古代ギリシャ人は、サイズのない物体を最初に特定したが、その相互作用を通じて私たちの周りの世界を構築することができたと主張されていることが多い。 そして、私たちは力を増す顕微鏡を通して世界をより細かく、より細かく観察することができるので、これらの物体が何から作られているのか疑問に思うのは当然のことです。

私たちは、これらのオブジェクトのいくつかを発見したと信じています：亜原子粒子、または基本粒子、サイズを持たない基礎構造を持つことはで 私たちは今、これらの粒子の性質を説明しようとしており、これらが宇宙の内容を説明するためにどのように使用できるかを示すために働いてい

基本的な粒子の二つのタイプがあります：物質粒子、そのうちのいくつかは、私たちについての世界を生成するために結合し、力粒子–そのうちの一つ、光子は、電磁放射を担当しています。 これらは、物質の基本的な構成要素がどのように相互作用し、基本的な力によって支配されるかを理論化する素粒子物理学の標準モデルに分類され 物質粒子はフェルミオンであり、力粒子はボソンである。

物質粒子：クォークとレプトン

物質粒子は2つのグループに分割されています：クォークとレプトン–これらのうちの6つがあり、それぞれが対応するパートナーを持っています。

レプトンは三つのペアに分かれています。 それぞれの対には、電荷を持つ素粒子と、電荷を持たない素粒子があります–それははるかに軽く、検出することが非常に困難です。 これらの対の中で最も軽いのは電子と電子ニュートリノである。 p>

荷電した電子は電流を担当しています。 電子ニュートリノとして知られているその荷電されていないパートナーは、太陽の中で豊富に生成され、これらは地球を妨害されずに通過する周囲と非常に弱く相互作用します。 それらの百万はあなたの体のあらゆる平方センチメートルを毎秒、昼も夜も通り過ぎる。

電子ニュートリノは、超新星爆発の間に想像を絶する数で生成され、核燃焼によって生成された元素を宇宙に分散させるのはこれらの粒子です。 これらの要素には、私たちが作られた炭素、私たちが呼吸する酸素、そして地球上の他のほとんどすべてが含まれます。 したがって、ニュートリノが他の基本粒子と相互作用することを躊躇しているにもかかわらず、それらは私たちの存在にとって不可欠です。 他の2つのニュートリノ対（ミューオンとミューオンニュートリノ、タウとタウニュートリノと呼ばれる）は、電子のちょうど重いバージョンであるように見えます。

通常の物質にはこれらの粒子が含まれていないので、不必要な合併症であるように見えるかもしれません。 しかし、ビッグバン後の宇宙の最初の一から十秒の間に、彼らは私たちが住んでいる宇宙の構造を確立する上で重要な役割を果たしていました–レプトンエポックとして知られています。

六つのクォークも気まぐれな名前で三つのペアに分割されています: “ダウン”で”アップ”、”奇妙な”で”魅力”、”ボトム”で”トップ”（以前は”真実”と”美しさ”と呼ばれていましたが、残念ながら変更されました）。 アップクォークとダウンクォークは、すべての原子の中心にある陽子と中性子を形成するために一緒に固執します。 また、最も軽いクォークのペアだけが通常の物質で発見され、チャーム/ストレンジとトップ/ボトムのペアは、それが今存在するように宇宙では役割を果たさないように見えますが、重いレプトンのように、宇宙の初期の瞬間に役割を果たし、私たちの存在に従順であるものを作成するのに役立ちました。標準モデルには6つの力の粒子があり、物質の粒子間の相互作用を作り出します。

力の粒子

力の粒子があります。

力の粒子

それらは4つの基本的な力に分かれています：重力、電磁気、強い力と弱い力。

光子は光の粒子であり、ある荷電物体から別の荷電物体への光子の交換によって生成される電場と磁場を担当します。

グルオンは、クォークを一緒に保持して陽子と中性子を形成し、それらの陽子と中性子を一緒に保持してより重い核を形成する力を生成する。

“Wプラス”、”wマイナス”、”Zゼロ”という三つの粒子–中間ベクトルボソンと呼ばれる–は、放射性崩壊のプロセスとそれを輝かせる太陽の中でのプロセ 第六の力粒子である重力子は重力の原因であると考えられているが、まだ観察されていない。私たちは反物質の存在も知っています。

反物質：sfの現実

私たちは反物質の存在も知っています。

反物質の存在も知っています。

これはsf作家に愛されている概念ですが、実際には存在しています。 反物質粒子は頻繁に観察されている。 例えば、陽電子（電子の反粒子）は、陽電子放出断層撮影（PET）を使用して私たちの内臓をマップするために医学で使用されています。 有名な粒子は、その反粒子を満たしているとき、彼らは両方のお互いを全滅させ、エネルギーのバーストが生成されます。 これを検出するのにペット走査器が使用されている。

上記の物質粒子のそれぞれは、同じ質量を有するが、反対の電荷を有するパートナー粒子を有するので、物質粒子の数（六つのクォークと六つのレプトン）を倍にして最終的な数の24に到達することができる。

物質クォークに+1の数を与え、反物質クォークに-1の値を与えます。 物質クォークの数に反物質クォークの数を加算すると、宇宙のクォークの正味数が得られますが、これは決して変わりません。 十分なエネルギーがあれば、同時に反物質クォークを作成する限り、物質クォークのいずれかを作成することができます。 宇宙の初期の瞬間には、これらの粒子は連続的に作成されていました–今では、宇宙線と惑星や星の大気との衝突でのみ作成されています。

有名なヒッグス粒子

これまでに説明した素粒子物理学の標準モデルと呼ばれるもので粒子のロールコールを完了する最終粒子があります。 50年前にPeter Higgsによって予測されたヒッグスであり、2012年にCERNで発見されたヒッグスとFrancois Englertのノーベル賞を受賞しました。

ヒッグス粒子は奇数粒子であり、標準モデル粒子の中で二番目に重い粒子であり、簡単な説明に抵抗する。 それはしばしば質量の起源であると言われていますが、これは真実ですが、誤解を招くものです。 それはクォークに質量を与え、クォークは陽子と中性子を構成しますが、陽子と中性子の質量の2％だけがクォークによって提供され、残りはグルオンのエネル

この時点で、標準モデルで必要とされるすべての粒子を説明しました：六つの力粒子、24の物質粒子と一つのヒッグス粒子–合計31の基本粒子。 私たちがそれらについて知っているにもかかわらず、それらの特性は、これらの粒子が私たちの周りに見える宇宙を構築するために必要なすべてで 大型ハドロン衝突型加速器の次の実行は、これらの特性のいくつかの測定を洗練することを可能にするでしょう–しかし、何か他のものがあります。 P>

まだ理論はまだ間違っています

美しい理論、標準モデルは、二十年以上にわたってテストされ、再テストされています。 しかし、標準モデルは間違っていなければならないことを知っています。 二つの基本的な粒子を一緒に衝突させると、多くの結果が可能になります。 私たちの理論は、特定の結果が発生する可能性がある確率を計算することを可能にしますが、これまでに達成したエネルギーでは、これらの結果のいず

理論物理学者は、標準モデルがテストされているすべての状況で標準モデルと同じ答えを与えながら、すべてのエネルギーで賢明な答えを与える理論を構築しようとすることに多くの努力を費やしてきました。

最も一般的な変更は、非常に重い未発見の粒子があることを意味します。 それらが重いという事実は、それらを生産するために多くのエネルギーが必要になることを意味します。 これらの余分な粒子の特性は、得られた理論がすべてのエネルギーで賢明な答えを与えることを確認するために選択することができますが、標準モデ

これらの未発見の粒子の数は、あなたが信じることを選択した理論に依存します。

あなたが信じることを選択した理論に依存します。

これらの理論の中で最も一般的なクラスは超対称理論と呼ばれ、私たちが見たすべての粒子がはるかに重い対応物を持っていることを意味します。 しかし、それらが重すぎると、これらの粒子が見つかる前に生成できるエネルギーで問題が発生します。 しかし、LHCの次の実行で到達されるエネルギーは、新しい粒子の不在がすべての超対称理論への打撃になるほど十分に高い。