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すごい実験 高校生にもわかる素粒子物理の最前線

すごい実験 高校生にもわかる素粒子物理の最前線の写真

・人間を1メートルとすると、細胞は10万分の1(10マイクロメータ)で「生物学」、分子は1億分の1で「化学」、原子は10の10乗分の1(0.1ナノメータ)、さらに5桁小さいのが陽子、これが原子核物理学、更に小さいのが、素粒子物理学(p33)

・素粒子を取り出したかったら、一つ上の階層の「陽子」を、思いっきり固い壁にぶつけて壊して、その砕けた中から素粒子を拾う(p34)

・光速度くらいの速いものを、あまり曲げる力の強くない磁石を使ってどうやって曲げるかは、回転半径を大きくする(p42)

・加速器の性能は、エネルギーと「個数」を掛け合わせたもの、J-PARCのパワーは1メガワットで世界最強(p50)

・ノーベル物理学賞の受賞は7人のうち、6人が素粒子物理学者、日本は素粒子物理学で世界最先端の国、加速器(J-PAC)から300キロ離れたところに検出器がある、これはスーパーカミオカンデである、到達には1ミリ秒かかる(p55、208)

・加速器はビームの威力が強く、アルミニウム等の金属をターゲットの壁の材料に使っていたが、現在はグラファイト(鉛筆の6B)を使用している(p70)

・惑星の場合の位置エネルギーは「重力」、重力が引力となって、回っている惑星(運動エネルギー)と釣り合っている、原子の場合の「位置エネルギー」は「電磁力」これが引力(プラスとマイナスの電気)となって軌道を回っている(p95)

・カレー事件で犯人特定の決め手となったのは、カレーの中に含まれていた不純物であった、それを見つけることができたのは、原始1個ずつを調査できる、放射光であった(p99)

・HIMACという日本で一番大きな医療用加速器は、ビームによって癌細胞を破壊するが、ここでは炭素イオンを使用している、重い粒子を使って急ブレーキをかけて、がん細胞だけにエネルギーを加えるようにする(p132)

・電子は原子核の周りを1秒間に、6600兆回回っているので、速すぎて残像が見えなくて位置が特定できない(p140)

・素粒子の世界では、エネルギーの単位と質量の単位が同じ、1メガエレクトロンボルト=1.78x10^(-30)キログラムである(p144)

・質量:mと運動量:p、エネルギー:Eには、関係があるので(E^2=p^2xC^2 + m^2xC^4)、運動量と速度を測ることで質量を求めることができる(p146)

・ニュートリノの性質は、1)電気的に中性、2)極端に軽い、3)非常に反応性の乏しい、である(p165)

・屈折という現象(水の中にある物体が曲がって見える)は、物質中を光がとおるときに、速度が遅くなるために起きる(p174)

・1987年までは星の観測にはすべて「光」を使っていたが、小柴氏は光以外の方法(ニュートリノを捕まえる)で天体を観測した、これがノーベル賞の受賞理由(p185)

・相対性理論は、あまりにも時代に先行した理論だったので実験によって証明されるのが遅れてノーベル賞の対象になっていない、アインシュタインは光電効果で受賞している(p271)

・特殊相対性理論には2つの原理があり、1)相対性原理:力学法則はどの慣性系でも同じ形で成立、2)真空中の光速度は不変、から成り立つ(p271)

・質量のあるものは、絶対に(真空中で)光速になることができない、例えば、素粒子を光の速度の90%くらいに加速すると、素粒子の寿命は2倍程度になる、つまり時間が遅れる、5年かけて10年先にいくことができる(p276)

・タイムマシンはできるが、速く動くことで「未来行き」のものは作れる、ただし速さにマイナスはないので、過去には行けない(p281)

・温度とは、エネルギーの密度のこと、ある重さあたりに、どのくらいのエネルギーが詰まっているかを定量化したもの(p289)

・成功した技術は、お金を出せばいくらでも買うことができる、失敗した経験は、どんなにお金を積んでも手に入れることができない貴重な財産である(p321)