マ チ コ の 豆 知 識    　　　　　　　　 

　（１） ボーズ粒子／フェルミ粒子　 ＜ ｂｏｓｏｎ ／ ｆｅｒｍｉｏｎ ＞　　　　　

　 数に正負の区別があるように、ミクロの世界の粒子には、ボーズ粒子とフェルミ粒

子の区別がある。光子はボーズ粒子であり、電子、陽子、中性　子はフェルミ粒子で

ある。

　 また、陽子と電子からなる水素原子のように、２個（一般には偶数個）のフェルミ粒

子からできた粒子はボーズ粒子になる。これは、２つの負の数の積が、正の数になる

ことにたとえられる。

　 ２個の電子のような、同じ種類の複数のフェルミ粒子は、たがいに遠ざかろうとする

傾向をもつ。これをもっと正確に言い表したものは、“パウリの原理”とよばれ、それを

基にして原子の性質などが見事に説明される。一方、同じ種類のボーズ粒子は、た

がいに近づこうとする傾向を持つ。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 現代用語の基礎知識 （ 自由国民社） より

　（２） 超弦理論　（ 超ひも理論 ）  ＜ ｓｕｐｅｒｓｔｒｉｎｇ   ｔｈｅｏｒｙ＞　　　  

　

　 現在の素粒子理論の最大の課題は、重力まで含めた４つの力を全部統一して導

き出す理論を作ることであり、そのための候補として提案されたのが“超ひも理論”あ

るいは“超弦理論”である。

　 これまでの物理学では、基本粒子は点粒子であるというのが大前提であったが、

この理論では基本になるものはゴム輪のようなひもである。これによってはじめて、重

力場の粒子をゲージ粒子と同等に扱えるようになった。ま実験に対して予言できるよ

うな段階には達していない。

　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　現代用語の基礎知識 （ 自由国民社） より

　　　　　　　　　　　　 　（ ゲージ粒子は、ボーズ粒子 ／ｂｏｓｏｎ と同じ ）

　（３） 電磁波　　　　　　　＜ ｅｒｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｗａｖｅ ＞　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（基礎的概念として、非常に大切なので、確認しておいて下さい。）

　 電場と磁場がからみあって真空中や空気中を光速で伝わる波を電磁波という。電

波も光も電磁波で、両者は波長が非常に異なるだけである。波が１秒間に振動する

回数を周波数または振動数といい、ヘルツという単位でよぶ。周波数は波長に反比

例するので、波長が短い電磁波ほど周波数が高い。

　 電磁波を波長が長い方（ すなわち周波数が低い方 ）から並べると、電波、赤外

線、可視光線、紫外線、Ｘ線、ガンマ線と分類され、電波はさらに、中波（ラジオの電

波）、短波、超短波（テレビの電波）、マイクロ波（衛星通信や携帯電話の電波）に分

かれる。

　 電磁波は光子という粒子の集団でもある。周波数の高い電磁波ほど光子のエネル

ギーが大きいので、光や紫外線が物質に当たると、化学反応を起こして物質を変質

させる。強い紫外線、Ｘ線、ガンマ線は生体に悪影響を及ぼす。

　 赤外線より波長の長い電磁波は化学反応は起こさないが、強度が強いと物質を発

熱させる。電子レンジで食品を加熱するのは、周波数 ２．４５ギガヘルツ（ 波長１２セ

ンチ、ギガは１０億） のマイクロ波である。

　 普通の電波や送電線の下の電磁場が生体に影響を及ぼすとは考えにくいが、影

響が皆無かどうかは、いまのところ断言はできない。なお、飛行機の中や病院で電子

機器の使用が制限されるのは、それから出る電磁波が、飛行機や病院が使用してい

る機器に誤動作を起こすことがあるためである。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　現代用語の基礎知識 （ 自由国民社） より

　

（ 電磁波は、波の性質と粒子の性質を同時に持っています。波として計測すれば波

の性質をあらわし、粒子として計測すれば、粒子の性質を示します。しかし、それを同

時に計測することは難しく、不可能です。このような関係を相補性といいます。２０世

紀初頭の量子力学において、新しい概念として提出されました。相補性という関係性

は、この他にも幾らでもあります。）　

　

　（４） ＤＮＡ／デオキシリボ核酸  　　　 ｄｅｏｘｙｒｉｂｏｎｕｃｌｅｉｃ  ａｃｉｄ         

　　　　　　　（ ＤＮＡを考察するページを始めました。ＤＮＡの基本概念を把握しておいて下さい。）

　

　 核酸の一種で、遺伝子の本体。一般にＤＮＡは、二本のポリヌクレオチド鎖が塩基

間の水素結合で並列し、互いにねじれあって二重らせん構造を成す。二重らせんの

直径は２ナノメートルで長さは生物種によって異なるが、ヒトの場合、１個の細胞に約

１．８メートルもの長さのＤＮＡが折りたたまれて入っている。

　 塩基間の結合は、ＡはＴと、ＧはＣとが水素結合で相補的に結びつき、他の組み合

わせは起らない。ＤＮＡはどちらか一方の鎖を鋳型にして、全く同じ塩基配列を持った

ＤＮＡが２本同時に合成される（半保存的複製）。

　

（ ４種類の塩基は、次のようになっています。Ａはアデニン、Ｔはチミンで、この２種類

でワンセット。Ｇはグアニン、Ｃはシトシンで、この２種類でもう一つのセットになりま

す。これ以外の組み合わせはありません。ＡＴ、ＧＣの水素結合、これが二重ラセン構

造の基本ですので、覚えておいて下さい。）

　

　 ＤＮＡは主に核内に局在するが、ミトコンドリアや葉緑体にも存在し、さらに自己増

殖性のプラスミドＤＮＡも存在する。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　現代用語の基礎知識 （ 自由国民社） より

　

　（５） ＰＣＲ法／ＤＮＡポリメラーゼ連鎖反応    ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ  ｃｈａｉｎ   ｒｅａｃｔｉｏｎ

　

　 ごく微量のＤＮＡを、数時間のうちに数百万倍にも増殖させる方法。まず、増殖した

いＤＮＡの２本鎖をほどき、次にほどいた１本鎖にプライマーＤＮＡを張り付け（アニー

リング）、最後に好熱菌のＤＮＡポリメラーゼ（ ＤＮＡ鎖の重合を触媒する酵素 ）であ

たらしいＤＮＡ鎖を合成する。このサイクルを２０回繰り返すと、ＤＮＡは２００万倍に増

殖される。

　 増殖されたＤＮＡを用いて、親子鑑定や犯罪者の同定、遺伝病の診断や羊水によ

る胎児診断、さらには絶滅した古生物のＤＮＡ解析などに応用できる。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　現代用語の基礎知識 （ 自由国民社） より

　

　　　　　　（ この方法の発見により、ＤＮＡ研究が飛躍的に進んだといわれます。）

　

　

＜ベルの定理＞

　

　 この定理は、局所的な隠された変数の存在は、量子力学の確率的予測と数学的

に両立できない事を証明しています。量子の世界では、因果律が崩壊しているという

言葉をよく耳にします。これは、現象には原因があり、結果があるという一般的な常

識が崩れているということです。そして、この事は何を意味するかというと、局所原因

の原理が間違っているということです。つまり、この世界の中に、独立した部分という

ものは成立しないということです。しかし、こういうことになると、光速度を越える情報

交換の可能性も出てくると言われます．．．