すべての物質の基礎「原子核の世界」の謎に迫る

世界の成り立ちの基礎を解明する

私たちの体も、身の回りにある物質も、すべては100種余りの原子（元素）の組み合わせでできています。水は酸素と水素という2種類の原子から成っていますし、動物の体をつくるタンパク質も原子の集合体です。
では、この原子はどうやってできたのでしょうか。
原子は、原子核と電子からできており、原子核は陽子と中性子からできています。それぞれの原子は、原子核同士が反応することで生まれたことがわかっています。しかし、それは地球上では起こりえません。なぜなら太陽の中心のように非常に高温の中で、しかも高速でぶつかり合うことが必要だからです。それは宇宙空間でなければ不可能です。地上の物質はすべて宇宙に起源があるのです。

現代の錬金術は可能か

では、原子核はどのような環境下で、どのようにぶつかると、それぞれの原子になるのでしょうか。そのメカニズムの解明が進んでいます。
例えば、金（Au）は原子核のどのような反応により生まれるのか、かなりわかってきています。巨大な実験設備で、原子核同士を加速して高速で衝突させると、金の原子ができます。中世の西洋では、錬金術といって、物質を金などほかの物質に変えようという試みが行われましたが失敗しました。現代では実験的に金の原子を作ることは可能です。ただし十分な量を作ろうとすると、鉱山から金を採掘する以上に膨大なコストがかかります。

ミクロからマクロまでの壮大な研究分野

それぞれの原子ができるメカニズムはある程度わかってきましたが、それが宇宙で実際にどのように起きたのかは、まだよくわかっていません。原子核同士がやみくもに衝突してできたわけではなく、宇宙が進化する中で自然の法則に従っていくつかの原子核反応を経由してできたり、超新星爆発により生まれたと推測されていますが、その詳しい中身はまだわかっていません。
この謎を解明することが、原子核物理学の課題の1つです。原子核物理学は、ミクロの世界の探究であるとともに、宇宙の誕生ともかかわる壮大な研究分野なのです。

※夢ナビ講義は各講師の見解にもとづく講義内容としてご理解ください。

※夢ナビ講義の内容に関するお問い合わせには対応しておりません。

先生情報 / 大学情報

関東学院大学理工学部数理・物理コース教授山田泰一先生

興味が湧いてきたら、この学問がオススメ！

原子核物理学、物理学

メッセージ

大学時代は人生の中で最も輝く時期で、この4年間で人生が決まるともいえます。あなたも物理が好きなら、大学で物理や数学を勉強し、宇宙や原子核など自然界の謎を解明する楽しさを体験しませんか。高校の物理では答えがわかっていることを主に取り扱いますが、大学では答えがわかっていないものをどうやって解明するかを学びます。物理や数学は最先端の科学技術の基礎学問です。これらの勉強を通して、論理的に物事を考える力を鍛え、新しいことを切り拓くための知識や方法を身につけてください。

関東学院大学に関心を持ったあなたは

1884年（明治17年）、関東学院は横浜山手に神学校として創立されました。長い歴史と伝統をもつ関東学院はキリスト教の優れた思想、芸術、奉仕の精神を礎に、校訓「人になれ　奉仕せよ」のもと広く世の中に貢献できる学問・知識を身につけた有能な人材の育成を目指してきました。現在では、文理にわたる学部を擁する総合大学へと発展。伝統に裏打ちされたキャンパスライフサポート、学修サポート、キャリアサポートの3つのサポート体制で学生一人一人に合わせた支援をこれからも行っていきます。