💡 ヒント：クォーク模型

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

陽子や中性子は、さらに小さいクォーク 3 個から構成されます。クォークには主に 2 種類：

アップクォーク（\(u\)）：電荷 \(+\dfrac{2}{3} e\)
ダウンクォーク（\(d\)）：電荷 \(-\dfrac{1}{3} e\)

陽子 = \(uud\)、中性子 = \(udd\)。電荷を足し算すると、陽子 \(= +1e\)、中性子 \(= 0\) になる仕組み。

✏️ 求めるもの

陽子・中性子のクォーク構成、各粒子の電荷（\(e\) 単位）、β 崩壊でのクォーク変化などを問われる。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

\(u\) の電荷は \(+2/3\)、\(d\) の電荷は \(-1/3\)
陽子 \(uud\)：\(2/3 + 2/3 - 1/3 = +1\)
中性子 \(udd\)：\(2/3 - 1/3 - 1/3 = 0\)

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具

クォーク電荷：\(u = +\dfrac{2}{3}e\)、\(d = -\dfrac{1}{3}e\)
陽子：\(uud\)、中性子：\(udd\)
β\(^-\)崩壊：中性子内の \(d \to u\) になる変化（グルーオンの力ではなく弱い力）
強い力：クォーク間の結合。グルーオンが媒介

構成クォークを書き出す：陽子 \(uud\)、中性子 \(udd\)
電荷を足し算：\(u\) は \(+2/3\)、\(d\) は \(-1/3\) を丁寧に加える
整数になることを確認：陽子 \(+1\)、中性子 \(0\) と一致すれば OK
β崩壊の解釈：中性子（\(udd\)）→陽子（\(uud\)）は \(d \to u\) の変化が 1 つ

注意

クォークは単独で取り出せない（クォークの閉じ込め）。観測できるのは常に 2 個か 3 個の組み合わせ（中間子・バリオン）。