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最終更新日:2017年2月26日
素粒子(Subatomic Particle:基本粒子、Elementary
Particle)とは、物質の最小単位(Minimum Unit)の粒子である。一般的には、物質は原子(Atom)から構成され、原子は主に陽子(Proton)と中性子(Neutron)からなる原子核(Atomic
Nucleus)と、その周りを回る電子(Electron)からなる。しかし、陽子も中性子も素粒子ではない。 現在最も信じられている素粒子はレプトン(Lepton)とクォーク(Quark)であり、それぞれ6種類からなる。電子はレプトンの中の1つであり、陽子と中性子はそれぞれ異なる2種類のクォークの組合せからなる。 宇宙の誕生(Beginning of Universe)時には、これらの素粒子が誕生した時期があり、素粒子論(素粒子物理学、Particle Physics)は宇宙論(Cosmology)と密接な関係を持つようになっている。 |
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フェルミオン (フェルミ統計に従う粒子) |
ボソン (ボース統計に従う粒子) |
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素粒子 |
標準模型に含まれる17の素粒子。 |
標準理論による素粒子の相互作用の説明 |
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ウィキペディア(HP/2012/10)による『素粒子』から
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電荷 | 第1世代 | 第2世代 | 第3世代 | |
クォーク(quark)(ハドロンを構成) | +2/3 | アップクォーク(u) | チャームクォーク(c) | トップクォーク(t) |
−1/3 | ダウンクォーク(d) | ストレンジクォーク(s) | ボトムクォーク(b) | |
レプトン(lepton) | −1 | 電子(e、electron) | ミュー粒子(μ) | タウ粒子(τ) |
0 | 電子ニュートリノ(ve) | ミューニュートリノ(vμ) | タウニュートリノ(vτ) |
ハドロン(hadron) | バリオン(baryon、重粒子) | スピンが半整数のフェルミオン(fermion、フェルミ粒子) | 陽子(proton)、中性子(neutron) | 3つのクォークから構成される |
メソン(meson、中間子) | スピンが整数のボソン(boson、ボース粒子) | パイ中間子(π-meson、pion)、Κ中間子(κ-meson、kaon) | クォークと反クォークの対によって構成される |
第1-1-3図 物質の階層と素粒子 文部科学省による『平成19年度科学技術白書』から |
秩序あるクォーク・レプトンの世界 自然界の4つの力 〔文部科学省・高エネルギー加速器研究機構による『電子・陽電子リニアコライダー計画』から〕 |
ヒッグス粒子 |
ヒッグス粒子(ヒッグスりゅうし) (英: higgs boson) とは、ヒッグス場の「場の粒子」である。ヒッグス場とは、素粒子に質量を与える理由を説明するヒッグス機構の理論で導入されたボソン場である。ヒッグス機構は、1964年にエディンバラ大学のピーター・ウェア・ヒッグスによって提唱された自発的対称性の破れの考えに基づく理論仮説である。 ウィキペディアによる『ヒッグス粒子』から |
図1.現在の素粒子像「標準模型」の世界 |
単位は百万電子ボルト(MeV) |
図 3 . ヒッグス粒子の存在する範囲をヒッグス粒子の質量の範囲で表わした図。 現存の加速器や将来加速器で発見できる範囲も示してある。 |
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高エネルギー加速器研究機構(HP/2012/7)による『ヒッグス粒子と質量』から LEP= Large Electron-position Collider(大型電子-陽電子衝突装置)、LHC=Large Hadron Collider(大型ハドロン加速器)、ILC=International Linear Collider(電子・陽電子衝突型線形加速器⇒国際リニアコライダー)。 |
ヒッグス場とは、1964年にエディンバラ大学のP.W.ヒッグスによって提唱された、素粒子の質量獲得に関する理論に現れる場のことである。ヒッグス場によって質量を獲得するメカニズムをヒッグス機構と呼ぶ。 ウィキペディアによる『ヒッグス粒子』から |