物質の究極像をめざして　素粒子論とその歴史

数式は極力避けながらも理屈を並べることは避けていない入門書。ニュートン力学から始まり２０世紀の素粒子物理学の発展を追いつつ、その基本的なことを解説。

「物質は原子からできている。」20世紀に活躍した偉大な物理学者の一人であり、その魅力的な人格やエッセイでも知られている、リチャード・ファインマンの言葉です。“文明の滅亡が避けられなくなり、また蘇るかもしれない人類に一言だけ遺言をのこすとしたら”という問いに対する答えでした。古代より人類は、自身の肉体も含め、目の前にある、もしくは夜空の彼方にある物質の、究極像を追い求めてきました。本書はニュートンから始まり20世紀の素粒子物理学の発展を追いつつ、その基本的なことを数式をほとんど使わずに解説する入門書です。

目次

第1章　原子から素粒子へ
第2章　近代科学の確立Ｉ　ニュートンと万有引力 第3章　近代科学の確立ＩＩ　元素と原子／熱とは何？
第4章　光の歴史Ｉ　光は波
第5章　光の歴史ＩＩ　光は粒子
第6章　新しい物理学　量子力学
第7章　粒子の生成と消滅／質量エネルギー
第8章　素粒子物理学の誕生　湯川の中間子論
第9章　弱い相互作用
第10章　核子からクォークへ
第11章　量子色力学
第12章　新粒子の発見 第13章　電弱統一理論
第14章　世代間混合／ニュートリノ振動
第15章　今後の展望
補章1　2つの相対性理論
補章2　宇宙の物質史　膨張宇宙と元素合成

目次

第1章　原子から素粒子へ
「物質は原子からできている」
原子核と電子
陽子と中性子
核子からクォークへ
その他の素粒子
PARTICLE COLUMN　第1章で登場した粒子名

第2章　近代科学の確立Ｉ　ニュートンと万有引力 近代科学がなしとげたこと（まとめ）
地動説がもたらした発想の転換
ニュートンの力学

第3章　近代科学の確立ＩＩ　元素と原子／熱とは何？
元素
原子論と反原子論
電子と原子核の発見
熱とエネルギー
熱力学第二法則（エントロピー非減少則）

第4章　光の歴史Ｉ　光は波
光は粒子か波か？
光の干渉
波長と色
光は何の波？
PARTICLE COLUMN　光の三原色・色の三原色

第5章　光の歴史ＩＩ　光は粒子
空洞放射の謎
アインシュタインの答
プランクとプランク定数h
PARTICLE COLUMN　アインシュタイン奇跡の三大業績
光電効果
光量子仮説を裏付けるその他の現象
光子は波？
PARTICLE COLUMN　新しい粒子像（量子力学）の解釈問題

第6章　新しい物理学　量子力学
新しい粒子像の2つの特徴
原子の構造についての2つの疑問
ボーアの量子条件
ド・ブロイの物質波仮説
壁にはさまれている場合
シュレーディンガー方程式
PARTICLE COLUMN　電子を使った現代版ヤングの実験
パウリ原理とスピン
PARTICLE COLUMN　電子殻（electron shell）

第7章　粒子の生成と消滅／質量エネルギー
光子の生成・消滅
反粒子
質量エネルギー
光子の質量は？
エネルギーと運動量の保存則
仮想状態と実状態

第8章　素粒子物理学の誕生　湯川の中間子論

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