宇宙で原子核が組み変わって（反応して）様々な元素が..

2017 立教新座

元素 --- 概念（種類 – 水素、鉄、ウラン…）原子 --- 実体（個、”ウランの原子”）原子核

論文（とは何だろう）の話もするかな。

物理学の基本にも触れます。量子とは？ 不確定性…パウリ原理パリティってワカラン

トピックス – ニホニウム（113番元素）、重力波

理研見学会を行います（日程未定）RIビームファクトリー理研によらず他にも見学の希望があれば

「元素誕生のからくり」http://ribf.riken.jp/~motobaya/lectures/Niiza/index.html

2017 立教新座

まずは原子核 次は宇宙

理研 RI ビームファクトリー

2017 立教新座

原子核は

えらい！

ものの重さはほとんど原子核の重さ原子の性質は原子核中の陽子の数による

2017 立教新座

電子雲

約100億分の1メートル(10-10 m)

原子核

約数100兆分の1メートル(10-15 m)

陽子

中性子

原子

陽子、中性子の重さ： 電子の重さの約 2000 倍！原子の重さ 〜 原子核の重さ

物質の重さ 〜 原子核の重さ

世界は原子核でできている！？ S. Shimoura

小さすぎて、見えない（今のところ？）

2017 立教新座

原子の性質 電子の数

原子番号

原子の性質 電子の数（原子核中の）陽子の数

原子は…

Nh ニホニウム

2017 立教新座

元素の周期律

不活性気体（安定-電子がとれにくい）電子が軌道を満たす（魔法数）

2, 10, 18, …..

原子番号

原子の性質 電子の数（原子核中の）陽子の数

2017 立教新座

実は、原子核にも周期律がある！「核図表」

原子核

約数100兆分の1メートル(10-15 m)

陽子

中性子

そして原子核

2017 立教新座

核図表 - 原子核の周期律表安定な原子核：約 300これまでに見つかった原子核：約 3,000（不安定 - 放射線を出して安定核へ）存在が予言されている原子核: 約 10,000

陽子数

中性子数

Projectile Fragmentation

In-flight U fission / fragmentation

RI ビームファクトリーで初めて作られる

元素：陽子数 = 原子番号原子核：陽子数と中性子数 （同位体）

原子と原子核

2017 立教新座

陽子数

中性子数

原子と原子核

2017 立教新座

原子核の地図 - 核図表= 原子核の周期律表

原子核には原子と同様魔法数がある（殻の構造）ただし、陽子と中性子の二系統数自体も原子とはちがう

ç 相互作用（引きあう力）*が違う* 電磁相互作用 / 強い相互作用（核力 – 湯川相互作用）

原子と原子核大きさはえらく違うが、同じような性質を持つ同じ面と違う面は、構成粒子の間の相互作用から（数値的にも）理解される

「時計仕掛け」のシステム - 例えば天体の運行 「なぜ？」、「予言」

物理学者は、こういうことを言うのが「好き」

2017 立教新座

しかし、何故「軌道」ができる？何故軌道毎に入る電子や核子（陽子と中性子の総称）の数が決まっている？

運動の「量子化」パウリ（Pauli）の排他律フェルミ（Fermi）粒子とボーズ（Bose）粒子

-- 量子力学の世界 ---

2017 立教新座

2017 立教新座

先走りで、宇宙での元素合成の例

爆発的な元素合成 r 過程

r-process （r-過程）

立教新座2017

r は rapid の r - 速い

1 秒で勝負が決まる元素合成

そもそも – 宇宙の元素組成

s�s�

s�

r �r �

r �

N=50 安定核� N=82

安定核�N=126 安定核�

r-

中性子の吸収と「β崩壊」を繰り返して約１秒でウラン付近に到達鉄より重い元素の約半分を合成

とんでもない高温（数億度）と中性子が必要超新星爆発 それとも…..