小さな世界

最小物質と宇宙


テレビで宇宙を扱う番組を見て驚いた。

我々の周囲にある様々な物質は、どれもごく限られたもので作られている。

もちろん我々の人体も物質で、これらの物質は宇宙の誕生時ビッグバンで発生している。

人体もミクロの視点で見ると、物質は元素の組み合わせで出来ている。

その元素の正体は原子で、理科の教科書とかには原子核の周りを電子がクルクル回る図が書かれていた。




その大きさは、原子核が2ミリ位の米粒ほどの大きさだとすると、原子核の周りを回っている電子の大きさは髪の毛の太さ以下の小ささという比率になり、原子核を野球場の中心に置くと、電子は野球場の外周位離れている。

つまり原子の中は何もない野球場という事になり、それらが集まって出来ている我々の人体も中身は空間だらけの状態という事になる。

話が逸れるが、これは太陽系の図と同じで、教科書などの図では太陽と惑星達は近く描かれているが、実際は凄く離れていて太陽系も中はスカスカの状態。

話を戻して、繰り返すが、この世にあるものは全て原子から出来ている。

その原子核の中には陽子と中性子というのが入っている。

酸素の原子核の中には８つの陽子と中性子が入っていて、ヘリウムの原子核の中には２つの陽子と中性子が入っている。

その陽子や中性子の中には素粒子という最小の物質が入っている。

驚いたのは原子核の周りを回っている電子も素粒子だそうだ。

素粒子は17種類あることがこれまでの実験で確認されていて、その中には原子を構成する3種類の素粒子もあれば、宇宙を絶えず飛び交っているニュートリノなどもある。

俺が興味を持った素粒子は「光子」という光の粒。

光子は、現在では厳密に質量ゼロと理解されているが、超伝導体中の光子はゼロではない有効質量を持っている。

素粒子の面白いのが「反素粒子」という物質で、素粒子が生まれると全く対照的な反素粒子が生まれる。

万物が素粒子で作られているのであれば、真逆の反素粒子で出来た反物質の世界があるのでは無いか？という事になる。

反物質の人間や反物質の星、反物質の銀河などがあるのではないか？と過去に探索が行われたが見つからなかった。

そして反素粒子と素粒子が出会えば、凄いエネルギーを発して両方が消えてしまうことが判る。

本来なら宇宙の誕生で出来た全くの真逆な素粒子と反素粒子が出会えば、全部出会った瞬間に消えてしまって何も生まれなかったはずだが、今の宇宙の星々などが素粒子によって出来ているという事は、反素粒子より素粒子の数が上回っていたという事になる。

それを解析していくと、素粒子と反素粒子は全くの真逆ではなく、少しだけ性質が違っていて、そのおかげで今の世界が作られる事になる…これを「CR対称性の破れ」といい、この事をつくば市にある高エネルギー加速器研究機構の2人の日本人が実験で証明してノーベル賞を受賞している。

現在岐阜県飛騨市にあるスーパーカミオカンデでは人口のニュートリノ素粒子と、ニュートリノ反素粒子をぶつける前の段階で、お互いの素粒子が変化する差を観測している。

もし、違いが観測できれば、何故素粒子だけが生き残り、我々が生まれたのかの謎が解明されるノーベル賞級の偉業をなる。

現在スーパーカミオカンデはハイパーカミオカンデに改装中で、更なる素粒子の謎解明が期待されている。

ただ、俺なんかは反素粒子が消えて無くなったのでは無く、宇宙の何処かに反物質の世界が存在すると思うのだ。