元素   

原子

 原子番号 Z   

 電荷:Ze[C]

 直径約1−5[Å](0.1−0.5[nm])

 原子核(核子)
  陽子   ↓
  中性子   ↓
 電子 e-
  電荷:−e[C] ・・・ −なので電流と逆向き
  質量 me = 9.11×10-28[g]

 電子殻
  K、L、M、N、O、…

 原子模型

  ボーア原子モデル(水素原子模型)
   ボーア量子条件   ↓

分子

 高分子   

コロイド   

イオン

 +イオン ・・・ 原子から電子が欠けて電荷+
 −イオン ・・・ 原子へ電子が加わって電荷−

 イオン化(電離)

  ・ 液体

   金属のイオン化列(イオン化傾向)   
  ・ 気体

   プラズマ   ↓

 水素イオン H+
  陽子(プロトン)   ↓

  水素イオン濃度 [H+]   
 水酸化物イオン OH-
 炭酸水素イオン HCO3-
 炭酸イオン CO32-
 アンモニウムイオン NH4+
 硝酸イオン NO3-

 錯イオン
  [Zn(NH3)4]2+

プラズマ Plasma ・・・ 電離した状態の気体
 極高温下

 太陽風   

化学結合

素粒子   ↓

標準状態(0[℃]、1[atm])の1[mol]の気体の体積 V0
 = 22.4[l]

物質量 n [mol]   
 = V / V0

理想気体

 状態方程式   ↓
実在気体

状態方程式
 理想気体の場合
  PV = nRT
   R:気体定数   ↓
   T:絶対温度

   ボイル・シャルル法則
    PV / T = 一定

    ボイル法則
     PV = 一定 ・・・ エネルギーの次元 [N/m2]・[m3] = [N・m] = [J]
    シャルル法則
     V / T = 一定

     熱膨張   ↓
 実在気体の場合

  ビリアル方程式

気体定数 R
 = 8.31[J/mol・K] ・・・ 標準状態で、1.013×105[N/m2]・22.4[l] / 1[mol]・273.15[K]
 = 0.082[atm・l/mol・K] ・・・ 標準状態で、1[atm]・22.4[l] / 1[mol]・273.15[K]

ボルツマン定数 kB [J/K]
 = R / NA
  NA:アボガドロ数   
 = 1.38×10-23
  1.380649×10-23[J/K](= [N・m/K] = [(kg・m2)/(s2・K)])からケルビン [K]の定義   

 kB = PV/NT ・・・ PV = (N/NA)RT

熱膨張
 線膨張率 α
  = (1/l)・(dl / dT)
 体膨張率 β
  = (1/V)・(dV / dT)
  = (1/ρ)・(dρ / dT)

エネルギー   
 熱量と力学的エネルギーの等価性
  W[J] = J × Q[cal]
   熱の仕事当量 J
    = 4.184

 仕事
  外部にする仕事 W
  外部からされる仕事 W' = −W

  dW = P dV
  W = ∫P dV

 熱[量](熱エネルギー[量]) Q

  ジュール Joule [J]   
   1[J] = 0.239[calth]
  カロリー Calorie [cal] ・・・ 純水1[g]の温度を1[K]上げる熱量

   熱力学カロリー [calth]
    1[calth] = 4.184[J]
   15[℃]カロリー   ↓

   キロカロリー(大カロリー) [kcal]
  英国熱量単位 British Thermal Unit [BTU]
   1[BTU] = 1055[J] ・・・ 純水1[lb]の温度を1[K]上げる熱量

  石油換算トン [toe]    

  固体・液体
   Q = C × T
    = mc × T

   熱容量 C [cal/K] ・・・ 物体m[g]の温度を1[K]上げる熱量
    = mc
     c:比熱   ↓
  気体 ・・・ 体積が変化しやすい
   dQ = dU + P dV ・・・ エネルギー保存則   ↓
     = T dS
    S:エントロピー   ↓

   熱容量   ↑
    定積熱容量、定圧熱容量   ↓

  比熱/モル比熱
   比熱(比熱容量) c ・・・ 物質1[g]の温度を1[K]上げる熱量
    比熱・大 − 熱しにくく冷めにくい

    [J/g・K]、[J/kg・K]
    [cal/g・K]

    定圧比熱容量
     水の比熱(15[℃])
      15[℃]カロリー [cal15]
       1[cal15] = 4.1855[J/g・K]
   モル比熱(モル熱容量) ・・・ 物質1[mol]の温度を1[K]上げる熱量

    [J/mol・K]
    [cal/mol・K]

    定積モル比熱、定圧モル比熱   ↓

  エンタルピー H   ↓

内部エネルギー U
 粒子の運動エネルギー + 粒子間のポテンシャル・エネルギー

 理想気体の場合
  dU = CV dT

   ジュール法則
    内部エネルギーは、温度のみの関数
     体積にはよらない
    (∂U/∂V)T=const.(一定) = 0

   定積熱容量 CV [J/K]
    = (∂U/∂T)V=const. ・・・ dV = 0 → dQ = dU → CV dT = dU

    単原子分子気体
     3/2 nR
    二原子分子気体(常温 T≦300[K])
     5/2 nR
    二原子分子気体(高温)
     7/2 nR
    多原子分子気体(常温 T≦300[K])
     3nR

    定積モル比熱 CV/n
   定圧熱容量 CP [J/K]
    = (∂H/∂T)P=const. ・・・ dQ = dU + P dV → CP dT = dU + P dV = dH
     H:エンタルピー   ↓

    定圧モル比熱 CP/n

   マイヤー法則
    CP = CV + nR

 熱運動 ・・・ 気体分子運動
  粒子の運動エネルギー
   1/2 i=1ΣN mivi2

  理想気体分子の平均運動エネルギー <1/2 mv2
   = 3/2 kBT
    kB:ボルツマン定数
    ・・・1辺lの立方体の箱で気体分子が壁に弾性衝突する場合(モデル)
       1回の衝突で気体分子が壁に及ぼした力積(運動量の変化量) Δpx
       = m(−vx) − mvx = −2mvx
       壁がt[s]間に受ける力積は、Δpx × 衝突回数
        気体分子はt秒間にvxt[m]移動
        1往復(=2l)で1回衝突
       → 2m|vx| × (|vx|t / 2l) = m/l vx2 × t
       壁に及ぼす1分子の力 fx = m/l vx2
       壁に及ぼす全分子(N個の分子)の力 F
       = m/l i=1ΣN vix2 = m/l × N<vx2
        <vx2>:vx2の平均
       箱の中の全分子から壁が受ける圧力 P
       = F/l2 = (m/l × N<vx2>) / l2 = m/V × N<vx2
        V = l3
       分子運動が等方的(x、y、z方向の区別なし)
        → <v2> = <vx2 + vy2 + vz2> = <vx2> + <vy2> + <vz2
        → <vx2> = <vy2> = <vz2> = 1/3 <v2
       PV = 1/3 Nm<v2> = 2/3 N<1/2 mv2
       PV = 2/3 nNA<1/2 mv2> = nRT、kB = R / NA

  内部エネルギー U
   ・ U = i=1ΣN niεi (エネルギー εiの粒子数 ni
   ・ U = N<E>
    N:全粒子数
     = Σni
    <E>:全粒子の平均エネルギー

    PV = 2/3 N<1/2 mv2> = 2/3 U

  熱分布(ボルツマン分布)
   ni / Σni = exp(−εi/kBT) / Σ exp(−εi/kBT)

    ボルツマン因子
     exp(−ε/kBT) = e−ε/kBT

   統計力学

熱力学法則
 T エネルギー保存則
  dQ = dU + P dV
   ・・・ Q+UA = W+UB、ΔU = UB−UA
       ΔU = Q−W
         = Q+W'
  T dS = dU + P dV
 U エントロピー増大則   ↓

  エントロピー S ・・・ 乱雑さ、戻りにくさ
   dS = dQrev. / T
    dQrev.:可逆過程での熱量変化
   S = ∫dQrev. / T

   分子論
    S = kB ln P
     kB:ボルツマン定数
     P:分子の分布状態 ・・・ 確率
 V ネルンスト定理
  limT→0 S(T) = 0 ・・・ 絶対零度でエントロピー0

準静的変化 ・・・ 平衡状態を保ちつつゆっくりと変化

 定積過程(V=一定)
  dV = 0 → dW = 0

  dQ = dU

  加圧(P大) ⇔ 温度 高
  減圧(P小) ⇔ 温度 低

 定圧過程(P=一定)

  dQ = dU + P dV = d(U+PV)
    = dH

  膨張(V大) ⇔ 温度 高
   軽い空気、
  圧縮(V小) ⇔ 温度 低
   重い空気、

  エンタルピー(熱関数) H
   = U + PV

 等温過程(T=一定)
  dU = 0 ・・・ dU = CV dT

  dQ = dW = P dV

  W = nRT log (VB/VA) ・・・ PV = nRT → W = ∫BA P dV = nR∫BA T/V dV = nRT log (VB−VA)

 断熱過程(等エントロピー過程) ・・・ 熱の出入りがない
  等温過程より圧力変化が急
  ポンプ、スプレー、

  dQ = 0 → dS = 0

  ポアソン法則
   PVγ = 一定
   TVγ−1 = 一定 ・・・ PV = nRT → PVγ = nR・TVγ−1

   比熱比 γ
    = CP / CV

  dU + P dV = 0
  dU = CV dT

  W = {nR(TB−TA)} / (1−γ)
   ・・・ PVγ = C(定数)
       W = ∫P dV = C∫V−γ dV = C/(1−γ)・V1−γ
        = PVγ / (1−γ)・V1−γ = PV/(1−γ) = nRT / (1−γ)

  気象   

サイクル過程

 PV線図

 熱機関
  熱 ⇒ 力学的エネルギー

  カルノー・サイクル
   可逆サイクル

   順サイクル
    理想気体が高温熱源 THから熱を得て(仕事をする)、低温熱源 TLへ熱を出す(仕事を得る)

    等温膨張 − 断熱膨張 − 等温圧縮 − 断熱圧縮 − 等温膨張 …

    等温膨張
     Q = W = nRTH log (VB/VA)
     dS > 0
    断熱膨張
     Q = 0、W = {nR(TL−TH)} / (1−γ)
     dS = 0
    等温圧縮
     Q = W = nRTL log (VD/VC)
     dS < 0

      低温熱源へ放出する熱量 Q'
       = −W = nRTL log (VC/VD)
      dS' > 0
    断熱圧縮
     Q = 0、W = {nR(TH−TL)} / (1−γ)
     dS = 0

    ΣU = 0
    熱機関がする仕事 ΣW
     = nR(TH−TL) log (VB/VA)
      ・・・ THVBγ−1 = TLVCγ−1、TLVDγ−1 = THVAγ−1
          TH/TL = VCγ−1/VBγ−1 = VDγ−1/VAγ−1 → VB/VA = VC/VD
          ΣW = nRTH log (VB/VA) + nRTL log (VD/VC) = nRTH log (VB/VA) − nRTL log (VB/VA) = nR(TH−TL) log (VB/VA)
     = ΣQ
   逆サイクル
    低温熱源 TLから熱を得て(仕事をする)、高温熱源 THへ熱を出す(仕事を得る)

  オットー・サイクル

  ジュール・サイクル

  ディーゼル・サイクル

  ブレイトン・サイクル

  蒸気機関   
   エンジン   

 熱効率 e
  = ΣW / QH = (QH−Q'L) / QH < 1 (QH > Q'L > 0)
   QH:高温熱源から吸収した熱量
   Q'L:低温熱源へ放出した熱量

  カルノー・サイクル eC ・・・ 熱源の温度のみで決まる
   = (TH−TL) / TH ・・・ {nR(TH−TL) log (VB/VA)} / nRTH log (VB/VA)

  カルノーの定理
   e ≦ eC ・・・ eCが熱効率の上限

 クラウジウス不等式
  電Q / T ≦ 0
   刀F1周期(1サイクル)積分
   ・・・ e ≦ eC → (QH−Q'L) / QH ≦ (TH−TL) / TH
       QH / TH − Q'L / TL ≦ 0
       Q'L = −QL
       QH / TH + QL / TL ≦ 0

   可逆サイクル
    電Q / T = 0
   不可逆サイクル
    電Q / T < 0

 エントロピー増大則 ・・・ 孤立系の不可逆過程でエントロピー増大
  SB−SA ≧ ∫BA dQ / T
   ・・・ サイクル過程 A − B − A … (A → B:不可逆過程、B → A:可逆過程)
       電Q / T ≦ 0 → ∫AB dQrev. / T + ∫BA dQirrev. / T ≦ 0
        dQirrev.:不可逆過程での熱量変化
       ∫BA dQirrev. / T ≦ ΔS = SB−SA

   孤立系(断熱系) ΔS = SB−SA ≧ 0 ・・・ dQ = 0
    可逆過程 ΔS = 0
    不可逆過程 ΔS > 0

   T dS ≧ dU + P dV ・・・ ΔS ≧ ∫ dQ / T → dS ≧ dQ / T → T dS ≧ dQ = dU + P dV

熱平衡
 平衡条件 = 自由エネルギー最小
  温度一定、体積一定
   F = Fmin、dF = 0
  温度一定、圧力一定
   G = Gmin、dG = 0

 自由エネルギー
  温度一定、体積一定
   ヘルムホルツ自由エネルギー F
    F = Q − U
  温度一定、圧力一定
   ギブス自由エネルギー G
    G = H − U ・・・ 定圧過程のときdQ = dH

 相平衡、化学平衡   

熱源

 太陽熱   

 地熱

熱機関   ↑

潜熱   

摩擦熱   

ジュール熱 Q
 電気エネルギー → 熱エネルギー
  電力量   
 Q = VI × t = RI2t = V2t / R

熱流
 熱伝達、伝熱、熱移動

 熱伝達率 α
  = 1 / θS
   θ:熱抵抗   ↓

  [W/m2K]
 熱伝達抵抗
  = 1 / α

  [m2K/W]

  熱伝導比抵抗   ↓

  熱抵抗 θ

   [K/W]

 熱貫流(熱通過) ・・・ 物体を通して熱が移動

  熱貫流量
   = K × S(TH−TL)
    S:断面積

   [W/s]

  熱貫流率 K ・・・ 熱の通しやすさ

   [W/m2K]
  熱貫流抵抗
   = 1 / K
   = (1 / αH) + (1 / αL) + (l1 / λ1) + (l2 / λ2) + …

   [m2K/W]

 熱伝導

  熱伝導量

   [W/s]

   単位時間あたり熱伝導量 Q
    = λ × S {(TH−TL) / l}
     l:厚さ

  熱伝導率 λ ・・・ 熱の伝わりやすさ

   [W/mK]
  熱伝導比抵抗
   = 1 / λ

   [mK/W]

  熱伝導方程式

 熱対流
  流体の移動で伝わる

 熱放射
  輻射
  真空でも伝わる

  放射体(光源)

   黒体
    理想的な放射体

  光源側
   光度 L ・・・ 点光源の明るさ

    カンデラ [cd]

     540[THz]の単色光
      1[cd] = 1/683[W/sr] ・・・ おおよそロウソク1本

       発光効率 K:683[lm/W]

     [mcd]、
    ワット毎ステラジアン [W/sr]

   輝度 b
    = 光度 / 光源の面積
    = L/4πr2
     r:距離
    ・・・ 点光源から全方向へ等しく放射する場合、
        点光源を中心とする球面上の単位面積あたりの光度

    明るさ(光度)の減衰   

    [cd/m2]

  受光側
   光束
    ルーメン [lm]
     1[lm] = 1[cd] × 1[sr]

   照度 ・・・ 面が受ける光の強さ
    ルクス lux [lx]
     1[lx] = 1[lm] / 1[m2]

  黒体放射   ↓

  スペクトル

核反応

 核力(強い力) ・・・ 核子間の結合力
  陽子数(原子番号) 大 − 陽子間の反発力 大
   放射性物質   

 核エネルギー ・・・ 核子間の結合エネルギー

  静止エネルギー ・・・ 内部エネルギー
   mc2
    c:光速

  核分裂[反応]

   エネルギー Δm・c2放出
    Δm:質量欠損 ・・・ 質量保存則は成立しない

   放射性壊変(放射線崩壊)   

   105B + 10n −→ 73Li + 42He(α粒子)

   原子力発電所   
  核融合[反応]
   太陽内部

   水素核融合
    陽子 p + p −→ D + 陽電子 e+ + 電子ニュートリノ νe
     重水素 D = 21H
    D + p −→ 32He(ヘリウム3) + γ線
    32He + 32He −→ 42He(α粒子) + p + p

   D−D反応
    D + D −→ T + p
     トリチウム T = 31H
    D + D −→ 32He + 10n(中性子)
   D−T反応
    D + T −→ 42He + 10n
   D−3He反応
    D + 32He −→ 42He + p

   核融合発電   

 放射線
  放射性物質が崩壊して発生

  X線(エックス線)   
  γ線(ガンマ線)   

   ガンマ線バースト   

  粒子線
   β線(ベータ線)
    電子のビーム

    陽電子線
     陽電子のビーム
   中性子線
    中性子のビーム
   陽子線
    陽子のビーム
   α線(アルファ線)
    α粒子(ヘリウム原子核) 42Heのビーム
   重粒子線
    α粒子より重い粒子(炭素イオンなど)のビーム

  宇宙線   

  放射線数 ・・・ 塵の数
   Counts per minute [cpm]
   Counts per second [cps]

  放射線量
   レム [rem] ・・・ 1[rad]のX線の放射線量

    ミリレム [mrem]
   レントゲン [R]
    1[R] = 2.58×10-4[C/kg] ・・・ 空気1[cm3]あたり1[esu]イオン化 → 3.336×10-10[C] / 1.293×10-6[kg]

    X線
     1[R] ≒ 1[rem]
   シーベルト [Sv]
    1[Sv] = 100[rem]

    [mSv]、[μSv]

   放射線量率

    [Sv/h]、[mSv/h]、[μSv/h]、[μSv/年]、

   被曝量
    全員死亡 7〜10[Sv]
    半数死亡 3〜5[Sv]
    吐き気、脱毛 1[Sv]
    白血球(一時的)減少 500[mSv]
    発癌 100[mSv]
    胸部X線CTスキャン 6.9[mSv]
    自然放射線の高い地域 約10[mSv/年]
    日常生活で受ける自然放射線(世界平均) 約2.4[mSv/年]
     空気中(ラドン、トロン)から 1.26[mSv/年]
     大地から 0.48[mSv/年]
     宇宙から 0.39[mSv/年]
     食物から(カリウム40など) 0.29[mSv/年]
    日常生活で受ける自然放射線(日本平均) 約2.1[mSv/年]
     空気中(ラドン、トロン)から 0.48[mSv/年]
     大地から 0.33[mSv/年]
     宇宙から 0.30[mSv/年]
     食物から(カリウム40など) 0.99[mSv/年]
    航空機(宇宙線増加)(東京−N.Y.往復) 200[μSv]
    胸部X線検査 50[μSv]

    食品から受ける内部被曝量 [mSv]
     = 放射性物質の濃度 [Bq/kg] × 放射性物質を含む食品の量 [kg] × 線量換算係数

     実効線量係数 [mSv/Bq]、[μSv/Bq] ・・・ 線量換算係数
      経口摂取(食道から)
       131I −−− 2.2×10-5[mSv/Bq] = 0.022[μSv/Bq]
       137Cs −−− 1.3×10-5[mSv/Bq] = 0.013[μSv/Bq]
       134Cs −−− 1.9×10-5[mSv/Bq] = 0.019[μSv/Bq]

  吸収線量
   ラド [rad]
    1[rad] = 0.01[J/kg] = 100[erg/g]
   グレイ [Gy]
    1[Gy] = 1[J/kg]
       = 100[rad]

  放射能   

  線量計

   計数管(カウンター) Counter

    ガイガー・ミュラー計数管(GM計数管)

  放射線治療   

量子 Quantum
 分子・原子のスペクトルは、特定の波長のみ出現(とびとびの値)
  → 何らかの条件を満たす必要があるらしい
  → ボーア量子条件
     陽子の周りを円運動している電子の角運動量 mvr
      = n(h/2π) (n = 1、2、3、…)
       n:量子数

  エネルギー準位

 プランク定数 h
  = 6.626×10-34[J・s] ・・・ エネルギー×時間の次元
   精確な値:6.62607015×10-34[J・s](= [N・m・s] = [kg・m2/s])からキログラム [kg]の定義   

  ħ = h / 2π
   1.0546×10-34[J・s] ・・・ 極極…小

 電気素量 e   

 スピン[角運動量] S

 光子(フォトン) Photon γ
  電荷:0

  光電効果
   金属へ光照射
    光子 ⇒ 電子

   太陽電池   

  エネルギー E ・・・ 不連続(とびとびの値)
   = hν = hc/λ
    h:プランク定数
  運動量 p [kg・m/s]
   = hν/c = h/λ
   = E/c

  黒体放射

   放射エネルギー U ・・・ 内部エネルギー
    ∝ 温度 T

    ステファン・ボルツマン法則
     U = ρ×T4×S
      S:黒体の表面積

     ステファン・ボルツマン定数 ρ
      = 5.67×10-8 [J/m2K4]

     太陽エネルギー(太陽熱)   

    「光子気体」運動論
     U = 3PV
      P:圧力、V:体積
     ・・・1辺lの立方体の箱で「光子気体」が壁に完全反射する場合(モデル)
         気体分子運動に準じる   ↑
        1回の反射で「光子気体」が壁に及ぼした力積(運動量の変化量) Δpx
        = <E>(−cx)/c2 − <E>cx/c2 = −2<E>cx/c2
         <E>:光子のエネルギー
         運動量の大きさ E/c、x成分 Ecx/c2
        壁がt[s]間に受ける力積は、Δpx × 衝突回数
        → 2<E>|cx|/c2 × (|cx|t / 2l) = <E>/l (cx2/c2) × t
        壁に及ぼす1「光子気体」の力 fx = <E>/l (cx2/c2)
        壁に及ぼす全「光子気体」(N個の「光子気体」)の力 F
        = <E>/l i=1ΣN cix2/c2 = <E>/l × N<cx2>/c2
         <cx2>:cx2の平均
        箱の中の全「光子気体」から壁が受ける圧力 P
        = F/l2 = <E>/V × (N<cx2> / c2)
         V = l3
        「光子気体」が等方的運動(x、y、z方向の区別なし)
         → <cx2> = <cy2> = <cz2> = 1/3 <c2
        PV = 1/3 <E>N × (<c2> / c2) = 1/3 <E>N
        N<E> = U ・・・ 内部エネルギー

   散乱
    コンプトン効果
     光子と電子が弾性衝突

     コンプトン散乱
      電子に衝突した光子が低エネルギー(波長・長)で散乱
     逆コンプトン散乱
      電子に衝突された光子が高エネルギー(波長・短)で散乱

      ガンマ線源   

    レイリー散乱
     散乱強度 ∝ λ-4

     青空 ・・・ 散乱強度 紫、青 > 橙、赤

 二重性
  粒子性 ・・・ E 大(ν 大)、λ 小
  波動性 ・・・ E 小(ν 小)、λ 大

 素粒子

  標準理論(標準模型)
   6種のクォークと6種のレプトンの相互作用で、様々な物質生成

  ハドロン Hadron
   グルーオン、クォークから成る複合粒子

   中間子(メソン)

    π中間子
    K中間子
   重粒子(バリオン)

    核子
     陽子(プロトン) Proton p
      水素の原子核 = 水素イオン H+   ↑
      電荷:e[C]
      質量 mp = 1.673×10-24[g]
     中性子(ニュートロン) Neutron n、10n
      電荷:0
      質量 mn = 1.675×10-24[g]

      熱中性子 ・・・ 常温環境下で熱平衡状態

  ヒッグス粒子 H

   ヒッグス場 ・・・ スカラー場

    質量   

  ゲージ理論
   ゲージ粒子(ゲージボソン)
    光子(フォトン) γ   ↑
    弱中間子(ウィークボソン)
     Z粒子(Zボソン) Z
     W粒子(Wボソン) W

     弱い場   ↓
    膠着子(グルーオン) g

     ハドロン   ↑

     強い場   ↓

   ゲージ場
    強い場

     強い力(核力)   ↑
    電弱場
     電磁場   
     弱い場

     電弱力
      電磁力   
      弱い力
       β崩壊   
    重力場   ↓

  レプトン(軽粒子)
   ニュートリノ(中性微子) Neutrino ν
    電荷:0
    質量≠0

     ニュートリノ振動
    宇宙線   

    電子ニュートリノ νe
    ミューニュートリノ νμ
    タウニュートリノ ντ

   電子 e-   ↑
   μ粒子(ミューオン) μ-
    電荷:−e[C]
    宇宙線   
   τ粒子(タウオン) τ-
    電荷:−e[C]

  クォーク(クオーク)
   ダウンクォーク d
   アップクォーク u
   ストレンジクォーク s
   チャームクォーク c
   ボトムクォーク b
   トップクォーク t ・・・ 重い

  反粒子

   反陽子
   反中性子
   陽電子(反電子、ポジトロン) e+
    電荷:e[C]
   反μ粒子 μ+
    電荷:−e[C]
   反τ粒子 τ+

   反ニュートリノ(反中性微子) \( \bar{ν} \)
    反電子ニュートリノ
    反ミューニュートリノ
    反タウニュートリノ

  ニュートリノ観測施設
   岐阜県飛騨市 東京大学宇宙線研究所 神岡宇宙素粒子研究施設 スーパーカミオカンデ   
   岐阜県飛騨市 東北大学 ニュートリノ科学研究センター/カムランド KamLAND ・・・ 反ニュートリノの検出   

 加速器 Accelerator

  円形加速器
   サイクロトロン
   シンクロトロン
    LHC、
   ベータトロン
  線形加速器(リニアック)

   国際リニアコライダー ILC International Linear Collider
    建設予定
    候補地
     Switzerland ジュネーブ、岩手県 北上山地、福岡県/佐賀県 脊振山地、

  茨城県つくば市 高エネルギー加速器研究機構 KEK   
  茨城県東海村 大強度陽子加速器施設 J-PARC Japan Proton Accelerator Research Complex   
  兵庫県 高輝度光科学研究センター JASRI/理化学研究所 放射光科学総合研究センター   
   大型放射光施設 SPring-8
  欧州原子核研究機構 CERN European Centre for Nuclear Research   → home.web.cern.ch/
   Switzerland、France

   大型ハドロン衝突型加速器 LHC Large Hadron Collider
    一周27[km]
  ラウエ・ランジュバン研究所 ヨーロッパ放射光施設 ESRF European Synchrotron Radiation Facility   → www.esrf.fr/
   France
  フェルミ国立加速器研究所 Fermilab Fermi National Accelerator Laboratory   → www.fnal.gov/
   U.S.A.

相対性理論
 空間も時間も絶対ではない ・・・ 伸び縮みする

 特殊相対性理論 ・・・ 慣性系の下
  相対運動   

  光速度一定の原理
   光速   

  光速に近い速度で動く物体
   ・ 長さが短縮 ・・・ ローレンツ短縮
   ・ 時間の進みが遅くなる

 一般相対性理論 ・・・ 非慣性系の下
  万有引力法則の精確な記述   
   ・ 強い重力場では時間の進みが遅くなる

  重力場
   重力   

   重力波
    検出 [2016]

    岐阜県飛騨市 大型低温重力波望遠鏡 KAGRA   
    U.S.A. ワシントン<州>ハンフォード地区、ルイジアナ<州>リビングストン LIGO   → www.advancedligo.mit.edu/
    Italy カシーナ VIRGO



記号の上付、下付ずれ有り