第1章 原子から素粒子へ
「物質は原子からできている」
原子核と電子
陽子と中性子
核子からクォークへ
その他の素粒子
PARTICLE COLUMN 第1章で登場した粒子名
第2章 近代科学の確立Ⅰ ニュートンと万有引力 近代科学がなしとげたこと(まとめ)
地動説がもたらした発想の転換
ニュートンの力学
第3章 近代科学の確立Ⅱ 元素と原子/熱とは何?
元素
原子論と反原子論
電子と原子核の発見
熱とエネルギー
熱力学第二法則(エントロピー非減少則)
第4章 光の歴史Ⅰ 光は波
光は粒子か波か?
光の干渉
波長と色
光は何の波?
PARTICLE COLUMN 光の三原色・色の三原色
第5章 光の歴史Ⅱ 光は粒子
空洞放射の謎
アインシュタインの答
プランクとプランク定数h
PARTICLE COLUMN アインシュタイン奇跡の三大業績
光電効果
光量子仮説を裏付けるその他の現象
光子は波?
PARTICLE COLUMN 新しい粒子像(量子力学)の解釈問題
第6章 新しい物理学 量子力学
新しい粒子像の2つの特徴
原子の構造についての2つの疑問
ボーアの量子条件
ド・ブロイの物質波仮説
壁にはさまれている場合
シュレーディンガー方程式
PARTICLE COLUMN 電子を使った現代版ヤングの実験
パウリ原理とスピン
PARTICLE COLUMN 電子殻(electron shell)
第7章 粒子の生成と消滅/質量エネルギー
光子の生成・消滅
反粒子
質量エネルギー
光子の質量は?
エネルギーと運動量の保存則
仮想状態と実状態
第8章 素粒子物理学の誕生 湯川の中間子論
力に対する新しい考え方
原子核内での力
核力
湯川の中間子論
π中間子の発見
PARTICLE COLUMN 湯川理論と日本
ハドロン
第9章 弱い相互作用
原子核についてのもう一つの疑問
β崩壊とニュートリノ
弱い相互作用のバーテクス
ニュートリノの発見とW粒子の困難
通常の原子核でβ崩壊が起きない理由
太陽の輝き
PARTICLE COLUMN 人間原理
第10章 核子からクォークへ
何が素粒子か?
核子や中間子が複合粒子であることを示唆する諸事実
クォーク模型
クォーク模型の難点
PARTICLE COLUMN 「クォーク」は鳥の鳴き声?
PARTICLE COLUMN nuclear democracy(核民主主義)
第11章 量子色力学
クォーク模型についてのもう一つの疑問
「色」付きクォーク模型
反クォークと中間子の色
ゲージ理論
漸近的自由
量子色力学について
色の存在(3種あること)の実験的「証拠」
第12章 新粒子の発見 話には続きがある!
μとνμ
ストレンジクォーク(s)
チャームクォーク(c)
τとνμ
ボトムクォーク(b)
トップクォーク(t)
第13章 電弱統一理論
電弱統一理論(ワインバーグ‐サラム理論)の誕生
ヒッグス場とヒッグス粒子
ワインバーグ-サラム理論
Z粒子による現象
W粒子・Z粒子の発見
ヒッグス粒子の発見
PARTICLE COLUMN 世界の主要加速器
第14章 世代間混合/ニュートリノ振動 電弱統一理論へのプラスアルファ
世代混合
小林、益川の議論
CP対称性の破れの検証
レプトンの場合
ニュートリノ振動の検出
第15章 今後の展望 大統一と陽子崩壊
階層問題と超対称性
ダークマター(暗黒物質)と真空のエネルギー
重力と超弦理論
補章1 2つの相対性理論
特殊相対論
一般相対論
補章2 宇宙の物質史 膨張宇宙と元素合成
膨張宇宙論
インフレーションからビッグバンへ
素粒子から原子へ
天体の形成
さまざまな天体の一生と元素合成
年表
標準理論の粒子と相互作用
粒子表
さくいん