(1)量子力学

●この宇宙は何で構成されているのでしょうか。最新の宇宙論によると、私たちが知る通常の物質は宇宙全体の約4.9%に過ぎず、それ以外に光を出さないダークマター(暗黒物質)が約26.8%、宇宙膨張を加速させるダークエネルギー(暗黒エネルギー)が約68.3%を占めていると言われています。

●しかし、今のところ、ダークマターやダークエネルギーについては、現代宇宙論を説明するための仮説的な存在で、その実態は解明されていません。

●少なくとも、この地球を構成しているのは、ほぼ物質(matter)です。物質はすべて原子(atom)で構成されています。原子は、陽子と中性子からなる原子核と、それを取り囲む電子(electron)とから構成されています。陽子と中性子はさらに、クォーク、ミュオン、ニュートリノなどで構成されています。

●光子(photon)は質量を持たず、一般には「物質」に含まれませんが、ここでは、世界を構成する要素として「物質」の一部として扱うことにします。

●さて、原子、それを構成する電子、陽子、中性子、また、光子、クォーク、ミュオン、ニュートリノなどの素粒子を量子(quantum)と呼びます。量子はその物理量が連続的な値をとらず、飛び飛びの値(離散的な値)をとる特質があります。この量子の性質を探求する学問が量子力学(quantum mechanics)です。量子力学は、一般相対性理論とともに、現代物理学の根幹をなす学問です。

●以下、量子力学が解き明かした知見から、素粒子(量子)の特性を見ていきたいと思います。

☞(2)二重スリット実験

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