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1時限目:ニュートリノってなんだろう?

ニュートリノ科学研究センター(RCNS)に、タウ君とミューちゃんが遊びに来ました。
そして、デン博士と出会い「素粒子」について教えてもらいました。
デン博士
デン:「素粒子」については二人ともわかったかな?
ミュー:うん!!
デン:それはよかった。では、素粒子の一種
「ニュートリノ」について説明していくよ。
デン:ニュートリノっていうのは、そこらへんにあふれている素粒子なんだ。
タウ:へ~…、あふれてるとはいえマイナーだよね。
ミュー:しらな~い。
デン:…(苦笑)。マイナーかどうかは人それぞれの考え方だね。でも物理の世界では、誰もが知っている有名な素粒子なんだ。
タウ&ミュー:へ~!!
デン:そうなんだよ。でもなぜあまり一般のみんなに知られていないかは、実は、ニュートリノはおばけのような性質だからなんだよ。
ミュー:おばけ?!こわ~い。
デン:たとえ話だから。でもね、実は、ニュートリノは我々の周りにたっくさんあるんだよ!!
デン:宇宙にあるアップ・ダウン・電子の素粒子それぞれの数よりも、ニュートリノのほうが多いんだ。タウ:どのくらい違うの?
デン:アップ・ダウン・電子がそれぞれ、100立方メートルに対して1個しかないのに、ニュートリノは300億個もあるんだよ。ミュー:あんまりよくイメージできない。
タウ:アップやダウンっていろいろな素粒子があるけど、ニュートリノは?
デン:するどいね!!実は、ニュートリノはミューニュートリノ、タウニュートリノ、電子ニュートリノという3種類があるんだ。
タウ:早口言葉みたい。
ミュー:生麦生米生卵~♪
デン:早口言葉じゃないよ。じゃ、ここで3つのニュートリノについて考えよう。
デン:例えば、ニュートリノを「ドッグフード」という大きな集合だとしよう。ビーフやマグロ、ベジタブルなどいろいろな風味があるよね。でも、ベジタブルでもビーフでもドッグフードという集合にはかわらないよね。
それと同じことで、簡単に言えば、ニュートリノという集合に3種類のニュートリノが存在するんだ。
デン:電子ニュートリノは電子、ミューニュートリノはミュー粒子、タウニュートリノはタウ粒子と同じフレーバーなんだよ。
タウ:フレーバーが違うと何が違うの?
デン:粒子の重さが違うんだ。電子が一番軽くてタウ粒子が一番重いんだよ。
デン:電子を1だとしたら、ミュー粒子は200倍重くて、タウ粒子は電子よりもなんと3500倍も重たいんだ。でも重たいだけで性質は変わらないんだよ。ミュー:タウ粒子が重いとしたら、タウニュートリノも重いの?デン:実は、ニュートリノの重さはまだわかっていないんだ。

デン:
素粒子というのはもともとすごい小さいもので電荷があるんだけど、ニュートリノになると電荷がなくなってしまうんだ。いたるところにあるのに、おばけのようにいろいろなものを通り抜けてしまうので、見つけにくいんだよ。重さもわかっていないんだ。
タウ:そのニュートリノはどこからきたの?
デン:ニュートリノはいたるところにあるといったけど、いろんなところからうまれているんだ。たとえば…
デン:太陽や原子炉、人間、超新星や地球などさまざまなものから生まれているんだよ。
1平方センチメートルあたり、太陽からは一秒間に660億個、人間からは一日で3億個発生しているんだ。
ミュー:そんなに?!
デン:原子炉ニュートリノをつかまえるためには、太陽と冥王星の距離×1000倍の分厚さの水がひつようなんだよ。次の時間には、ニュートリノの観測をしているカムランドグループにせまるよ。
本日のまとめ
ニュートリノは太陽や人間などからも発生していて、そこら中にある素粒子。
ニュートリノの観測が難しいのは、ニュートリノがおばけのような性質だから。
電荷をおびていない
すごく軽い(重さはまだ不明)
いろいろなものを通り抜ける

二時限目のテーマは、”KamLAND”!!

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