原子

【演習】素粒子

物理【原子】補講『素粒子』の講義内容に関連する演習問題です。 講義編を未読の方は問題を解く前にご一読ください。

素粒子原子は原子核と電子からできていて,原子核はさらに陽子と中性子からできていて…って,この世界は結局何からできているの?...
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問題

以下の各問において,アップクォークをu,ダウンクォークをdで表すものとする。

[Level.1]
陽子や中性子のように,3つのクォークからなる粒子のことをバリオンと呼ぶ。 陽子の構成はuud,中性子の構成はuddである。 uとdの電気量を,電気素量eを用いてそれぞれ表わせ。

[Level.2]
π中間子のひとつであるπ+中間子の構成はudである。 π+中間子の電気量を,電気素量eを用いて表わせ。 ただし,dはdの反粒子である。

[Level.3]
粒子と反粒子が衝突すると,ともに消滅してエネルギーが解放される(対消滅)。 逆に,十分に大きなエネルギーからは粒子と反粒子がペアで生まれる(対生成)。 バリオンの一種であるΔ++粒子は,陽子とπ+中間子に崩壊する。 Δ++粒子の構成を答えよ。

この下に答えを載せていますが,まずは自力で考えてみましょう。


答え

[Level.1]
u:\frac{2}{3}e
d:-\frac{1}{3}e

[Level.2]
e

[Level.3]
uuu

(※ 解説は現在準備中。)