素粒子論 入門

素粒子には、物質を成すクオークとレプトンがあります。一方で、力を伝える粒子として、光子、グルーオン、ボソンがあり、近年に観測されたヒッグス粒子がある。これが大前提。質量はエネルギーの一種であり、物質の内部にエネルギーを閉じ込めると、外から見た時の質量が増えることになる。物質の原子を成す陽子や中性子の質量の大部分は内部に閉じ込められたエネルギーに由来している。一気に駆け上がりますが、こうした標準模型の安定性を背景にして、超弦理論が成功しつつある、というところまでいきたいのでした。
複合粒子、原子のことから。原子核の周りを電子が回っており、物質の元となる。原子核は陽子と中性子、中間子からなる。素粒子には物質を作るフェルミオンと、力を伝えるゲージボソンがあり、ヒッグス粒子等がある。フェルミオンには、クオーク（６種）とレプトン（電子、ニュートリノ等）がある。ゲージボソンには、光子（電磁相互作用）、グルーオン（強い相互作用）、ボソン（弱い相互作用）がある。ここで、各粒子の「相互作用」は「力」と置き換えられる。ところで陽子や中性子は、クオークとグルーオンの2種類の素粒子により成る。