第23章素粒子物理Particle Physics原書 p.795–832
Test Prep実力テスト
Multiple Choice選択問題
23.1 The Four Fundamental Forces 33Which of the following is not one of the four fundamental forces?
23.1 四つの基本の力 33次のうち四つの基本の力でないものはどれか。
a. gravity
a. 重力
toward one another.
証拠だという考えにもとづくから。
30How many molecules of water are necessary if scientists wanted to check the -yr estimate of proton decay within the course of one calendar year?
30陽子の崩壊の年という見積もりを、一暦年のうちに確かめようとするなら、水の分子は何個要るか。
31As energy of interacting particles increases toward the theory of everything, the gravitational force between them increases. Why does this occur?
31相互作用する粒子のエネルギーが万物の理論へ向けて増えると、粒子どうしの重力は増える。なぜそうなるのか。
a. As energy increases, the masses of the interacting particles will increase.b. As energy increases, the masses of the interacting particles will decrease.c. As energy increases, the masses of the interacting particles will remain constant.d. As energy increases, the masses of the interacting particles starts changing (increasing or decreasing). As a result, the gravitational force between the particles will increase.
a. エネルギーが増えると、相互作用する粒子の質量が増えるから。b. エネルギーが増えると、相互作用する粒子の質量が減るから。c. エネルギーが増えても、相互作用する粒子の質量は変わらないから。d. エネルギーが増えると、相互作用する粒子の質量が変わり始める(増えるか減るかする)。その結果、粒子どうしの重力は増えるから。
• First, think of an industry where molecular-level structure is important.• Research what materials are used in that industry as well as what are the desired properties of the materials.• What molecular-level characteristics lead to what properties?
・まず、分子の水準の構造が重要な産業を一つ思い浮かべよ。・その産業でどんな材料が使われ、その材料にどんな性質が求められているかを調べよ。・どんな分子の水準の特徴が、どんな性質につながるか。
One example would be explaining how flexible but durable materials are made up of long-chained molecules and how this is useful for finding more environmentally friendly alternatives to plastics. Another example is explaining why electrically conductive materials are often made of metal and how this is useful for developing better batteries.
一つの例は、しなやかで丈夫な材料が長い鎖の分子でできていること、そしてそれがプラスチックに代わるより環境にやさしいものを見つけるのにどう役立つかを説明することである。もう一つの例は、電気をよく通す材料がしばしば金属でできているのはなぜか、そしてそれがよりよい電池を作るのにどう役立つかを説明することである。
b. friction
b. 摩擦
c. strong nucleard. electromagnetic
c. 強い核力d. 電磁気力
34What type of carrier particle has not yet been found?
34まだ見つかっていない運び手の粒子はどの型か。
a. gravitonsb. bosonsc. bosonsd. pions
a. 重力子b. ボソンc. ボソンd. パイ中間子
35What effect does an increase in electric potential have on the accelerating capacity of a Van de Graaff generator?
35電位を上げると、ヴァン・デ・グラーフ起電機の加速する力にどんな影響があるか。
a. It increases accelerating capacity.b. It decreases accelerating capacity.
a. 加速する力が増す。b. 加速する力が減る。
c. The accelerating capacity of a Van de
c. ヴァン・デ・
Graaff generator is constant regardless of electric potential. d. Van de Graaff generators do not have the capacity to accelerate particles.
グラーフ起電機の加速する力は、電位によらず一定である。 d. ヴァン・デ・グラーフ起電機に粒子を加速する力はない。
36What force or forces exist between a proton and a second proton?
36陽子ともう一つの陽子のあいだにはどの力、あるいはどの力の組み合わせがはたらくか。
a. The weak electrostatic force and strong magnetic forceb. The weak electrostatic and strong gravitational forcec. The weak frictional force and strong gravitational forced. The weak nuclear force, the strong nuclear force, and the electromagnetic force
a. 弱い静電気の力と強い磁気の力b. 弱い静電気の力と強い重力c. 弱い摩擦の力と強い重力d. 弱い核力、強い核力、電磁気力
23.2 Quarks 37To what color must quarks combine for a particle to be constructed?
23.2 クォーク 37粒子ができるには、クォークはどの色に合わさらなければならないか。
a. blackb. greenc. redd. white
a. 黒b. 緑c. 赤d. 白
38What type of hadron is always constructed partially of an antiquark?
38かならず一部が反クォークでできているのはどの型のハドロンか。
a. baryonb. leptonc. mesond. photno
a. バリオンb. レプトンc. 中間子d. 光子
39What particle is typically released when two particles annihilate?
39二つの粒子が対消滅するとき、ふつう放たれるのはどの粒子か。
a. gravitonb. antimatterc. piond. photno
a. 重力子b. 反物質c. パイ中間子d. 光子
40Which of the following categories is not one of the three main categories of the Standard Model?
40次のうち、標準模型の三つの主な区分でないものはどれか。
a. gauge bosonsb. hadrons
a. ゲージボソンb. ハドロン
c. leptonsd. quarks
c. レプトンd. クォーク
41Analysis of what particles began the search for the Higgs boson?
41どの粒子の分析からヒッグス粒子の探索が始まったか。
a. W and Z bosonsb. up and down quarks
a. WボソンとZボソンb. アップクォークとダウンクォーク
c. mesons and baryonsd. neutrinos and photons
c. 中間子とバリオンd. ニュートリノと光子
42What similarities exist between the discovery of the quark and the discovery of the neutron?
42クォークの発見と中性子の発見には、どんな似たところがあるか。
a. Both the quark and the neutron were discovered by launching charged particles through an unknown structure and observing the particle recoil.b. Both the quark and the neutron were discovered by launching electrically neutral particles through an unknown structure and observing the particle recoil.c. Both quarks and neutrons were discovered by studying their deflection under an electric field.
a. クォークも中性子も、電荷を持つ粒子を知られていない構造へ撃ち込み、その跳ね返りを観察して見つかった。b. クォークも中性子も、電気的に中性の粒子を知られていない構造へ撃ち込み、その跳ね返りを観察して見つかった。c. クォークも中性子も、電場の中での曲がり方を調べて見つかった。
23.3 The Unification of Forces 43Which two forces were first combined, signifying the eventual desire for a Grand Unified Theory?
23.3 力の統一 43大統一理論への望みの始まりとして、最初に一つにまとめられたのはどの二つの力か。
a. electric force and magnetic forcesb. electric force and weak nuclear force
a. 電気の力と磁気の力b. 電気の力と弱い核力
c. gravitational force and the weak nuclear forced. electroweak force and strong nuclear force
c. 重力と弱い核力d. 電弱力と強い核力
44After the Big Bang, what was the first force to separate from the others?
44ビッグバンのあと、最初に他から分かれた力はどれか。
a. electromagnetic forceb. gravity
a. 電磁気力b. 重力
c. strong nuclear forced. weak nuclear force
c. 強い核力d. 弱い核力
45What is the name of the device used by scientists to check for proton decay?
45陽子の崩壊を調べるために科学者が使う装置の名は何か。
a. the cyclotronb. the Large Hadron Colliderc. the Super-Kamiokanded. the synchrotron
a. サイクロトロンb. 大型ハドロン衝突型加速器c. スーパーカミオカンデd. シンクロトロン
46How do Feynman diagrams suggest the Grand Unified Theory?
46ファインマン図はどのように大統一理論を示唆するか。
a. The electromagnetic, weak, and strong nuclear forces all have similar Feynman diagrams. b. The electromagnetic, weak, and gravitational forces all have similar Feynman diagrams.
a. 電磁気力、弱い核力、強い核力のファインマン図がどれも似ているから。 b. 電磁気力、弱い力、重力のファインマン図がどれも似ているから。
Short Answer記述式
23.1 The Four Fundamental Forces 47Why do people tend to be more aware of the gravitational and electromagnetic forces than the strong and weak nuclear forces?
23.1 四つの基本の力 47人が強い核力や弱い核力より、重力や電磁気力のほうをよく知っているのはなぜか。
a. The gravitational and electromagnetic forces act at short ranges, while strong and weak nuclear forces act at comparatively long range.b. The strong and weak nuclear forces act at short ranges, while gravitational and electromagnetic forces act at comparatively long range.c. The strong and weak nuclear forces act between all objects, while gravitational and electromagnetic forces act between smaller objects.d. The strong and weak nuclear forces exist in outer space, while gravitational and electromagnetic forces exist everywhere.
a. 重力と電磁気力は届く範囲が短く、強い核力と弱い核力は比べて長い範囲にはたらくから。b. 強い核力と弱い核力は届く範囲が短く、重力と電磁気力は比べて長い範囲にはたらくから。c. 強い核力と弱い核力はすべての物のあいだにはたらき、重力と電磁気力はより小さな物のあいだにはたらくから。d. 強い核力と弱い核力は宇宙空間に存在し、重力と電磁気力はどこにでも存在するから。
48What fundamental force is responsible for the force of friction?
48摩擦の力の原因になる基本の力はどれか。
a. the electromagnetic forceb. the strong nuclear force
a. 電磁気力b. 強い核力
c. the weak nuclear force
c. 弱い核力
49How do carrier particles relate to the concept of a force field?
49運び手の粒子は、力の場という考えとどう関わるか。
a. Carrier particles carry mass from one location to another within a force field.b. Carrier particles carry force from one location to another within a force field.c. Carrier particles carry charge from one location to another within a force field.d. Carrier particles carry volume from one location to another within a force field.
a. 運び手の粒子は、力の場の中である場所から別の場所へ質量を運ぶ。b. 運び手の粒子は、力の場の中である場所から別の場所へ力を運ぶ。c. 運び手の粒子は、力の場の中である場所から別の場所へ電荷を運ぶ。d. 運び手の粒子は、力の場の中である場所から別の場所へ体積を運ぶ。
50Which carrier particle is transmitted solely between nucleons?
50核子どうしのあいだだけで伝えられる運び手の粒子はどれか。
a. gravitonb. photon
a. 重力子b. 光子
c. piond. W and Z bosons
c. パイ中間子d. WボソンとZボソン
51Two particles of the same mass are traveling at the same speed but in opposite directions when they collide head-on.
51質量の同じ二つの粒子が、同じ速さで反対向きに進んできて正面衝突する。
c. The electromagnetic, weak, and strong forces all have different Feynman diagrams.
c. 電磁気力、弱い力、強い力のファインマン図はどれも違うから。
What is the final kinetic energy of this two-particle system?
この二粒子の系の最後の運動エネルギーはいくらか。
a. infiniteb. the sum of the kinetic energies of the two particlesc. zerod. the product of the kinetic energies of the two particles
a. 無限大b. 二つの粒子の運動エネルギーの和c. 0d. 二つの粒子の運動エネルギーの積
52Why do colliding beams result in the location of smaller particles?
52衝突ビームがより小さな粒子の突き止めにつながるのはなぜか。
a. Colliding beams create energy, allowing more energy to be used to separate the colliding particles.b. Colliding beams lower the energy of the system, so it requires less energy to separate the colliding particles.c. Colliding beams reduce energy loss, so less energy is required to separate colliding particles.d. Colliding beams reduce energy loss, allowing more energy to be used to separate the colliding particles.
a. 衝突ビームはエネルギーを作り出し、衝突する粒子を分けるのにより多くのエネルギーを使えるようにするから。b. 衝突ビームは系のエネルギーを下げるので、衝突する粒子を分けるのに要るエネルギーが少なくて済むから。c. 衝突ビームはエネルギーの損失を減らすので、衝突する粒子を分けるのに要るエネルギーが少なくて済むから。d. 衝突ビームはエネルギーの損失を減らし、衝突する粒子を分けるのにより多くのエネルギーを使えるようにするから。
23.2 Quarks 53What two features of quarks determine the structure of a particle?
23.2 クォーク 53粒子の構造を決めるクォークの二つの特徴は何か。
a. the color and charge of individual quarksb. the color and size of individual quarks
a. 一つ一つのクォークの色と電荷b. 一つ一つのクォークの色と大きさ
c. the charge and size of individual quarksd. the charge and mass of individual quarks
c. 一つ一つのクォークの電荷と大きさd. 一つ一つのクォークの電荷と質量
54What fundamental force does quantum chromodynamics describe?
54量子色力学が述べるのはどの基本の力か。
a. the weak nuclear forceb. the strong nuclear force
a. 弱い核力b. 強い核力
c. the electromagnetic forced. the gravitational force
c. 電磁気力d. 重力
55Is it possible for a baryon to be constructed of two quarks and an antiquark?
55バリオンがクォーク二つと反クォーク一つでできることはありうるか。
a. Yes, the color of the three particles would be able to sum to white.b. No, the color of the three particles would not be able to sum to white.
a. ありうる。三つの粒子の色の和は白になりうるから。b. ありえない。三つの粒子の色の和は白になりえないから。
56Can baryons be more massive than mesons?
56バリオンが中間子より重いことはありうるか。
a. nob. yes
a. ありえないb. ありうる
57If antimatter exists, why is it so difficult to find?a. There is a smaller amount of antimatter than matter in the universe; antimatter is quickly annihilated by its matter analogue.b. There is a smaller amount of matter than antimatter in the universe; matter is annihilated by its antimatter analogue.c. There is a smaller amount of antimatter than matter in universe; antimatter and its matter analogue coexist.d. There is a smaller amount of matter than antimatter in the universe; matter and its antimatter analogue coexist.
57反物質が存在するなら、見つけるのがこれほど難しいのはなぜか。a. 宇宙には反物質が物質より少なく、反物質はそれにあたる物質にすぐ対消滅させられるから。b. 宇宙には物質が反物質より少なく、物質はそれにあたる反物質に対消滅させられるから。c. 宇宙には反物質が物質より少なく、反物質とそれにあたる物質は共存しているから。d. 宇宙には物質が反物質より少なく、物質とそれにあたる反物質は共存しているから。
58Does a neutron have an antimatter counterpart?a. No, the antineutron does not exist.b. Yes, the antineutron does exist.
58中性子に反物質の相手はいるか。a. いない。反中性子は存在しない。b. いる。反中性子は存在する。
59How are the four fundamental forces incorporated into the Standard Model of the atom?
59四つの基本の力は、原子の標準模型にどう取り込まれているか。
a. The four fundamental forces are represented by their carrier particles, the electrons.b. The four fundamental forces are represented by their carrier particles, the gauge bosons.c. The four fundamental forces are represented by their carrier particles, the leptons.d. The four fundamental forces are represented by their carrier particles, the quarks.
a. 四つの基本の力は、その運び手の粒子である電子で表されている。b. 四つの基本の力は、その運び手の粒子であるゲージボソンで表されている。c. 四つの基本の力は、その運び手の粒子であるレプトンで表されている。d. 四つの基本の力は、その運び手の粒子であるクォークで表されている。
60Which particles in the Standard Model account for the majority of matter with which we are familiar?
60標準模型のうち、私たちのなじみの物質の大半を占めるのはどの粒子か。
a. particles in fourth column of the Standard Modelb. particles in third column of the Standard
a. 標準模型の四列目の粒子b. 標準模型の三列目の
Modelc. particles in the second column of the Standard Modeld. particles in the first column of the
粒子c. 標準模型の二列目の粒子d. 標準模型の一列目の
Standard Model
粒子
61How can a particle gain mass by traveling through the Higgs field?
61粒子はヒッグス場を通ることでどうやって質量を得るのか。
a. The Higgs field slows down passing particles; the decrease in kinetic energy is
a. ヒッグス場は通り抜ける粒子を遅くし、減った運動エネルギーが
transferred to the particle’s mass.b. The Higgs field accelerates passing particles; the decrease in kinetic energy is transferred to the particle’s mass.c. The Higgs field slows down passing particles; the increase in kinetic energy is transferred to the particle’s mass.d. The Higgs field accelerates passing particles; the increase in kinetic energy is transferred to the particle’s mass.
その粒子の質量へ移されるから。b. ヒッグス場は通り抜ける粒子を加速し、減った運動エネルギーがその粒子の質量へ移されるから。c. ヒッグス場は通り抜ける粒子を遅くし、増えた運動エネルギーがその粒子の質量へ移されるから。d. ヒッグス場は通り抜ける粒子を加速し、増えた運動エネルギーがその粒子の質量へ移されるから。
62How does mass-energy conservation relate to the Higgs field?
62質量とエネルギーの保存は、ヒッグス場とどう関わるか。
a. The increase in a particle’s energy when traveling through the Higgs field is countered by its increase in mass.b. The decrease in a particle’s kinetic energy when traveling through the Higgs field is countered by its increase in mass.c. The decrease in a particle’s energy when traveling through the Higgs field is countered by its decrease in mass.d. The increase in a particle’s energy when traveling through the Higgs field is countered by its decrease in mass.
a. ヒッグス場を通るときの粒子のエネルギーの増加は、その質量の増加で釣り合わされる。b. ヒッグス場を通るときの粒子の運動エネルギーの減少は、その質量の増加で釣り合わされる。c. ヒッグス場を通るときの粒子のエネルギーの減少は、その質量の減少で釣り合わされる。d. ヒッグス場を通るときの粒子のエネルギーの増加は、その質量の減少で釣り合わされる。
23.3 The Unification of Forces 63Why do scientists believe that the strong nuclear force and the electroweak force will combine under high energies?
23.3 力の統一 63高いエネルギーで強い核力と電弱力が一つになると科学者が考えるのはなぜか。
a. The electroweak force will have greater strength.b. The strong nuclear force and electroweak force will achieve the same strength.c. The strong nuclear force will have greater strength.
a. 電弱力のほうが強くなるから。b. 強い核力と電弱力が同じ強さになるから。c. 強い核力のほうが強くなるから。
64At what energy will the strong nuclear force theoretically unite with the electroweak force? a. b.
64理論の上で、強い核力が電弱力と一つになるのはどのエネルギーか。 a. b.
65While we can demonstrate the unification of certain forces within the laboratory, for how long were the four forces naturally unified within the universe?
65実験室では特定の力の統一を示せるが、宇宙の中で四つの力が自然に統一されていたのはどれだけの時間か。
66How does the search for the Grand Unified Theory help test the standard cosmological model?
66大統一理論の探索は、標準的な宇宙論のモデルを試すのにどう役立つか。
a. Scientists are increasing energy in the lab that models the energy in earlier, denser stages of the universe.b. Scientists are increasing energy in the lab that models the energy in earlier, less dense stages of the universe.c. Scientists are decreasing energy in the lab that models the energy in earlier, denser stages of the universe.d. Scientists are decreasing energy in the lab that models the energy in earlier, less dense stages of the universe.
a. 科学者は実験室でエネルギーを上げており、それは宇宙のより初期の、より密な段階のエネルギーを模しているから。b. 科学者は実験室でエネルギーを上げており、それは宇宙のより初期の、より密でない段階のエネルギーを模しているから。c. 科学者は実験室でエネルギーを下げており、それは宇宙のより初期の、より密な段階のエネルギーを模しているから。d. 科学者は実験室でエネルギーを下げており、それは宇宙のより初期の、より密でない段階のエネルギーを模しているから。
67Why does finding proof that protons do not decay not disprove all GUTs?
67陽子が崩壊しないという証拠が見つかっても、すべてのGUTを否定することにならないのはなぜか。
a. Proton decay is not a premise of all GUTs, and current GUTs can be amended in
a. 陽子の崩壊はすべてのGUTの前提ではなく、今日のGUTは新しい発見に応じて
Extended Response論述式
23.1 The Four Fundamental Forces 69If the strong attractive force is the greatest of the four fundamental forces, are all masses fated to combine together at some point in the future? Explain.
23.1 四つの基本の力 69強く引き合う力が四つの基本の力の中で最も強いなら、すべての質量はいつか一つに合わさる運命にあるのか。説明せよ。
a. No, the strong attractive force acts only at incredibly small distances. As a result, only masses close enough to be within its range will combine.b. No, the strong attractive force acts only at large distances. As a result, only masses far enough apart will combine.c. Yes, the strong attractive force acts at any distance. As a result, all masses are fated to combine together at some point in the future.d. Yes, the strong attractive force acts at large distances. As a result, all masses are fated tocombine together at some point in the future.
a. いいえ。強く引き合う力は信じがたいほど短い距離でしかはたらかない。その結果、その届く範囲に入るほど近い質量だけが合わさる。b. いいえ。強く引き合う力は長い距離でしかはたらかない。その結果、十分に離れた質量だけが合わさる。c. はい。強く引き合う力はどの距離でもはたらく。その結果、すべての質量はいつか一つに合わさる運命にある。d. はい。強く引き合う力は長い距離ではたらく。その結果、すべての質量はいつか一つに合わさる運命にある。
70How does the discussion of carrier particles relate to the concept of relativity?
70運び手の粒子の話は、相対論の考えとどう関わるか。
a. Calculations of mass and energy during their transfer are relativistic, because carrier particles travel more slowly than the speed of sound.b. Calculations of mass and energy during their transfer are relativistic, because carrier particles travel at or near the speed
a. 運び手の粒子は音速より遅く進むので、それが移るあいだの質量とエネルギーの計算は相対論的になるから。b. 運び手の粒子は光速かそれに近い速さで
response to new findings. b. Proton decay is a premise of all GUTs, but current GUTs can be amended in response to new findings.
改められうるから。 b. 陽子の崩壊はすべてのGUTの前提だが、今日のGUTは新しい発見に応じて改められうるから。
68When accelerating elementary particles in a particle accelerator, they quickly achieve a speed approaching the speed of light. However, as time continues, the particles maintain this speed yet continue to increase their kinetic energy. How is this possible?
68粒子加速器で素粒子を加速すると、粒子はすぐに光速に近い速さに達する。しかし時がたっても粒子はこの速さを保ったまま、運動エネルギーを増やし続ける。どうしてそんなことが可能なのか。
a. The speed remains the same, but the masses of the particles increase.b. The speed remains the same, but the masses of the particles decrease.c. The speed remains the same, and the masses of the particles remain the same.d. The speed and masses will remain the same, but temperature will increase.
a. 速さは変わらないが、粒子の質量が増えるから。b. 速さは変わらないが、粒子の質量が減るから。c. 速さも粒子の質量も変わらないから。d. 速さも質量も変わらないが、温度が上がるから。
of light.c. Calculations of mass and energy during their transfer are relativistic, because carrier particles travel at or near the speed of sound.d. Calculations of mass and energy during their transfer are relativistic, because carrier particles travel faster than the speed of light.
進むので、それが移るあいだの質量とエネルギーの計算は相対論的になるから。c. 運び手の粒子は音速かそれに近い速さで進むので、それが移るあいだの質量とエネルギーの計算は相対論的になるから。d. 運び手の粒子は光速より速く進むので、それが移るあいだの質量とエネルギーの計算は相対論的になるから。
71Why are synchrotrons constructed to be very large?
71シンクロトロンが非常に大きく作られるのはなぜか。
a. By using a large radius, high particle velocities can be achieved using a large centripetal force created by large electromagnets.b. By using a large radius, high particle velocities can be achieved without a large centripetal force created by large electromagnets.c. By using a large radius, the velocities of particles can be reduced without a large centripetal force created by large electromagnets.d. By using a large radius, the acceleration of particles can be decreased without a large centripetal force created by large electromagnets.
a. 半径を大きくすれば、大きな電磁石が作る大きな向心力を使って粒子の高い速度を実現できるから。b. 半径を大きくすれば、大きな電磁石が作る大きな向心力なしに粒子の高い速度を実現できるから。c. 半径を大きくすれば、大きな電磁石が作る大きな向心力なしに粒子の速度を下げられるから。d. 半径を大きくすれば、大きな電磁石が作る大きな向心力なしに粒子の加速を小さくできるから。
23.2 Quarks 72In this image, how does the emission of the gluon cause the down quark to change from a red color to a green color?
23.2 クォーク 72この図で、グルーオンが放たれるとダウンクォークの色が赤から緑へ変わるのはなぜか。
a. The emitted red gluon is made up of a green and a red color. As a result, the down quark changes from a red color to a green color.b. The emitted red gluon is made up of an anti-green and an anti-red color. As a result, the down quark changes from a red color to a green color.c. The emitted red gluon is made up of a green and an anti-red color. As a result, the down quark changes from a red color to a green color.d. The emitted red gluon is made up of an anti-green and a red color. As a result, the down quark changes from a red color to a green color.
a. 放たれた赤のグルーオンは緑と赤の色からできている。その結果、ダウンクォークは赤から緑へ変わる。b. 放たれた赤のグルーオンは反緑と反赤の色からできている。その結果、ダウンクォークは赤から緑へ変わる。c. 放たれた赤のグルーオンは緑と反赤の色からできている。その結果、ダウンクォークは赤から緑へ変わる。d. 放たれた赤のグルーオンは反緑と赤の色からできている。その結果、ダウンクォークは赤から緑へ変わる。
73Neutrinos are much more difficult for scientists to find when compared to other hadrons and leptons. Why is this?
73他のハドロンやレプトンに比べて、ニュートリノは科学者にとってずっと見つけにくい。それはなぜか。
a. Neutrinos are hadrons, and they lack charge.b. Neutrinos are not hadrons, and they lack charge.c. Neutrinos are hadrons, and they have positive charge.d. Neutrinos are not hadrons, and they have a positive charge.
a. ニュートリノはハドロンであり、電荷を持たないから。b. ニュートリノはハドロンではなく、電荷を持たないから。c. ニュートリノはハドロンであり、正の電荷を持つから。d. ニュートリノはハドロンではなく、正の電荷を持つから。
74What happens to the masses of a particle and its antiparticle when the two annihilate at low energies?
74低いエネルギーで粒子とその反粒子が対消滅するとき、その質量はどうなるか。
a. The masses of the particle and antiparticle are transformed into energy in the form of photons.b. The masses of the particle and antiparticle are converted into kinetic energy of the particle and antiparticle respectively.c. The mass of the antiparticle is converted
a. 粒子と反粒子の質量は、光子の形のエネルギーに変わる。b. 粒子と反粒子の質量は、それぞれ粒子と反粒子の運動エネルギーに変わる。c. 反粒子の質量が
into kinetic energy of the particle. d. The mass of the particle is converted into radiation energy of the antiparticle.
粒子の運動エネルギーに変わる。 d. 粒子の質量が反粒子の放射のエネルギーに変わる。
75When a star erupts in a supernova explosion, huge numbers of electron neutrinos are formed in nuclear reactions. Such neutrinos from the 1987A supernova in the relatively nearby Magellanic Cloud were observed within hours of the initial brightening, indicating that they traveled to earth at approximately the speed of light. Explain how this data can be used to set an upper limit on the mass of the neutrino.
75星が超新星爆発を起こすと、核反応でぼう大な数の電子ニュートリノが作られる。比較的近いマゼラン雲での1987A超新星から来たそうしたニュートリノは、最初に明るくなってから数時間のうちに観測され、ほぼ光速で地球まで進んできたことが示された。このデータを使ってニュートリノの質量の上限をどう定められるかを説明せよ。
a. If the velocity of the neutrino is known, then the upper limit on mass of the neutrino can be set.b. If only the kinetic energy of the neutrino is known, then the upper limit on mass of the neutrino can be set.c. If either the velocity or the kinetic energy is known, then the upper limit on the mass of the neutrino can be set.d. If both the kinetic energy and the velocity of the neutrino are known, then the upper limit on the mass of the neutrino can be set.
a. ニュートリノの速度がわかれば、ニュートリノの質量の上限を定められる。b. ニュートリノの運動エネルギーだけがわかれば、ニュートリノの質量の上限を定められる。c. 速度か運動エネルギーのどちらかがわかれば、ニュートリノの質量の上限を定められる。d. ニュートリノの運動エネルギーと速度の両方がわかれば、ニュートリノの質量の上限を定められる。
76The term force carrier particle is shorthand for the scientific term vector gauge boson. From that perspective, can the Higgs boson truly be considered a force carrier particle?
76「力の運び手の粒子」という言い方は、学術用語の「ベクトル・ゲージボソン」を縮めたものである。その見方からすると、ヒッグス粒子は本当に力の運び手の粒子とみなせるか。
a. No, the mass quality provided by the Higgs boson is a scalar quantity.b. Yes, the mass quality provided by the
a. みなせない。ヒッグス粒子が与える質量という性質はスカラーの量だから。b. みなせる。ヒッグス粒子が与える
Higgs boson results in a change of particle’s direction.
質量という性質は、粒子の向きを変えるから。
23.3 The Unification of Forces 77If a Grand Unified Theory is proven and the four forces are unified, it will still be correct to say that the orbit of the Moon is determined by the gravitational force. Explain why.
23.3 力の統一 77大統一理論が証明されて四つの力が統一されても、月の軌道が重力で決まると言うのはやはり正しい。その理由を説明せよ。
a. Gravity will not be a property of the unified force.b. Gravity will be one property of the unified force.c. Apart from gravity, no other force depends on the mass of the object.d. Apart from gravity, no other force can make an object move in a fixed orbit.
a. 重力は統一された力の性質にはならないから。b. 重力は統一された力の一つの性質になるから。c. 重力のほかに、物の質量による力はないから。d. 重力のほかに、物を決まった軌道で動かせる力はないから。
78As the universe expanded and temperatures dropped, the strong nuclear force separated
78宇宙が広がって温度が下がるにつれ、強い核力が
79Two pool balls collide head-on and stop. Their original kinetic energy is converted to heat and sound. Given that this is not possible for particles, what happens to their converted energy?
79ビリヤードの球が二つ正面衝突して止まる。もとの運動エネルギーは熱と音に変わる。粒子ではこれが起こりえないとすると、その変わったエネルギーはどうなるのか。
from the electroweak force. Is it likely that under cooler conditions, the force of electricity will separate from the force of magnetism?
電弱力から分かれた。もっと冷えた条件では、電気の力が磁気の力から分かれることもありそうか。
a. No, the electric force relies on the magnetic force and vice versa.b. Yes, the electric and magnetic forces can be separated from each other.
a. いいえ。電気の力は磁気の力に頼っており、その逆も同じだから。b. はい。電気の力と磁気の力は互いに分かれうる。
a. The kinetic energy is converted into relativistic potential energy, governed by the equation .b. The kinetic energy is converted into relativistic mass, governed by the equation .c. The kinetic energy is converted into relativistic potential energy, governed by the equation .d. Their kinetic energy is converted into relativistic mass, governed by the equation .
a. 運動エネルギーは、式に従って相対論的な位置エネルギーに変わる。b. 運動エネルギーは、式に従って相対論的な質量に変わる。c. 運動エネルギーは、式に従って相対論的な位置エネルギーに変わる。d. 運動エネルギーは、式に従って相対論的な質量に変わる。