素粒子とは？この世は？？

質問

素粒子は原子の更に核の部分だと理解していますが、
全ての原子の素粒子は端的に言うと同じ物なんでしょうか？そうすると素粒子レベルではこの世の事物はすべて同じものと言うことが出来る様な気がしますが認識としてどう思いますか？宜しくお願いします。

回答No.5

chukanshi · ベストアンサー

#1のかたのおっしゃるとおり、「素粒子とは物質の最小構成単位を示すものです。」という定義で正しいと思います。
だから、「素粒子」は、時代によって、つまり、素粒子が発見される歴史年代によって、変わってきます。
原子が、素粒子と考えられる時期もありました。
原子が電子と原子核からできており、原子核が陽子と中性子からできているということがわかると、電子、陽子、中性子が素粒子と考えられるようになりました。
ところが、その後も、日本の湯川博士の中間子をはじめ、次々と新しい「素粒子」が発見され、これはもはや「素粒子」とはよべないということになりました。
その後研究が進み、中性子や陽子や中間子は、さらに小さい、クォークという粒子からできていることがわかりました。
現在の「素粒子」は、クォーク６種類と、レプトン６種類です。６種類のクォークは、単独では存在しないのでなかなか親しみがわきませんが、レプトンには、電子やニュートリノといった有名な粒子が含まれています。
さらに、クォークとレプトンという、物質を構成する素粒子のほかに、相互作用を媒介する、粒子があります。世の中には４種類の力があるということは、ご存知かもしれませんが、電磁気力を媒介する光子（光)、重力を媒介する（まだ実験で発見されていませんが）重力子（グラビトン）などは理解しやすいでしょう。
こうして、現段階では、素粒子は物質を構成するクォークとレプトン（これらはフェルミ粒子です）と、相互作用を媒介する粒子（光子など。これらはボース粒子です）からなると考えられています。
これを、素粒子の標準モデルと呼んでいて、いまきっちりと確認されているのはこの段階です。

しかし、これだけでも、素粒子と呼ぶには種類が多すぎます。素粒子物理学者は、さらに、これらの粒子の基となる粒子が存在するのではないか、と考えています。現在の素粒子をもっと統一的に理解し、本当の意味でのこの世の最小単位を探そうとしています。その中で、有力な理論は超弦理論（超ひも理論、ストリング理論）です。しかし、これはまだ未完の理論であり、超弦理論が正しいという実験もありません。超弦理論が正しいことがわかれば、本当の「素粒子」がわかるかもしれません。

そうすると、「素粒子のレベルでは」この世の物質はすべて同じものであるという、「単純な」理解の仕方もＯＫということになります。

一部の学者の中には、こういう考え方の人もいると思いますが、現在の科学者が注目しているのは、自然の「階層性」という考え方です。素粒子がある程度集まると、違う構造が出てくるという当然の考え方です。

さっきの素粒子の例で言うと、レプトンが（３つ）集まって、陽子を構成すると、もう陽子は陽子であり、レプトンであることを考えなくてもよいでしょう。また、陽子と中性子が集まって原子核を構成すれば、原子核であり、また、原子核と電子で構成される原子を考えれば、それは、やっぱり原子なのです。もうここまでくると、レプトンとは全く違ったものになります。さらに、原子が集まって分子ができます。

もう少しスケールが大きくなると、分子のうちのたんぱく質の分子が、細胞を構成し、細胞が臓器を構成し、臓器が人間を構成し、、、となってくると、もう、原子のレベルのからは、その挙動が予測がつかない（現代の科学では）全く違ったレベルの世界（生体の世界）が広がっているわけです。

このように、構成要素が集まって、また別な構成要素を作ることを階層性といいます。

まとめて単純化すると、この世の中は、多分「素粒子」から構成されているだろうが、それらの、「素粒子」が集まると、全く違った構成要素の世界になり、自然は階層性を持つというのが現代科学の世界観だと思います。

回答No.4

Scull

認識として「誤っている」と思います。
1.全ての原子の素粒子は同じもの。
　違います。

2.素粒子レベルではこの世の事物は全て同じもの
　違います。

そもそも、「素粒子でのお話」をこの世の事物全般に拡張しようというところが誤りです。原子だけでこの世は形成されているわけではない（光子や、重力子などを無視してはいけない）ので、その辺りから認識を改めてください。

回答No.3

noname#22222

事物は、最小単位の集合体です。
ところで、事物の同等性は最小単位レベルでは、そもそも問題にはなりようがありません。
「物質の最小構成単位」が存在することを＜事物の同等性＞に結びつける発想そのものに無理があると思いますが・・・。

回答No.2

sekisei

身の回りにある物質の原子核を構成する陽子と中性子を構成する素粒子の種類は２つ（アップとダウン）です。

これはクォークといって上記２種類以外に４種ありますので合計６種類あります。

４種類は身近ではないですが、高エネルギーな天体現象などでは発生していると思います。

ただ、身近なものに限って言うと先ほど言ったアップとダウンの２種なので同じとは言いにくいかもしれません。

回答No.1

mokonoko

素粒子とは物質の最小構成単位を示すものです。

現在、存在が確認されている素粒子はレプトンとクォークだけだったと思いますが、これらは更なる小さい粒子（それぞれ６種類ずつ）の存在があるとされています。
そうでないと観測されている現象が説明できないためです。

しかし、これらは存在が確認されていないので素粒子とは呼ばれていません。