原子よりも小さい世界とは?素粒子の基本

「これ以上分けられない」と思われていた原子

前の記事では、ものをどんどん小さくしていくと、目には見えないくらい小さな単位にたどり着くこと、そして見えなくなっても無くなったとは言えないことがわかってきました。

では、その「小さな単位」は、どこまで小さくなるのでしょうか。

「これ以上分けられない」と思われていた原子

原子(げんし)という言葉を聞いたことがある人も多いと思います。

原子は、すべての物をつくっている、とても小さな粒です。

長いあいだ人は「原子こそ、これ以上小さくできない最小のもの」だと考えていました。

実際、「原子」という名前には「これ以上分けられない」という意味があります。

原子は、最小ではありませんでした

ところが、原子をくわしく調べていくと、意外なことがわかってきました。

原子の中には、原子核電子といった、さらに小さな存在があったのです。つまり、原子もまた、いくつかの要素が集まってできていたということになります。

「最小だと思っていたものの中に、さらに中身があった」。これは、人にとって大きな発見でした。

小さくしていくほど、見えなくなっていく

原子よりも小さい世界を考えるとき、ひとつ、やっかいな問題があります。

目で見ることができないさわることができない形を確かめることができない、ということです。

あまりにも小さすぎて、私たちの感覚では直接とらえられなくなってしまうのです。

見えないからといって、無いとは限らない――これは、前の記事でも触れた通りです。

原子よりも小さい世界についても、同じことが言えます。

動きから、そこにあると分かる

原子よりも小さい世界は、直接見ることはできません。

けれど人は、実験をして、結果を比べて、何度も確かめるという方法で、その世界を調べてきました。

すると、いつも同じような結果が出る、予想と違う動きが現れる、といったことがくり返し確かめられていきました。

そこから「見えないけれど、何かがある」と考えられるようになったのです。

原子より小さい世界では、少し様子が違う

原子よりも小さい世界では、「ここにある」「これが原因」「これが結果」といった、私たちが普段当たり前のように使っている考え方が、そのまま通じないことがあります。

でもそれは、世界が不安定だからでも、おかしな世界だからでもありません。

ただ、私たちが慣れてきた見方とは、少し違うだけなのです。

電子よりも、さらに奥がある

原子の中にあった電子。

そして原子核の中には、陽子中性子という存在があります。さらにその奥には、クォークと呼ばれる、これまでで一番小さいとされる存在も見つかっています。

こうした、これ以上分けられないと考えられている一番小さな存在のことを、「素粒子(そりゅうし)」と呼びます。

この先、何が待っているのか

原子よりも小さい世界、素粒子の世界を説明するために、人は新しい考え方を必要としました。

数式や専門用語を使わずに言うなら、それは「これまでの当たり前が通じない世界を、どう理解すればいいか」という挑戦だったとも言えます。

次の記事では、その考え方――「量子」という言葉について、もう少しだけ近くから見ていきます。

まとめ:この記事でわかったこと

その世界は、私たちの感覚とは少し違うルールで動いているす。

原子は最小ではなかった

原子の中には、電子・陽子・中性子、さらにクォークのような存在がある

これ以上分けられない最小の存在を「素粒子」と呼ぶ

見えないからといって、無いとは言えない

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