| Re:素粒子 |
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ねこんた 2007/02/13(火) 19:12
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素粒子については素人ですが、一般的な科学知識の範囲でお答えできればと思います。
陽子は書いておられる通り３個のクオークとグルーオン（クオークを結びつける素粒子）の集合体です。３個は電荷が2/3のアップが２個、-1/3のダウンが１個です。中性子はアップ１個とダウン２個ですね。
ところでアップやダウンのクオークは静止質量というものを持っています。３個の質量の集合が陽子質量になります。
陽子を加速すると運動エネルギーが生じます。高速で運動する陽子は静止質量以上に運動エネルギーを持っています。２個の陽子が衝突するとこの運動エネルギーがニュートリノなどの素粒子に変わります。
アインシュタインの相対論で E＝ｍｃ^2 というのがありますね。
質量とエネルギーは同じものであるという式です。核融合や核分裂では質量欠損というのがおこって、もとの質量より軽くなった分がエネルギーに変わるのですが、陽子同士の衝突はその逆で、エネルギーから物質が生じるのだと考えると良いと思います。
セルンでやってる実験は 偏極した（スピンの方向をそろえた）陽子を衝突させる実験だと思います。陽子はクオークとグルーオンからできていると考えられていますが、クオーク３個のスピンを加えても陽子全体のスピンに少し不足するので、グルーオンがどれだけのスピンを持っているか調べるために 陽子同士をぶつけます。高速で（＝高エネルギーで）ぶつけるほど、散乱の様子から内部の構造がわかってきます。
なお 真空というのはエネルギーが最も低いと考えられるだけで、何もない空間ではありません。多分素粒子がいっぱい詰まっているのですが、他のものと相互作用しないだけなので何もないように見えるだけです。そこに陽子衝突によるエネルギーが与えられると真空から素粒子が飛び出してきます。
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| Re:素粒子 |
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天使と悪魔 2007/02/13(火) 23:39
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ありがとうございます！
つまり陽子同士の衝突から素粒子が生まれる理由は、
超高速で運動している陽子の運動エネルギーが質量にかわったということですね。
運動エネルギーを質量化するとは、ウランの質量を開放して原爆のエネルギーを得たのとちょうど逆の事を実験しているのですね。
真空に高エネルギーをかけると、物質と反物質が一瞬現れて対消滅する事は本で読みました。
今年の衝突実験で、5つ目の次元の存在が証明されるかも知れないとTV番組では言っていました。
楽しみです。
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