2月号『小さな小さな粒、素粒子のはなし』作者のことば

ふしぎな素粒子の世界 　

藤本順平

　私は加速器を使って、素粒子という宇宙を作る小さな粒を研究してきました。身の回りにあるものは原子という小さな粒でできているということを聞いたことがあるでしょう。原子の存在は、古代ギリシャの時代から唱えられていましたが、本当に色々なものが原子でできていると世界中の科学者が納得したのは、今からおよそ120年前のことでした。その後、じつは原子も、もっともっと小さな粒でできていることがわかったのです。今では118種類の全ての原子は、電子・アップクォーク・ダウンクォークのたった３種類の粒の組み合わせでできていることがわかっています。面白いことに加速器を使うと、それら３種類とは異なる素粒子も、作って調べることができます。現在では、全部で17種類の素粒子が見つかっています。
　素粒子には「粒子」という文字が入っていますが、じつはただの粒ではありません。
　絵本の中で、原子の中では、プラスの電気を持つ原子核と、マイナスの電気を持つ電子が引っ張り合っているという説明がありました（本誌25ページ）。引っ張り合っていたら、最後に電子は原子核にくっついて止まってしまい、原子は潰れてしまうようにも思えますよね。でも、電子や原子核は、厳密に言うとただの粒ではないので、潰れてしまうことはないのです。電子も、原子核を作っている素粒子も、どこにいるかを調べると、ある場所にポツッといることがわかります。エネルギーを塊として運ぶので「粒」のようですが、どこにいるかを調べないと「波」のように広がっているという特徴があります。また、「粒」として見た時も、いついかなる時も止まることがないという変な性質を持っています。混乱してきますね。この変な性質のため、電子が原子核にくっついて、止まってしまうことはありません。ちょっとわかりにくいと思いますが、実際にそうなのです。
　そこで、物理学ではこの変な性質を持つ素粒子に、「粒子」とは別の言葉、「量子」という言葉も使って、このふしぎな性質を表現します。どういうことだろうと気になった人は、大きくなって「量子」のことを調べたり、量子力学とよばれる学問を学んでみてください。
　とても小さくて、変な性質をもつ素粒子を調べて何になるのだろうと思うかもしれません。でも宇宙を作っているのは素粒子ですから、素粒子がわかれば宇宙全体のことが一気にわかるのです。この本で、ふしぎな素粒子の世界へ関心をもってくれたら、とてもうれしいです。

■作者紹介

藤本順平（文）

1959年、名古屋生まれ。大学院で加速器を使って研究する高エネルギー物理学の研究を始めた。高エネルギー加速器研究機構（KEK）の前身の高エネルギー物理学研究所で行われた電子・陽電子衝突型加速器トリスタンを使ったトパーズ実験グループに所属。トリスタン実験の終了後は、標準理論や超対称性理論に基づいて素粒子反応の確率を精密に計算する「GRACE」コンピュータプログラムの開発に従事した。

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