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陽子の質量は電子の1800倍もあるのに、
なぜ電気量の大きさは同じなのでしょうか
陽子の電気量はもっと大きくてもよさそうな気がするのですけど…

それから核力っていうのは引力みたいなものでしょうか?

A 回答 (6件)

陽子の質量は電子の1800倍もあるのに、


なぜ電気量の大きさは同じなのでしょうか
陽子の電気量はもっと大きくてもよさそうな気がするのですけど…>

素粒子物理学の標準理論という理論では、陽子は3個のクォークが結合してできている。
クォークは6種類がある。そのうち、アップクォーク(記号uと書く)2個とダウンクォーク(記号dと書く)1個が結合してuudが陽子を構成している。
uの電荷は(+2/3)e,dの電荷は(-1/3)eで合計は+eである。クォークを単独で取り出すことはできないので、分数の電荷が現れることはない。中性子はuddの構成なので、電荷は0である。
uの質量は電子の約10倍、dの質量は電子の約20倍である。uudの質量は、これらをたすと電子の40倍になるが、実際の値、電子の1800倍との差は、すべてクォークとクォークを結合する「強い力」という名前の結合エネルギーである(エネルギーは質量と等価)。
「陽子の質量は電子の1800倍もあるのに」という疑問の答えは、質量の大部分は強い力の結合エネルギーで、電荷と直接は関係ないらしい。「なぜ電気量の大きさは同じなのでしょうか」という疑問の答えは、陽子がuudという内部構造を持っているから、となる。
しかし、1/3,2/3という分数が出て来るとは意外でした。また新しい疑問が出てしまった。「現実の世界がそうなっている」と認めるしかないでしょう。
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この回答へのお礼

>陽子がuudという内部構造を持っているから、となる。
>しかし、1/3,2/3という分数が出て来るとは意外でした。また新しい疑問が出てしまった。

丁寧に説明いただきましてありがとうございます。
陽子をつくるクォークの結合エネルギーが質量の差に関係しているのですねー
なるほどー

お礼日時:2019/03/31 07:39

陽子の質量は電子の1800倍もあるのに、


なぜ電気量の大きさは同じなのでしょうか
陽子の電気量はもっと大きくてもよさそうな気がするのですけど>

素粒子物理学の標準理論という理論では、陽子は3個のクォークから構成されている。
クォークは6種類あり、そのうちアップクォーク (uと書く)2個とダウンクォーク(dと書く)1個で、uudという構造が陽子である。
uの電荷は(+2/3)e、dの電荷は(-1/3)eで、陽子の電荷はeとなる。uの質量は電子の10倍、dの質量は電子の20倍で、これからuudの質量をたすと10+10+20=40となるが、陽子の質量は電子の1840倍で、その差は、クォークとクォークが、強い力という名の結合力で結合されているためである。結合エネルギーと質量は同等である。中性子はuddの構成を持つので、合計電荷は0で中性である。中性子の質量は陽子とほぼ同じで、大部分がクォークとクォークの結合力である。
クォークは結合力が強くて、単独で取り出せないので、分数の電荷が現れることはない。
するとあなたの疑問の「陽子の質量は電子の1800倍もあるのに、なぜ」の答えは
質量の大部分は強い力の結合力で、電荷とは直接関係がない、である。
「なぜ電気量の大きさは同じなのでしょうか」の答えは、陽子はuudという内部構造を持っているからです。しかし、1/3、2/3という分数が出て来るとは意外ですね。uよりdの方が重いのに、電荷は半分で、一つ疑問が解決すると、また新しい疑問が出て来るので
「現実の世界がそうなっている」と認めるしかないですね。

それから核力っていうのは引力みたいなものでしょうか?>
そうです。陽子と中性子を結合する核力も強い力です。標準理論では、電磁気力、強い力
、弱い力、重力の4つを基本的な力としていて、そのうち電磁気力、強い力、弱い力の三つを統一記述しています。重力を含めた統一理論を大統一理論というが、これは未完成です。
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>なぜ電気量の大きさは同じなのでしょうか



この世界を形成している「対称性」のひとつなのでしょうね。
何故そうなのかは分かりません。「現実の世界がそうなっている」という観測結果です。

>それから核力っていうのは引力みたいなものでしょうか?

そうです。
放っておけば、原子核内では陽子の正電荷同士が反発しあってばらばらになろうとしますから、それに打ち勝って「1つにまとまる」力になっているわけです。
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この回答へのお礼

ありがとうございます
不思議ですねー

お礼日時:2019/03/31 07:35

原子の中身を解析したら、そのようになっていた、


それが発見された(解明された)という結果でしかありません。
中性子の存在も同じです。

中性子、陽子、電子、それらの質量と電気量の有無やその大きさ、
これに興味を持ったら、自ら解析研究の道に進んではどうでしょうか?
ノーベル賞に値する発見かと思います。
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この回答へのお礼

ありがとうございます
いやーむずかしすぎます~

お礼日時:2019/03/31 07:34

核力は言うと弱い力です

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この回答へのお礼

ありがとうございます
弱い力なんですね

お礼日時:2019/03/31 07:33

我々は原子で出来てますが


原子で陽子の方が電気量が大きいと電荷が釣り合わなくなり
我々はいつでもプラス電荷を持つことになります
しかしそんなことは有り得ないので電荷の大きさは等しく、正負が逆になります
核力はここに書いてあります
https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/story/newsletter/ …
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この回答へのお礼

ありがとうございます
紹介いただいたホームページも勉強になりました

お礼日時:2019/03/31 07:33

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