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【第3回】タイムマシンの作り方 ⇒ 序章 ⇒ 物質は何からできているか?

【序章】はじめに
03 /15 2017
【第3回】タイムマシンの作り方 ⇒ 序章 ⇒ 物質は何からできているか?

 物質は原子の集まりで、その原子は原子核と電子から構成されています。そして、原子核は何からできているかというと、陽子と中性子からできていて、その陽子と中性子の数により原子核の種類が決まります(ただし、水素は陽子が1個のみ)。陽子や中性子は何からできているかというとクォークからなります。クォークはアップクォークとダウンクォークがありこの数により陽子になるか中性子になるかが決まります。

 そして、クォークがなにからできているかというと、その先はわかっていません。一説ではニュートリノとかがいわれていますが、それにしてもその先は分からないのです。つまり、今の段階では原子核が何からできているのはかわからない、というのが実情なのです。

 一方、原子核と対の電子はというと。すごく小さいということはわかっていますが、実際の大きさはわかっていません。そして、その重さもわかっていません。

 電子は原子核の周りをまわっています。その関係は太陽と惑星のようです。原子核の周りをまわっている電子の数により元素が決定します(※元素については後述します)。しかし、電子が原子核の周りのどの位置をまわっているかは確率的に表現されます。どこの位置をまわっているかは確定しておらず、あくまで確率的にすぎず、つまり、はっきりとした存在ではないようです。

 大きさがわからず、重さもわからず、確率的に存在しているというのは、いったい電子というのは何者なんでしょう?何からできているかわからないどころかその存在さえあやふやです。

 つまるところ、現段階では原子核も電子も何からできているのかどのような存在なのかわかっておらず、つまりのつまり、物質が何からできているのかはわかっていないということです。

 現在、この分野は量子力学で扱われます。最終的には量子力学が物質が何からできているのか答えを出すと思いますが、その量子力学を扱う物理学者はその答えを感覚的にはわかっていると思います。で、その感覚的な答えを断固とした答えとして確定させるために実験や研究を重ねているのでしょう。

 いつになるかはわかりませんが、量子力学が最終的に出す答えを待ちたいと思います。しかし、本当にいつになるのかわからないので、こちらでも考えていくことにしましょう。


 さて、原子核と電子の説明をしている中で元素というのが出てきました。元素も学校の理科の授業で出てきたので誰もが知っていると思いますが、ここで、おさらいをしてみましょう。

 元素は原子核の周りをまわっている電子の数によって決まります。『炭素』とか『酸素』とかのあれです。それは周期表で表すことができます。理科の教科書でよく見ましたね。

 次回はその『元素』について考えてみます。

次回に続く。
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