雑学

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物は何で出来てる？

我々の周りにある「物」は
一体何で出来ているのでしょう。
うーん、まず木とかコンクリートとか
金属とかゴムと答える人もいるかな？
じゃあ、もっと細かくすると？
木はセルロースという有機高分子で、
コンクリートは硫酸ナトリウムなどの
無機物質で、金属は鉄や銅など、
ゴムは有機合成高分子であるブタジエンの重合したものでできています。

さらにもっと細かく！
今上げた「有機」というものは主に炭素、水素、酸素、窒素から成り立っていて、
「無機」や「金属」はそれ以外の元素から出来ているのだ。
ちなみにこの元素は、今現在１１０種類
ほど発見されている。
（教科書には１０３個しか載っていない）
もっともっと細かくして見るとどうか。
これら全ての元素は原子から
成り立っている。
大きさはもう0.1nm
ナノメートル：1cmの１万分の１の
そのまた１万分の１
この原子は言ってみればこの太陽系に
例える事が出来るぞ。

原子は原子核（太陽）と電子（惑星）から成り立っていて、電子は原子核の周りを
すごいスピードでグルグル回っている。
そして、この原子核はいくつかの粒子で
出来ているのだ。
ここで大きさはさらに原子の
１０万分の１になる
この原子核の中には陽子、
中性子が入っていて、この数によって
元素の種類が決まる。
ここまでは、中学や高校の化学で習う。
では、なぜこのトピックがこの「物理系」にあるかというと、この先を扱うのは
物理なのだ。

さて、ここからは高校物理、
大学の範囲なので、頭が混乱した人は
ここでやめておいた方がいいかも。
いわゆる素粒子論というものに
なるのだけど、これら陽子、中性子、電子などをひっくるめて「素粒子」という。

この素粒子の種類はナント
今発見されている物だけで、
１００種類を越え、大きく次の３つに
分けられます。

バリオン
（重粒子と言われ、陽子や中性子など）

メソン（中間子と言われ、π中間子など）

レプトン（軽粒子と呼ばれ、電子など）
これはあくまでも分類名に過ぎません。
また、これら素粒子の一部には反粒子と
呼ばれるものが存在し、質量が同じで
電荷が反対の物があります。

そして、このバリオンやメソンなどは
いずれも、クォークと呼ばれる基本粒子
から出来ていると考えられています。
バリオンは３つのクォークから、
メソンは１つのクォークとその反粒子から出来ています。
今の科学技術ではここまで解明されました

はて、光ってなんだっけ？

光を知らない人はいないだろう。
でも、光って何で出来ているのかを
知っている人は本当に少ない。
結論から言ってしまえば、光は電磁波の
一種に考えられ、粒子であり、波である。
その速度はというと、電波や電子と
同じ秒速３０万ｋｍだ。
（１秒間に地球を７周半する！）
光はエネルギーを持った素粒子
（光子又は光量子という）で、それが
電波と同じように波になって突っ走る。
光と言ってもいろいろな色がある。
何で、色があるのだろう。
それは、その光の波の幅の度合いに
よって異なり、幅が狭いほど紫色に
近づき、広いほど赤色に近づく。
学校では光よりも速い物は無いと
教わるはずだ。
なぜだろう。
誰でも物を加速させて、
リニアモーターカーのようにどんどん
スピードを上げる事が出来る。
実際、先進国には巨大な実験施設があり、素粒子（陽子や中性子）を光の速さ近く
まで加速させることができる。
でも、絶対に光の速さには出来ない。
素粒子を加速させていくと、どんどん
重くなり、無限のエネルギーを
加えなければ光速と同じにはなりません。
でも、光は質量がゼロなのです。
だから、無限のエネルギーを加えなくても光速が出せるのです。

うーん、不思議。
最近になって、宇宙から届く不思議な
素粒子が見つかりました。
名前はタキオン君といい、
光よりもちょっとだけ速いのです。
でも、まだ正式に確認されていないので、将来はっきりとするでしょう。
これを利用すれば、光速ロケットも
考えられないことはありませんね。
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