物質を究極まで細かく分けていくと、クォークとレプトンという基本粒子にたどりつきます。陽子や中性子はクォーク3個からできています。
素粒子の分類：
陽子と中性子の構成：
陽子 = uud（電荷 +2/3 +2/3 −1/3 = +1）
中性子 = udd（電荷 +2/3 −1/3 −1/3 = 0）
$$^2_1 H + ^3_1 H \to ^4_2 He + ^1_0 n + Q$$ $$Q = (m_{\text{反応前}} - m_{\text{反応後}}) c^2$$ $$Q = (2.0141 + 3.0161 - 4.0026 - 1.0087) \times 931.5 \text{ MeV}$$数値計算の確認：水素のエネルギー準位 \(E_n = -13.6/n^2\) eV より、\(n = 2\) → \(n = 1\) の遷移で \(\Delta E = 13.6 \times (1 - 1/4) = 10.2\) eV の光子を放出。波長は \(\lambda = hc/\Delta E = 1240 / 10.2 = 122\) nm です。振動数は \(2.47 \times 10^{15}\) Hz。
太陽は水素の核融合でエネルギーを生み出しています。地上での核融合発電は超高温プラズマの制御が課題で、ITERなどの実験炉が開発中です。
数値計算：3 × 4 = 12 反応前
数値計算：3 × 4 = 12 反応前
湯川秀樹は核力を媒介する中間子の存在を予言し、1949年にノーベル物理学賞を受賞しました。