基本粒子(陽子、中性子、電子)についての質問です。
基本粒子(陽子、中性子、電子)についての質問です。
1.陽子、中性子、電子はそれぞれ単独で取り出せると聞きました。
(1)一般家庭でも入手可能な簡単で安価な機材でこれを行う方法
をご存じなら教えて下さい。
陽子、中性子は難しそうな気がしますが、電子は圧電とか熱とか
光とかで比較的簡単に取り出せそうな気がするのですが具体的な方
法や準備するものと手順が判ればお願いします。
また真空環境でないと何か問題があるとか、大気中だと何か危険
があるとかも判ればお願いします。
(2)これらの粒子を大量に抽出(たとえば100cc程度)を瓶などに保存
しておく方法はありますか?
特に陽子と電子はそれぞれの電荷のため反発すると思うので、封じ込め
の工夫が必要かも知れませんね。 陽子瓶と電子瓶は引き合うでしょうか
?
また中性子は1分程度でベータ崩壊すると聞きますから電子線やニュート
リノ対策が要りますか?
(3)このようなことを実際の研究機関ではどのように行っているのですか?
使用機材、抽出方法、抽出確認方法、保存方法、諸対策等
(4) 素朴な疑問ですが、
(1)これらの粒子がその粒子のみの集合体(陽子郡や電子郡、中性子郡)
としてある場合、気圧や温度による変化(相転移)はしないのでしょうか?
たとえば、絶対零度付近で陽子郡や中性子郡、電子郡を高圧縮する
とこういうものになる...といったことです。
(2)これらの粒子郡には見た目や臭い、味などの五感でわかる特徴
はありますか? ある一定量集めてこうするとこういう特徴が出る
とか...
完全無色透明、無味無臭の場合確認が難しそうですが...
その場合「何かに反応させるとこういう特徴を示す」でもよいです。
(電子だけのスープを飲んでみたという話は聞いたことがないですけど..)
(3)これらの粒子郡は地球重力下で常温(仮に20度c1気圧)ではどのよう
な位置に来ますか?
大気中が問題があるなら、真空環境(但し地球重力下)では?
それぞれ少くとも質量があるので真空なら下に落ちるような気がしますが、
実際はどうなのでしょう? 陽子のように郡では電荷の影響が出てしまう
場合単独ではどうなりますか?
(5)これらの粒子は単独では瓶の底などに静止していることができるも
のですか?
(6)大気中では、すぐに何かと反応してしまうなどの特徴はありますか?
(7)内部を真空にした瓶に電子一個と陽子一個を入れた場合、どれくらい
の距離まで接近すると水素原子に変わるのですか?
ただそれだと不安定な単独水素原子ですが、存在していられるのでしょ
うか?
(5)これらの素粒子は量子力学では「確率の波」として存在すると聞きました。
(1)電子の場合は「電子雲」という形で存在していると言いますが、
a.単一のエネルギーがシャボン玉がブヨブヨと振動しながら浮いているイメージ?
b.原子核の周りを点のような電子が惑星公転的に周回はしているが、その公
転軌道が隙間の無い球形や鉄アレー型を描くので全体として球形分布に
見える?
c.原子核の周りを点のような電子がまったくランダムに現れ、全体として隙間の
無い球形や鉄アレー型を描く?
ただこれだと「軌道」ではなく「ランダムな点描の指定領域」というべきかと...
また何かの外壁に跳ね返りでもしなければそのような運動が可能な条件を想
像できませんが...少なくとも正負の一定電荷同士の核と周囲の吸引力バ
ランスで成り立つなら周回でないランダムな現れ方は腑に落ちません。
(2)電子が原子核から外れてしまった場合この確率分布は一点に集約されて
しまうのですか? その場合分布していたときのエネルギーはどう保存されるの
ですか?
(3)陽子や中性子も密度が高いだけで基本的には同じような確率分布なの
でしょうか?
(6)中性子について
(1)中性子は宇宙で陽子が出来たとき一緒に誕生したと考えられているのでしょ
うか?それとも恒星が誕生した後、核融合過程で出来たものですか?
単体では短時間でβ崩壊してしまうらしいので後者かな?と思ったのですが?
その他素粒子に関しては質問したいことは山ほどあるのですが、分けさせてください。
このような疑問について、自力で調べてはみるものの中々わかりやすい解説が少な
く素朴な疑問になるほど文献が少なく感じています。
何分素人で、難解な数式や表現は手に負えないのでよろしくお願い致します。
お礼
MRI他、医療機器にも関係するのですね。ありがとうございます。