒が部員予備軍なんだし

そんないいかげんなスタンスだから宗教法人の会員の合計が人口より多くなってしまうんですよ

そりゃ言い過ぎですよ。とにかく一瞬だけでも部員になる人たちの動向が大事なんですから

あれ、粒子の話じゃないんですか?

・・・まあ、粒子ってのは部員みたいなもんと見た方がいい時もあるんです

ほら、やっぱり

じゃあ、反粒子って何なんですか?



うーん・・・・・彼女?

って男子校なんですか

だって説得力あるでしょ

ま・・・最優先事項だしねえ

(このページはフィクションです。実在の粒子や素粒子とは一切関係ありません。)


(04.02.03:その他> テキトーに判る素粒子の話3)

テキトーな素粒子の話3

イントロ

あれ、もう3ですか

だって、まだわかんないとこあるんだもん

いや、そんな口調にしてみてもダメでしょう

じゃあですね、とりあえず簡単そうなところからいきます

粒子と反粒子


宇宙の始まりの頃のお話です

昔、宇宙はどえらく小さいものでした。マメつぶより小さかったらしいです。で、そのエネルギーはこれまたどえらく大きいものが集まっていましたので、粒子やクオークみたいな物質ではいられなくて、ドロドロのスープ状態だったみたいです。大ざっぱにいうと真空とそうでないところがイマイチはっきりしない様な感じじゃないかと思います

そういう超々高圧の世界では、こうクォーク的にもアイデンティが維持できず、ふらふらとモラトリアムな生活を過ごしていたのではないかと思います。しばらくたって、宇宙が拡張し始めして、じゃあそろそろ身を固めるかと思ったかどうかはわかりませんが、素粒子の基本となるクォークとかレプトンとかも出来たみたいです。

で、一気にSFチックになるんですが、粒子と反粒子ってのがありましてね。この宇宙は中途半端に対称なのですが、まあ粒子があるんなら反粒子があってもいいじゃないってな感じで出来たんだと思います。大きさとかは全く同じで性質が全く逆のものです。そもそもは、数式的に都合が合う様に符号が逆のものが考えられたものだと思いますので、キッチリ同じです。まあ、私らにわからない所でちょっとは違うとは思いますけど、そこいら辺は目をつぶってやって下さい

で、この粒子と反粒子はですね。衝突すると対消滅して消えてなくなってしまいます。「なくなる」とかいってますけど別にエネルギーは無くなったりしないので、別の状態になっただけです。むしろ元に戻っただけだと私なんかは思うんですけど、モノは言い様です。まあ、見た感じバシュとかバチッとか言いながら消えてしまうんでしょう。でも光子がでるとは限らないので、光ってるかどうかはわかんないですし、そもそも音なんかしないと思うんですが雰囲気で、「あーあ消えてもうた」ってのをイメージして下さい

まあ、見てきた訳じゃないんですけど、どうも宇宙が出来て暫くして、粒子と反粒子ができまして、バンバン消滅していったらしいんです。ここで粒子も反粒子も全部対消滅して最初の何も無かった状態に戻ったのなら「今の私らは何やねん?」って疑問が湧きますよね。なんか、これも見てきたみたい言う連中が多いんで本当かどうかわかりませんが、なんか粒子の方がちょっと多かったらしいんです。都合が良すぎると言われると立つ瀬がないんですが、まあ「そう考えとこうや」って話になってるらしんです

もう、かなりうさん臭い話ですわ。恣意的なものを感じて「神が創りたもうた」とか言いかねない勢いです。ここいら辺は釈然としません。で、物理屋もちょっとカッコ悪いと思ったのかどうかわかりませんが、数式をこねくり回します。で、何やら「CPT不変」とか言い出して説明にならない説明をしていますんで、ちょっと触れときましょうか

私らの住んでるとこは実は四次元なんていいましてね。時間と空間(三次元)足して同じだとか言い出す奴がいる訳です。もう、そんなアホなちゅう勢いですが、そこいら辺は許してやって下さい。言い出しっぺはアインシュタインとか何とか言う変わった人で、相対性理論とか言い出して未来永劫に渡り学者と受験生を苦しめたろって勢いで言い出しました。まあ、一部の狭い世界ではかなり貢献したんですが、世の中トータルだとまだマイナスじゃないですかね。まあ、見えないものが見えてる連中には、たまらんっちゅうくらい評価されてますわ。確かにこんなページが出来てるのもシュタちゃんのお陰ですから悪くは言えませんけどね。まあ、なんせ変わった人だと思います

ちょっと脱線しましたね。話を戻しますと、時間は何でか知りませんが進むだけで戻りません。時計が逆に廻る事は無い訳ですね。誰でも知ってる事なんですが、この辺がどうも偏ってるとか言い出す連中もおったらしいです。で、話を総合すると、粒子と反粒子の違いは時間が進む方に有利かどうかという事らしいんです。もうさっぱり何ですが、私なんか素人が思うにですね、どうも宇宙は時間が私らと同じ向きに進む宇宙でも逆向きに進む宇宙でもいいじゃないかって事らいいんです。で、当然見ること出来ませんけどそういう時間が反対に進む宇宙では反粒子がブイブイ言わせてるんじゃないかとそういう理屈じゃないかと思うんです。で、あっちでは私らの粒子を反粒子呼ばわりしていると、そういう失礼な話らしいんです

もう、この辺はイントロの話なんで、テキトーに切り上げますが、要は今の粒子はこの宇宙の時間が進む向きにやや有利だったって事でいいじゃないですか。ホンマは粒子の気持ち的には何か思うとこがあって本人的には満足いかんところもあるかもしれませんが、もうこんなに長い間おるっちゅう事は向いとったちゅう事ですよ。何事もイヤイヤやっとったら続きませんからね。何度か「ワイも対消滅とかいわず崩壊してまおうか」みたいな気持ちもあったかも知れません。でも、いいじゃないですか、もう今更やし彼に頑張ってもらいましょうよ

あ、後ですね。原子の中身は陽子と中性子と電子とか何ですけど、これを粒子と読んだりします。素粒子は粒子の素という事で、今は自然界に存在するものでそれ以上分けられるかどうかはどもかく素粒子と呼ぶようです。ですからこの上の話は素粒子と反素粒子がより正確な表記なんですけど語呂が悪いので粒子と反粒子にしています。そこいら辺はワザとやってるんで、素粒子の身内の方は気分を悪くせんとって下さい

雑感


スタイル変えてきましたね

マジメに話すとアラが目立つしね

まあ、粒子と反粒子があって対消滅していき粒子が残ったという事だけわかればいいでしょうしね

じゃあ、次は陽子と中性子と電子の話ですか

そうですけど、第一世代でまとめてニュートリノも入れときますか

ニュートリノは難しくないですかね?

でも今更、出し惜しみしてもしょうがないでしょう

陽子と中性子と電子とニュートリノ


第一回でクォークとかレプトンとかが世代があって、第一世代がブイブイいわしてる見たいな事を書きましたが、イマイチいい例えではなかった様です。物質というのはエネルギーがちょうどいいところで閉じこもっているらしいんですが、第一世代はエネルギー蟇目ですから、どちらというとひっそりしている訳です。

この、辺りをうまく説明する方法が無いのですが、誤解を恐れずにいってみます。気泡の入った汚ちゃならしいシールを想像してみてください。だいたい、真平らなんですけど微妙にデコボコなんですね。で、デコボコなんて書きましたが正確にはデコデコです。周囲より引っ込むのは基本的にできません。そういう感じのものを想像してみてください

で、このデコの一つが粒子でボコの一つが反粒子なんですね。真っ平な所ってのは真空です。対消滅とか大げさな事いってましたが、要はデコデコが一杯あるので、あっとゆう間にボコは近くのそれっぽいデコと打ち消し会うという寸法です。で、今あるデコデコの方はやや弾力があってですね。ちょっと突いた位じゃどうにもならないんです。で、もうどうかと思うぐらいの勢いで突くとデコは見かけ上いなくなります。でも、なんか横のほうにデコっとできちゃう訳です。こういうイライラっとするものが粒子なんですね。で、何度やってもデコデコの和が変わらないのを「エネルギー保存則」なんて呼んだりします

で、細かい理屈は抜きにすると、このデコっとしたツブツブの大きさなんですが、かなり小さいんです。どんなに寄せて寄せて大きいツブツブにしようとしてもあっとゆう間に小さいツブツブになってしまいます。もう、かなりムキになってバッチンバッチンやってですね「あーでっかいツブツブできたー見て!見て!」と頭悪く大騒ぎするのが、素粒子物理学という訳です。もう、想像しただけでも、それはそれは難しい割には痛々しい話なんですね。エライ力でぶったたいて、ツブツブに戻るほんの一瞬を観測する訳ですから、気が遠くなる程メンド臭い事になります。シールでこんなことやってる人がいたらかなりヤバイんですけど、さらにさらに小さい粒子でこんな事やる訳ですから、そりゃお金もかかる訳です

で、このツブツブのうち大きいのが陽子です。電子と電子ニュートリノは小さい方です。中性子はわりと簡単に陽子になってしまいます

電子とニュートリノなんですか、電子は電荷が-1で電子ニュートリノは0です。イマイチ対象ではないんですけど、昔の人が真空から考えて電子の電荷を-1とすると決めた訳ですからしょうがありません。まあ、便利な時もあるのでガマンしていきましょう。で、この二つはこれ以上詳しい話は出来ません。電子や電子ニュートリノというのは壊れる事ができないのではないかと言われています

電子が崩壊する事は無いといっても陽電子という反粒子があれば無くなってしまいます。無くなったといっても光子になる訳でこういうのが難しいですが、単なる嫌がらせですから気にしないで下さい。この時できた光子はビヨーっと波紋の様に広がっていきますから何もかも無くなったという訳ではありません。まあ、便宜的には、質量がゼロって事なので、シールの平らな面と同じ大きさの出っ張りです。こんなのは想像できませんから目に見えないシワが面の水平方向に出来たとでも思ってください。そのシワはどこかのツブツブに当たるとそのツブツブが変化したりしますので、無くなった訳ではありません。質量も無いくせに安定しているという、とにかく鬱陶しい物です

電子も電子ニュートリノも小さいですから、壊れにくいってのは何となく判ってもらえると思います。で、電子ニュートリノなんてのは電荷が無いので、エライ勢いで移動しても誰にも相手にされません。地球とか余裕で突き抜けるぐらい寂しい事になってしまうらしいです。まあ、電子ニュートリノの大きさからすると電子や陽子にたまたま当たるなんでのは、信じられないぐらいの運の悪さです。どのぐらい運が悪いかは素粒子の話をしてる時はちょろっとしか語られてないみたいですので、テキトーに切り上げます

で、陽子と中性子は中間子を交換しているという話をしとかないといけませんので、触れておきます。普通は中性子だけだと陽子になってしまいます。原子核の中では陽子をポコっとしたツブツブだとしたら中性子はノコっとしたツブツブみたいなものでしょうか、で中間子というメコっとした歪みで、うまいこと一緒にいます。これまた大雑把な話で申し訳ないんですが、なんとなく陽子と中性子が適当な時間で交代して存在しているとでも思ってください。原子核なんかはは周期的にボコボコしてる訳で、その瞬間的に捩れたひずみの部分を中間子だと思ってください。中間子はわりと大きなエネルギーをもってるので、あっという間に他のツブツブに絡んでいってしまい、安定して存在したりはしません。クォークと反クォークのペアだと言われても普通は余計わかりませんので、このぐらいの認識でいこうと思います

中性子星

中性子の話が少なめなので、ちょろっと余談です。恒星はある程度以上大きいとブラックホールになり、ある程度以下だと白色ワイ星になるそうで、その間でいい感じの大きさだと中性子星になるそうです。

どういう事かというと恒星というのは、年を経て核融合のエネルギーがしょぼしょぼとなってくると、重力が効き過ぎて収縮してしまうらしいんですね。で、グングン小さくなると電子と陽子を弾き飛ばす電磁力よりも強く重力が効いてくるらしいんです。そうすると電子と陽子は中性子と反電子ニュートリノになるんだったと思うんですが、電子ニュートリノが反なのか正なのかはちょいとはっきりしません。まあ、なんせ外から見ると中性子の固まりと考えた方がいいので中性子星と呼ばれてるそうです

反電子ニュートリノもどうせだったら一緒に居ればいいと思うんですが、質量がエライ小さいらしく、中性子星からサクっと飛び出してしまいます。で、こういうのをパルサーとか呼んでた気がします。結局、何がいいたかったのかというと陽子が安定なのは近くに電子が無いときの話で、状況によっては中性子が安定な場面もあるそうですよ、というお話です

雑感


正直、イマイチですね

うーん話が分散してますよね

まあ、クォークは6種類とかいっても実際はほとんどアップクオークとダウンクオークの組み合わせだけ、特に陽子と中性子しか許されないと見ても何ら問題無いってことが触れられてない気がしたんですよね

レプトンも単にニュートリノって言う時に電子ニュートリノなのかミューニュートリノなのか反電子ニュートリノなのかもなんか適当ですよね。

ここいら辺をうまく書きたかったんですけどね

ちょとお時間を頂きますかね

そうですね。無理して頑張る様な話じゃないですからね

万が一検索エンジンで来ちゃったら可哀想な事しましたね

ああ、それは本当に済まないと思ってます

毛嫌いせずに、ちょっと数式でも使ってみればどうですか?

でも、回転行列とか使えるツールとかないとツラくないですか?

遊びでマセマディカを買うってもねえ

まあ、書いときますが。誰か寄付してくれるかもくれませんよ

書くのは自由ですけどね

もうちょいくだけて、宇宙論の話にします?

それならそれで複雑な数値をちょっと判り易く説明したいですね

確かにね。何光年とかってイマイチわかりにくいんですよね。銀河の大きさとかわからないと相対尺度にならないと思うんですけどねえ

まあ、そっちも手間かかりますから、おいおいという事で

はい、おいおいという事で




(04.02.03:その他> テキトーに判る素粒子の話2)
テキトーな素粒子の話2

イントロ

なんかタイトルちょっと変わってない?

いいんだよ。「わかる」が取れただけで気が付く奴はいないよ

で、なんでしたっけ

もう、全然メゾンとバリオンの名前がメンドくさいってだけであきらめた

じゃあ、とりあえず

準備

ギリシャ文字
Ααalphaα崩壊
Ββbetaβ崩壊
Γγgammaphoton リック・ディアス
Δδdeltabaryon
Εεepsilon--百式
Ζζzeta--Zガンダム
Ηηetameson
Θθthetameson
Ιιiota--
Κκkappameson
Λλlambdabaryon
Μμmulepton
Ννnuleptonニューガンダム
Ξξxibaryon
Οοomicron--
Ππpimeson
Ρρrhomeson
Σσsigmabaryon
Ττtaulepton
Υυupsilonmeson
Φφphimeson
Χχchimeson
Ψψpsimeson
Ωωomegabaryon/meson

-+--
12Tpピコ
9Gnナノ
6Mμマイクロ
3Kmミリ
2hcセンチ
1dadデシ

quarkとleptonとボゾン
電荷1st2nd3rdヒッグス電磁重力
1------H+W+
2/3uct
1/3
0νeνμντH0ZγBG
-1/3dsb
-2/3
-1e-τ-τ-H-W-

雑感

とりあえず、難しすぎるのでこのページは一覧だけね

これでもあちこち間違ってるよ

まさか、ここを使う奴はいないだろう。だいたいアイソスピンを間違って困る事なんである?

いや、そうじゃなくて・・・、えーと私的なメモなんで、流用する時は他とつき合わせて使って下さい

mesonの一覧のようなもの


3q:d反u/u反u/d反d
4q:d反u/u反u/d反d/s反s ?
5q:d反u/u反u/d反d/s反u/u反s/s反s ?

meson(u・dだけかs反sの組み合わせのみ)
----QMevLifeTimequarkJPCiG原因備考
πPion+-140-82q-2P0-?1-wμ- + νμ
πPion0135-162q-2P0-+1-e光子*2
π201670-16?2-+1-
η0547-203q-3p0-+0+e光子*2/π*3
η20many-20?3q?2-+0
η'0958-223q-3p0-+0+sη+π*2
ρ+-0770-232q-4P1--1+sπ*2
ω0782/1420-222q-2P1--0-sπ*3Gパリティ
Φ01020-22s反s1--0-sK+ K-/Kl Ks反転の対称性
f0many-233q/3pInt++0色々πとかK
h0many-233q/3pInt+-0色々πとかK
b101235-235q1+-1+色々
a0many-235qInt++1-
f00600/980/13700++0+
f2012702++0+
f101285/14201++0+
a00980/1280/14500++1-
a2013202++1-
h1011701+-0-
η01295/14400-+0+
π013000-+1-
ρ+-014501--1+

meson(u・dだけかs反sの組み合わせのみのパターン)
--電荷MevTime原因
π+140-8u反d
π-140-8d反u
π0135-16(u反u+d反d)/√2
ρ+770-23u反d
ρ-770-23d反u
ρ0770-23u反u
ρ0770-23d反d
η0547-20u反u
η0547-20d反d
η0547-20s反s
η'0958-22u反u
η'0958-22d反d
η'0958-22s反s
ω0783-22u反u
ω0783-22d反d
ω0783-22s反s
h0many-233q
f0many-233q
b101230-235q1
h101170-233q1
h101770-233q1
h101380-233q1
a001450-235q0
a00980-235q0
a101260-235q1
f001370-233q
f001710-233q0
f00600-233q0
f00980-233q0
f101285-233q1
f101420-233q1
π201670-16?2
η201645-20?3q?2
η201870-20?3q?2
a201320-235q2
f201270-233q2
f201525-233q2

meson(s/c/b/tがからむもの)
ParticleQMeV/c^2LifetimeMakeupIJPC
K+-+-494-8u反s/s反u1/20-uwπ*2/π*3パリティの破れ
K0(Ks)0498-10d反s・s反d1/20-uqπ*2Cp+1
K0(KL)0498-8d反s・s反d1/20-uqπ*3CP-1
K*-0+892-23u/d反s?1/21-usK π
K1A+---u/d反s1/21+u
K1B+---u/d反s1/21+u
K2+-1770-u/d反s1/22-u
K*0-0+1430-u/d反s0++
K*2-0+1430-u/d反s1/2
J/ψ03097-21c反c0-1--
ψ03685他-23c反c0-1--ハドロン/D _D
ηc02980-22c反c0+0-+ハドロン
χc03415他-22c反c0+Int++J/ψ含
D+0-1870-9c反uu反cd反cc反d1/2x0-u
D*+0-2007-22c反u/d?1/2x1-u
D1x2420-c反u/d1/2x1+u
D*2x2460-c反u/d?1/2x2+u
Dsx1969-10c反s・s反c0x0-u
Ds*xx-c反s0x??u
Ds1x2536-c反s0x1+u
Υ09460他-20b反b1---ハドロン/B _B
B+5280-9u反b・b反u・d反b1/2x0-u
B*0--u/d反b1/2x1-u
_B05280-9b反d0-1
Bs05369-9s反b0x0-u
_Bs05369-9b反s0-1
Bs*0--s反b1--
Bc0--c反b0x0-u
hc0--c反c1+-0
χb0--b反b0+Int++
τb0--b反b0-1--
ηb0--b反b
Θ0350G?<<-23t反t未発見

meson(s/c/b/tがからむもの)のパターン
-電荷MeVLifetime要素
K++494-8u反s
K--494-8s反u
K0(Ks)0498-10d反s・s反d
K0(KL)0498-8d反s・s反d
J/ψ03097-21c反c
ψ03685他-23c反c
ηc02980-22c反c
χc003415他-22c反c0
χc103415他-22c反c1
χc203415他-22c反c2
D+1870-9c反d
D01870-9c反u
D01870-9u反c
D-1870-9d反c
D*+0-2010-22c反u/d
Ds+1969-10c反s
Ds11969-10s反c
Υ09460他-20b反b
B+5280-9u反b・b反u
B05280-9d反b
_B05280-9b反d
Bs05369-9s反b
_Bs05369-9b反s
K1A+---u/d反s
K1B+---u/d反s
K2+-1770-u/d反s
K*0-0+1430-u/d反s
K*-0+892-23u/d反s
K*2-0+1430-u/d反s
χb00--b反b0
χb10--b反b1
χb20--b反b2
D1x2420-c反u/d1
D*2x2460-c反u/d2
Ds*xx-c反s
Ds1x2536-c反s1
Bc0--c反b
B*0--u/d反b
Bs*0--s反b
hc0--c反c
ηb0--b反b
Θ0350G?<<-23t反t未発見

baryonの一覧のようなもの

けっこー説明があるもの+32
記号ニックネームMevTimeクォーク電荷スピンiスピン
pProton/陽子938uud+11/21/2
nNeutron/中性子940+2udd01/21/2
Σ+sigma+1190-7uus+11/21
Σ0sigma01190-19uds01/21
Λlambda1116-7uds01/20
Σ-sigma-1190-7dds-11/21
Ξ0xi01320-7uss01/21/2
Ξ-xi-1320-7dss-11/21/2
Δ++delta++1232-23uuu+23/23/2
Δ+delta+1232-23uud+13/23/2
Δ0delta++1232-23udd+03/23/2
Δ-delta-1232-23ddd-13/23/2
Ωomega1672-8sss-13/20
Λclambda c2285-10udc+11/20
Λblamuda b5640-9udb01/20

いまいちなもの
記号ニックネームMevTimeクォーク電荷スピンiスピン
Σc++sigma c++xxuuc+21/21?
Σc+sigma c+xxudc+11/21?
Σc0sigma c0xxddc-11/21?
Ξc+・Ξ'c+xi[prime]c+xxusc+11/21/2?
Ξc0・Ξ'c0xi[prime]c0xxdsc01/21/2?
Ωcomega cxxssc-2/31/20?
Σ*+sigma+xxuus--3/21
Σ*0sigma*0xxuds--3/21?
Λ(1405)lambda14051405xuds--1/20?
Σ*-sigma*-xxdds--3/21?
Ξ*0xi*0xxuss--3/21/2
Ξ*-xi*-xxdss--3/21/2?
N(1535)+N1535 +1535xuud--1/21/2?
N(1520)+N1520 +1520xuud--3/21/2?
N(1535)0N1535 01535xudd--1/21/2?
N(1520)0N1520 01520xudd--3/21/2?



参照url

http://ccwww.kek.jp/pdg/
素粒子事典 http://belle.kek.jp/~uehara/pdic/pdic.html
3dcg http://homepage2.nifty.com/gradation/3dcg/bryce4/bryce4.htm
クォークとレプトン http://www.netlaputa.ne.jp/~hijk/philo/quark.html
ニュートリノ http://www-nu.kek.jp/neutrino/
アインシュタイン http://homepage2.nifty.com/einstein/contents/relativity/contents/relativity.html
ギリシャ文字 http://www2.tokai.or.jp/hiramatu/onyak/but-0.htm
モジュール http://www.nep.chubu.ac.jp/v17/v17mokuji.jp.html
http://www.kdcnet.ac.jp/kyoyo/buturiko/nucleus6.htm
http://www.nep.chubu.ac.jp/v17/v17-63.html




(04.01.31:その他> テキトーに判る素粒子の話)

テキトーな素粒子の話

イントロ

えーと、こんな無理のある企画大丈夫なの?

まあ、大丈夫でしょう。最初にテキトーって書いてあるし、反響があれば修正すればいいよ

と、いう事でとにかく一般人は実生活や受験とかには何の役にも立たない事だけは保障します。専門分野の人はこんなページ読んでないで他の方法で勉強して下さい。お願いします

素粒子:elementary particle


素粒子

雑感

あれ、素粒子ってクオークの事でしょう?原子を構成しているのが、粒子で粒子を構成するのが素粒子でしょ?

いや、どうも違うみたい。陽子とか電子とかも素粒子みたい。でも、この考え方だと素粒子でないものって無い事になっちゃうねえ

えーと・・・じゃあ、どうゆう風に考えればいいの

ま、4つの力でないと説明しきれないものを素粒子と読んでるみたい

じゃ、4つの力から説明しますか

4つの力 4th Fundamental force


interaction相対的な強さ性質影響範囲 (m)ゲージ粒子
strong10の40乗1/7乗10の-15乗グルーオン
electromagnetic10の38乗1/2乗無限大∞フォトン(光子)
weak10の15乗1/5-7乗10の-8乗ウーイクボゾン(W±,Z0)
gravity10の0乗1/2乗無限大∞グラビトン

雑感

世の中には四つの力がある!

えーと、で結局どうなってるの?

とりあえず(こればっかり)、重力とか電磁力とかはもう理屈抜きで見えるんで、頭のいい人がなんとなく測ってたら判ってきたんですよ。で、その2つの力しかないと原子がうまいことやってける説明がつかないんですよ。で、そこいら辺を都合よく理解するのが素粒子と相互作用なんですよ

誰に都合がいいかは置くとして、で強い相互作用と弱い相互作用ってどう違うの?

強い力ってのは核力とかいって、陽子と中性子がさりげなく一緒にやってける力です。弱い力ってのはベーター崩壊を引き起こす原因って書いてあるねえ。よくわかんないなあ

どういう事?とりあえず他の三つと関係ないから四つにしとけって事?また、増えたりしないの?

いや、それは大丈夫だと思うよ。弱い力と電磁力って統一されたらしいから。あと、近いうちに強い力も統一できるとかできないとかの話らしいよ

統一されたら三つの力じゃないの?

うーん、原子の大きさ程度だとどうでもいい強い力と弱い力と無限遠まで働く電磁力と重力はとりあえず、分けておいた方が便利じゃない?

まあ、いいか。で強い力と強い相互作用って同じなの違うの?

なんか別に同じみたいね。こういうのって判りにくいよね。とりあえず、世の中的に四つの相互作用ってのがあって、それを媒介するのがゲージ粒子ってことらしい

じゃ次はゲージ粒子ね

gauge particle ゲージ粒子


ゲージ粒子
記号名前電荷質量LifeTimeスピン
gグルーオン0001
Yフォトン(光子)00Inf1
W+WeakBoson+180G-261
W-WeakBoson-180G-261
Z0WeakBoson091G-261

ボース粒子・Boson(ボソン)
グルーオン強い力を媒介する
光子電磁気力を媒介する
ウィークボソン弱い力を媒介する
右巻きWボソン弱い力を媒介する未発見
重力子重力を媒介する未発見スピン2
ヒッグス粒子粒子に質量を与える未発見スピン0
自分自身が反粒子


雑感

ゲージって尺度って事?

いや、スペルは適当なんで

えーと、まあいいか。で、ゲージ粒子ってボーズ粒子なの?

なんかそうみたい

じゃあ、なんかヒッグス粒子とかは面倒そうだから無視するとして、要は四つの相互作用に関係するのがゲージ粒子でボーズ粒子という話ね。

違ってるかも知らんけどね

で光子なんかがその典型って事は、粒子とかいってるけどよくわからん訳ね。で、電磁力と光って関係あるの?

あるみたいなんだけど、まあとりあえず素粒子の話で出てくる光子はフォトンって事で別物にしといてよ。そうじゃないと他の事が気になっちゃうでしょ。重力って光速で伝わるわけじゃないみたいだしね。ブラックホールを認めるって事は光より早く作用する力があるって事みたいだしねえ

え?でも電磁力って光の速度で伝わるんでしょ?やっぱり関係あるんじゃないの?

まあ、それはおいおいという事で、ゲージ粒子は素粒子の一部で相互作用を媒介するもので、スピンが1なものね

あーじゃあ次はスピンね

スピン:spin

角運動量の事。単位はプランク定数を2πで割ったもの
ボゾンBoson偶数倍(整数値)0とか1とか
フェルミオン奇数倍(半整数値)1/2とか3/2とか

雑感

もう嫌になるね。ボゾンってのはボーア粒子な?フェルミオンってのはフェルミ粒子な?AraRiverとかTamaRiverみたいな事するなよ!

宛てもなく文句言ってもしょうがない。多分、そんなのは困らんぐらい頭いい奴しかいないんだよ。この世界には

全く粒子って言っても素粒子の名前なんだから粒子じゃないじゃん!。ワザとやってるんだよ。最初から〜オンとか〜トンでいいじゃん。どうせ、優秀な奴は最新情報を英文で読むしかないんだからさ。勝手に珍妙な訳語を作るなっての。って誰がこんな事決めてるの?

いや、そこはもういいじゃないですか。で、角運動量ですけど簡単に言えば「グルグル度」です。

それはいくら何でも簡単にしすぎじゃないか?

いいの、いいの。だって英語ならスピンだよ。グルグル度でいいじゃん。で、かなりグルグルしてるのがボゾンで、まあまあグルグルしてるのがフェルミオンな

ちょ、スピンは1と1/2だけじゃない場合もあるんじゃないの?

え?でもスピン0とか3/2の素粒子って何?

いや、よくわかんない

な、いいんだよ。とりあえずはグルグルするのがだるいからボゾンはすぐ他の素粒子になっちゃって、見つからないんだよ。それで問題ある?

まあ、このページは数式ゼロだからなそれでもいいか

それじゃ、次はちょっとラクチンな状態だから自然界にもわりと存在するフェルミオンね

基本粒子


現在の理論では、レプトンとクォークが素粒子より小さい基本粒子であるとされている

レプトン電子・電子ニュートリノほか計6個
クォークトップクオーク・ダウンクオーク他計6個

レプトン
記号ニックネーム世代電荷スピン質量寿命
e-電子1st-11/20.511安定
νe電子ニュートリノ1st01/2安定
τ-ミュー粒子2nd-11/2105.72.2×10- 6
νμミューニュートリノ2nd01/2安定
τ-タウ粒子3rd-11/21,7772.9×10- 13
ντタウニュートリノ3rd01/2安定

クオーク
記号ニックネーム世代電荷質量
uアップ(Rise?)1st+2/31.5〜4.5という人もいる
dダウン1st-1/35〜8.5という人もいる
cチャーム2nd+2/31,000〜1,400
sストレンジ2nd-1/380〜155
tトップ3rd+2/3174,300 ± 5,100
bボトム3rd-1/34,000〜4,500
※クォークにスピンってあるのか無いのかわかりませんでした

クォークは自然界には単体で存在できない事になってるけど、ちょこっとは存在していられるらしい

雑感


って、あれ?素粒子が最小の構成単位じゃないの?

なんかそうみたい

じゃ、何かい素粒子って「素」じゃないじゃん。改名しょうよ

でもね、冷静に考えると現実問題としてもう論文とかできちゃったものを訂正するのって無理だし、素粒子以下の基本粒子って書くしかないんじゃない?

あーだから超素粒子とか真・素粒子とかにはしなかった訳ね。今後恥ずかしいもんね。「何が基本単位だバーカ」とか未来の人に言われちゃうもんね

いや、科学論文書く奴にそんな事気にする奴はいないと思うけど・・・

じゃあ、とにかくスピンが1/2のものがフェルミオンで、クォークでできてるのかレプトンなのね

世代の話は?

まあ、現実の物質のところでゆとりがあれば・・・。とりあえずレプトンもクォークも世代が同じなら仲良く飲みに行ったりして、第一世代以外はローンとか残っててあんま見かけないって感じでいいんじゃない

全然違うけど、なんだかんだいっても第一世代が一番親しみやすくて、それ以外はそもそも物質としてお目にかかりにくいからとりあえずは飛ばしとけって話ね

フェルミオン・フェルミ粒子


Hadron(ハドロン);クォークとグルーオンでできてるもの
バリオン(重粒子)とメゾン(中間子)に細分される

ニックネーム構成要素
ハドロンクォークとグルーオンバリオン・メゾン
バリオンBaryonクォーク三つ陽子とか中性子
メゾン(中間子)クォークと反クォークパイ中間子
エキゾチックバリオンとりあえずの分類ペンタクォーク
※ペンタクォーク:クォーク五つによって構成される

バリオンBaryon
記号ニックネームクォーク電荷スピン質量 (MeV/c2)寿命τ(s)
p陽子uud+11/2938.3
n中性子udd01/2939.6898
Λラムダuds01/21115.62.6×10-10
Σ+シグマ+uus+11/21189.40.8×10-10
Σ0シグマ0uds01/21192.55.8×10-20
Σ-シグマ-dds-11/21197.31.5×10-10
Ξ0読めないって0uss01/21314.92.9×10-10
Ξ-読めないって-dss-11/21321.31.6×10-10
Ω-オメガ-sss-1?1/21672.48.2×10-11
Λc+なんとかc+udc+1?1/222852.1×10-13
Λb0なんとかb0udb0?1/256241.2×10-12
Δ++かんとか++uuu+1?1/21232

メゾン(中間子)
記号ニックネーム反粒子構成要素1構成要素2
π+パイ+π-u反d
π-パイ-π+反ud
π0パイ・ゼロ自分自身(u反u)/ルート2(d反d)/ルート2
K+ケイ+K-u反s
K0Sケイ・ゼロS自分?(d反s)/ルート2(s反d)/ルート2
K0Lケイ・ゼロL自分?(d反s)/ルート2-(s反d)/ルート2
B0ビー・ゼロ反B0d反b
υユプシロンb反b
D0ディー・ゼロ反D0c反u
J/ψジェイ・プサイ自分自身c反c
※反粒子:粒子とあわさると消滅してしまうもの、自分自身が反粒子のものもある

雑感

とりあえず、ペンタクオークにやられましたね

全く全く。マジメにやる気が完全にうせた

例えば電荷の話だとuudだと2/3+2/3-1/3で+1のp陽子だし、uddだと2/3-1/3-1/3で0のn中性子ってのはどこかで読んだけど、その先の話をする気がなくなった

なんか陽子と中性子を繋ぐのがパイ中間子らしいよ

えー?陽子と中性子を繋ぐのって強い相互作用とか核力じゃないの?

そこいら辺は次回に・・・

全くわかってないって事じゃん!

まあ。最初だしね

無断で参照したURL

http://ja.wikipedia.org/wiki/素粒子
http://ja.wikipedia.org/wiki/四つの力
http://ja.wikipedia.org/wiki/ボース粒子
http://ja.wikipedia.org/wiki/クオーク
http://ja.wikipedia.org/wiki/バリオン
http://ja.wikipedia.org/wiki/中間子

http://homepage2.nifty.com/einstein/contents/relativity/contents/relativity222.html
http://homepage2.nifty.com/gradation/3dcg/bryce4/jpeg/pi-cyukansi.htm
http://www.atomlt.com/06school/sc04/sc04_04.html
http://www.geocities.co.jp/Playtown-Denei/1808/quark.html
http://www.kek.jp/kids/jiten/particle/particle.html#spin
http://www.spring8.or.jp/j/press/030701/new_baryon.html
http://www.ss.iij4u.or.jp/~ana/shuuki.htm
http://dirac.phys.saga-u.ac.jp/~funakubo/BAU/chapter3/chapter3-4.html
http://dirac.phys.saga-u.ac.jp/~funakubo/BAU/BAU.html
とりあえず、ここに書いてある事を利用してレポートを作ったとして、先生とか上司にぶっ飛ばされても私のせいではありません。あと、マジメに主旨を理解できた人は誤字・脱字やもっと大事な事の指摘などお願いします。







雑感


あのさあ・・・

何?

このページって、そもそもは「グラビティ張手」の事を考えるために調べてたって話は伏せといた方がいいよね?

多分な・・・


LastUpDate:2004.07.04/ convert:2004.07.06/Converter VersionVer:3.2.2
/(初出)04.01.31:テキトーに判る素粒子の話/04.02.03:その2/04.02.03:その3/04.02.05:その4/04.03.07:その5
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