JAXA | 宇宙情報センター SPACE INFORMATION CENTER

メニュー

メニュー

ミクロの世界

シェア

関連情報

素粒子の世界は宇宙につながる

宇宙の姿を理解するには、巨大(マクロ)な世界だけでなく、極小(ミクロ)な世界を知ることも重要です。宇宙で最も豊富に存在する物質は水素です。水素は最も単純な原子でもあり、陽子からなる原子核と、その原子核の周りの電子からなっています。水素原子のサイズはおよそ10のマイナス10乗m、つまり、0.0000000001mに相当します。陽子のサイズはもっと小さく、10のマイナス15乗mだということが知られています。

陽子や中性子はさらにクォークに分解されます。クォークは、現在のところそれ以上分解できることが知られていませんので、物質の基本粒子である素粒子であると考えられています(電子も素粒子です)。これらのサイズは陽子や中性子よりもさらに小さく、少なくとも10のマイナス17乗m以下であることが指摘されています。小林誠益川敏英は1973年に、クォークが3世代(6種類)以上存在することを提唱しました。6種類以上あると、反物質(性質などが物質と反対のもの)が消えて物質だけが残りうるという「CP対称性の破れ」を理論的に説明できることを示したのです。発表当時3種類しか見つかっていなかったクォークは1995年までに6種類が発見され、この業績が認められた2人は2008年のノーベル物理学賞を受賞しました。

宇宙誕生の後に、各種のクォークがどのように陽子や中性子へと結合し、現在私たちが目にする世界へと到達したのかを知ることは、たいへん興味深いことです。ミクロの素粒子の世界についてよく知ることは、宇宙を知ることにつながるのです。