素粒子
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』
物理学において素粒子（そりゅうし, elementary particle）とは、物質を構成する最小の単位のことである。基本粒子とも言う。
目次 |
[編集] 概要
素粒子は大きく２種類に分類され、物質を構成する粒子をフェルミ粒子、力を媒介する粒子をボース粒子と呼ぶ。物質を構成するフェルミ粒子は更に、クォークとレプトンに分類される。クォークやレプトンの大きさはわかっていないが、仮に有限の大きさがあるとしても陽子のスケールにおいても点とみなすことができる大きさである。ボース粒子では粒子に質量を与えるとされるヒッグス粒子が未発見であり、素粒子間の相互作用を伝搬するゲージ粒子のうち、重力を媒介するとされる重力子も未発見である。
最小の単位であるということは、それより小さな存在がないということであり、従って内部構造を持たず空間的な大きさを持たない、または空間・長さ自体が最小単位の大きさ（空間最小単位の候補の例としてはプランク長等）とされるのだが、超弦理論においては全ての素粒子は有限な大きさを持つひもの振動状態であるとされる。素粒子に内部構造が存在することが発見されれば、その内部構造を構成するもののほうが素粒子と呼ばれ、ボース粒子やフェルミ粒子は素粒子と呼ばれなくなる。
たくさんの粒子が、実は自然界にそのまま安定的に存在しているわけではないので、宇宙線の観測や加速器による生成反応により発見・研究された。素粒子の様々な性質を実験で調べ、それを理論的に体系化していくこと、及び理論的に予言される素粒子を実験で探索していくことが、素粒子物理学の研究目的である。
[編集] 素粒子の分類
[編集] ボソン（ボース統計に従う粒子）
[編集] フェルミオン（フェルミ統計に従う粒子）
- レプトン（6種類）
- クォーク - ハドロンの構成要素とされる（6種類）。
- 上系列 - 電荷 +2/3 を持ち、それぞれに反粒子が存在する。
- アップクォーク
- チャームクォーク
- トップクォーク
- 下系列 - 電荷 −1/3 を持ち、それぞれに反粒子が存在する。
- ダウンクォーク
- ストレンジクォーク
- ボトムクォーク
- 上系列 - 電荷 +2/3 を持ち、それぞれに反粒子が存在する。
[編集] クォークとレプトンの分類表
クォークとレプトンは以下のように、世代によって分類される。傾向として、世代数が大きいほど質量が大きいとされている。
| 電荷 | 第1世代 | 第2世代 | 第3世代 |
|---|---|---|---|
| クォーク | |||
| +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 | |||
| −1 | 電子 (e) | ミュー粒子 (μ) | タウ粒子 (τ) |
| 0 | 電子ニュートリノ (νe) | ミューニュートリノ (νμ) | タウニュートリノ (ντ) |
[編集] 関連項目
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||
