20世紀に至るまで、粒子と波動は別物と考えられていた。しかし、ミクロな世界では、すべての物質は粒子としての特性と波動としての特性をあわせもつ。すなわち、光は運動量とエネルギーを持つ「粒子」であり、電子は波長と振動数をもつ「波」である。
1927年にはド・ブロイ氏が考案した物質波(ド・ブロイ波)がただの概念ではなく、実験によって観測された。いったいどんな条件の波が存在して、どのようにして伝わっていくのだろうか。具体的には、量子力学を学ぶと出てくるシュレーディンガー方程式を解くことによって、電子の状態(どこにいるのか、どのくらいエネルギーを持っているか)がわかる。
原子は、かつて物質の最小単位と考えられていたが、現在では、原子は原子核と電子からなり、原子核はより基本的な粒子からなることがわかっている。アルファ崩壊やベータ崩壊を詳しく調べていくと、中間子やニュートリノの存在が予言された。宇宙線の中から様々な様々な粒子が見つかった。反粒子の存在が明らかになり、加速器の実験によって新粒子が見つかっていく。
コメント