2014年05月28日

ツカレタ 2014年5月28日

9時医療センター着。
採血
受診待ち
待ち時間が長そうなので癌相談室訪問
11時半過ぎ受診

血液結果は良好だったのでカルセド投与(三日間)となった。

12時半過ぎ、
デカドロン2錠服用。
カルセド投与開始、30分足らずで終わり。

会計で人手による精算(普段は機械精算)。
なんでも先回の入院費の計算が違っていたとかで、少しお金が返ってきた。
備忘録→明日、先回入院の明細受領書を差し替えのため会計に持ってゆく予定。明日は採血無しで9時半に受診、つづいてカルセド投与予定。

14時頃帰宅。

休憩。ツカレタ

夕食は冷麺、野菜、焼き魚

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ミクロの世界その2 素粒子その1(物質を作る素粒子)

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ミクロの世界その2 素粒子その1(物質を作る素粒子)

ミクロの世界その2 素粒子その1(物質を作る素粒子)

ミクロの世界その1で少し紹介したけど、電子は素粒子であり、陽子や中性子のなかのクォークも素粒子です。

素粒子とは、物質を細分化していって、最後にたどりつく究極の粒子のことです。

百数十年前までは、原子が最小単位だと考えられていましたが、20世紀に入って原子は原子核と電子からできていること、原子核は陽子と中性子から出来ていること、さらに陽子と中性子はクォークから出来ていることなどが分かってきました。
近年では物質の最終構成物質のみならず、見えない力(電磁力、重力など)の伝達にも素粒子が関わってきていることが判明しました。

ミクロの世界その2では、まずは「物質を作る素粒子」について見て行きたいと思います。

「物質を作る素粒子」にはクォークとレプトンがあり、それぞれ第一世代〜第三世代まであります。


物質を作る素粒子2.png

まず第一世代のクォークですが、アップクォーク(u)とダウンクォーク(d)があります。それぞれ電荷と質量を持っています。

アップクォーク(u)の電荷は+2/3、ダウンクォーク(d)の電荷は-1/3です。



図1 物質の粒子.png左図中の中間子については次回説明いたします。

図に示すように陽子(uud)は二個のアップクォーク(u)と一個のダウンクォーク(d)で成り立っていますので、総電荷は+2*2/3-1*1/3=+1となります。電子の電荷は-1でしたので、陽子と電子一個ずつで±打ち消しあって、結局原子の総電荷は0となります。

図に示すように中性子(udd)は一個のアップクォーク(u)と二個のダウンウォーク(d)で出来ていますので、総電荷は+1*2/3-2*1/3=0すなわち中性となります。











アップクォーク(u)とダウンウォーク(d)の質量について
クォーク1個の質量は、例えばアップクォーク(u)は電子の10倍、ダウンクォーク(d)は20倍程度だが、これらが集まると質量は全く違った結果になります。例えば、

uudの組み合わせは陽子を構成するが、質量は電子の10+10+20=40倍とはならず電子の1836倍程度に、uddでは中性子だが、電子の10+20+20=50倍とはならず電子の1839倍程度となります。これは強い相互作用の結合エネルギーによるものです。


次に第一世代のレプトンですが、電子ニュートリノと電子があります。

電子ニュートリノはカミオカンデでの検出、小柴氏のノーベル賞受賞で有名になりました。電子ニュートリノは電荷はゼロで、質量は電子の質量の100万分の1以下と極めて軽量です。
そのため電子ニュートリノは他の素粒子との反応が極めてわずかで、透過性が非常に高いので中々観測しづらい素粒子なんです。
我々の目には見えていませんが、太陽からは核融合反応の際に莫大な電子ニュートリノが発生し、地球にも降り注いでおり、我々の身体や地球を貫通しています。あと電子ニュートリノは原子力発電からも発生しています。

電子は大変なじみの深い素粒子です。原子核の周りを周回しているんですが、化学反応を起こしたり、電気を流したりととても大事な役割を果たしています。言葉でも電子レンジ、電子計算機、電子マネー、電子辞書、電子タバコなどなど普通に使われていますよね。
この電子の質量と電荷ですが、
質量は9.10938291×10の−31乗キログラム
電荷は-e ( = -1.602176565(35)×10の−19乗クーロン)
です。

さて第二世代、第三世代のクォークとレプトンは、表のようにそれぞれ4種類あるのですが、これらは宇宙や実験機(加速器)の中でしか生成しません。
我々の周りの物質(原子)は殆ど第一世代のクォークであるアップクォーク(u)とダウンウォーク(d)、第一世代のレプトンである電子で出来ています。(電子ニュートリノはあることにはあるのですが、他の素粒子と殆ど反応しないため幽霊のような存在です。)

第二世代、第三世代のクォークとレプトンは、それぞれ4つあることは理論的に予測されていましたが、発見するまでにいろいろ苦労があったようです。
たとえばクォークですが、ストレンジは1947年に発見されていたのですが、チャームは1974年、ボトムは1977年、最後のトップが見つかったのは1995年でした。

次回は力を伝える素粒子(ボソンまたはボーズ粒子)についでです。

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