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SFを科学する:エヴァンゲリオンのポジトロンライフル

今回担当は理論物理学出身のスプーキー普賢シンジ

SF好きが転じて科学オタクになった太乙真じn...ではなく普賢シンジが完全に趣味の世界で科学を語らせていただきます。

取り上げるテーマはエヴァンゲリオンに出てくる武器
ポジトロンライフル


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ちなみに盾の方はスペースシャトルの底の差材でできていて大気圏突入の熱にも耐えられる頑丈な一品になっています。


和名は陽電子砲。
皆さま、ポジトロン(陽電子)というものをご存じでしょうか?
今回はこいつについて蘊蓄をたれたいと思います。
(うんちくをたれると、うんちたれるは似ていますね)


まずは中学生の理科で出てくる原子と分子。
原子はヘリウム(He)、金(Au)だったり、分子は水(H2O)とかありますね~

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パワポでお絵かき



ここから高校レベルの話になるかと思いますが、原子を構成しているものはなんなのかってことに移っていきます。
原子の中心には原子核という塊があって、その周りを電子が回っているという構造をもっています。
(量子力学的には回っているという表現は適正ではないですが細かいことは置いといて)


水素原子の場合は原子核は陽子1個だけで構成されていて、その周りを1つの電子が回っています。
ヘリウム原子の場合はもう少し複雑で、陽子2個と中性子というやつ2つの計4個で原子核が構成されています。その周りを2個の電子がグールグールと回っています。
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電子はマイナスの電荷1つを持っていて、陽子はプラスの電荷を1つ持っています。
電荷の大きさはプラスとマイナスの違いだけで同じですが、大きさ(質量)は全く違って電子はかなり小さいです。
(ちなみに陽子と中性子を構成しているさらに小さいものがあってそれはクウォークと呼ばれているのですが、話が余計ややこしくなるので放置します。)


はてさて、前置きが長くなってここまで読んでくださっている方がどれくらいいらっしゃるか分かりませんがここから陽電子(ポジトロン)の話になってまいります。
陽電子は別名反電子とも言います。
陽電子は、電子と反対の電荷(プラスの電荷)を持っていて、それ以外の性質(質量とか)は電子と同じです。
(陽子もプラスの電荷を持っているのですが、陽電子とは質量が全く異なり別物です。)

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電子と陽電子は衝突するとエネルギー(光)残して消滅するという特性を持っています。
この現象のことを対消滅と呼びます。
反対にエネルギー(光)から電子と陽電子が同時に発生する現象を対生成と呼びます。

この対生成と対消滅という現象は真空中では頻繁に発生しています。
(ただ陽電子は一瞬で崩壊してしまうので単品で用意するのはとても大変ですが)
この現象を利用した機械がナディアの戦艦・ノーチラス号とかで使われている対消滅エンジンです。
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対消滅エンジン



電子と陽電子を超高速に加速して衝突させて未知の物質を発生させようという実験を筑波の高エネルギー加速器研究機構(KEK)で行っています。
エヴァンゲリオンで武器にするために調達にいったのはここなのでしょうね。
ちなみに加速器はアホみたいに大きくて全長3kmとかあります。
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衝突型円形加速器



電子に対する陽電子(反電子)のように、衝突すると消滅するようなもののことを反物質と呼びます。
陽子に対する反物質もあって、それは反陽子と呼ばれています。陽子とぶつければ消滅します。

理論上は陽電子と反陽子を組み合わせれば反水素が出来上がるはずで、水素とぶつけると消滅します。
この話を飛躍させていくと反物質だけでできあがった反人間が作れるかもしれなくて、反人間と普通の人間がぶつかると消滅することになります。
これが神隠しだったり、ドッペルゲンガーに会うと死ぬってことだったりするのかもしれませんね(←ないない)
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いやー空想科学って、本当にいいものですよね(?)

以上、普賢シンジが担当いたしました。






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by hensute | 2014-08-27 02:44 | モロモロ雑記 | Comments(0)