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エネルギーから物質はつくれるのか


 どうもこんばんはライネです。

 昨日はとてつもなく難しい話をしてしまいましたが、
 今日はもう少し噛み砕いでみましょう。


 「宇宙ができた時は物(物質)を構成するすべてのものと、エネルギーは同じものだった」
 と言うのがどうやら今、考えられている宇宙にあるものの姿のようです。

 たしかに、原子力発電や核兵器などは、物質のもっているエネルギーを使っていますし、
 ものすごいエネルギーをつぎ込めば物質も作れようです。
 とはいえ、現時点で触れるような物質を作り出すには、
 必要となるエネルギーが大きすぎて、不可能に近いようですが…。


 で、そんなエネルギーを持っていたのが生まれたときの宇宙だったようです。
 上記のように最初は不可分のものだったようですが、
 おそらく宇宙誕生から1秒後くらいになると、エネルギーから「素粒子」が生まれたようです。

 昨日も少し触れましたが、この1秒間のことを調べるため、
 たくさんの科学者の方々が一生を費やしているというのが、
 この時代のこの世界の科学の到達点であり、限界のようです。


 私はさすがにそこまでの知識も覚悟もないので、
 生後1秒の宇宙から話をしたいと思います。
 そのころの宇宙には「ハドロン」と呼ばれる素粒子の塊や、
 「レプトン」と呼ばれる素粒子ができあがっていたようです。


 ハドロンとは、ようするに「陽子」や「中性子」のことです。
 正確に言うと、陽子や中性子のように「クォーク」という素粒子が、
 「強い相互作用」と呼ばれる謎の力で一つに固まっているものとお考えください。


 実際には、陽子や中性子は3つのクォークから出来上がっている「バリオン」と呼ばれるもので、
 ハドロンにはこのようなバリオンの他に、
 「メソン」という2つのクォークから出来上がっているものもあるようです。
  
ハロドンとクォークの関係

 またレプトンとは、ようするに「電子」のことです。
 化学で散々お世話になった電子はレプトンという素粒子だったのです。

 冒頭でエネルギーは物質になることができると説明しましたが、
 どうやら触れられるものが作れない理由のひとつはこのあたりにあるようです。
 実は基本的に物質、つまり電子や、陽子をクオークなどの素粒子は、
 反電子や反クォークとペアで生まれるのだそうです。


 電子と反電子、クォークと反クォークはぶつかり合うとエネルギーに戻ってしまうため、
 1個や2個作りだしたところで、全部消えてしまうのです。

 宇宙の場合これらの素粒子を数えきれないほど作りだし、
 そのうちいくつかの素粒子はお互いがぶつかる前に勝手に崩壊してしまい、
 最終的に勝手に崩壊もせず、ぶつかり合うこともなく残った素粒子が、今の物質なのだそうです。
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