4コマ「いちばん小さいものって、なに? 素粒子のはなし」。1コマ目みい「ゴマを割ったら、いちばん小さいつぶが見える?」、2コマ目ゆう「ゴマのかけらより、原子やその中の粒はずっと小さいんだよ」、3コマ目みい「もっと大きく見える道具を使おう!」、4コマ目みい「見えたけど、数えられない!」
みいみい

ねえゆう、これ以上いじょうは分けられない、いちばん小さいつぶってあるの?

ゆうゆう

いい質問しつもんだね。博士はかせたちが今もいかけているなんだ

原子を開けると、もっと小さな世界がある

いちばん小さいものって、なに? 素粒子のはなし(原子を開けると、もっと小さな世界がある)
ゆうゆう

前に話したよね。ものは、とても小さな原子げんしあつまってできているんだ

みいみい

うん! でも、その原子の中って、どうなってるの?

ゆうゆう

まん中に原子核げんしかくがあって、そのまわりに電子でんしがいるんだよ

ゆうゆう

原子核は、陽子ようし中性子ちゅうせいしという、もっと小さなつぶの集まりなんだ

みいみい

にゃんと!! 小さいのに、まだ中があるんだ!

ゆうゆう

しかもね、陽子と中性子の中には、クォークくぉーくというつぶがいるんだよ

みいみい

じゃあ、おやつをどんどん半分にしていけば、クォークになりそう!

みいみい

半分、そのまた半分……おやつの最後さいごに、クォークが出てきそう!

ゆうゆう

ざんねん。包丁ほうちょうで切っても、つぶの中身までは開けられないんだ

みいみい

おやつで開けられないなら、博士たちはどうやって中身を読みとるの?

ゆうゆう

博士たちは、つぶどうしをぶつけて、飛び散りとびちり方から中身を読みとるんだよ

今のところ「中身が見つかっていない」つぶ

いちばん小さいものって、なに? 素粒子のはなし(今のところ「中身が見つかっていない」つぶ)
みいみい

ねえ、クォークの中にも、まだ何かいるの?

ゆうゆう

それがね、今の実験じっけんでは、クォークや電子の中身は見つかっていないんだ

みいみい

じゃあ、クォークや電子は、今は素粒子そりゅうしっての?

ゆうゆう

だから今は、これ以上分けられない基本きほんのつぶとしてあつかう。これが素粒子だよ

みいみい

これ以上分けられない基本のつぶ、ってことなんだね!

みいみい

にゃんと!! ついに、いちばん小さいつぶを見つけたんだね!

ゆうゆう

そう思っちゃうよね!「定規じょうぎではかって一位いちい」という意味いみじゃないんだ

みいみい

一位じゃないってことなんだね…

ゆうゆう

「どんなに細かく調しらべても、まだ中身が見つからない」という意味なんだよ

みいみい

じゃあ、小さなビー玉みたいなのを想像しちゃうな……ちょっとこわいな…

ゆうゆう

そこも気をつけてね。かたい玉というより、とても小さな世界せかい登場人物とうじょうじんぶつ、というかんなんだ

ものをつくる粒と、力を伝える粒がいる

いちばん小さいものって、なに? 素粒子のはなし(ものをつくる粒と、力を伝える粒がいる)
ゆうゆう

素粒子には、役目やくめのちがうなかまがいるよ。クォークや電子はものをつくるかかりで、陽子はクォーク3つのまとまりなんだ

みいみい

なかまには、ものをつくる係と、はたらきかけをつたえる係があるの?

ゆうゆう

3つのが、ぎゅっと1つになった小さなおにぎり、みたいなものかな

みいみい

おにぎり! 具だけり出して食べたい!

ゆうゆう

それがね、クォークだけを取り出すのは、とてもむずかしいんだ

みいみい

ええ、具だけ取り出せないなら、もうひとつの係は何をするの?

ゆうゆう

もうひとつの係は、はたらきかけを伝えるなかま。光のつぶ、光子こうしもその仲間なかまだよ

みいみい

光がつぶなら、星の光をつかまえて、おやつにふりかけようよ!

みいみい

星の光をもっとつかまえたら、もっとおやつにふりかけられるね!

ゆうゆう

光はつかむより、目にとどくものなんだよ。……あ、ふりかけの話でおなかすいたな

みいみい

ゆう! もどってきて、素粒子の話だよ!

もっと小さい中身は、まだあるの?

いちばん小さいものって、なに? 素粒子のはなし(もっと小さい中身は、まだあるの?)
ゆうゆう

素粒子のなかまと、そのはたらきをまとめた考え方を標準模型ひょうじゅんもけいというんだ

みいみい

それで、ぜんぶ説明せつめいできるの?

ゆうゆう

たくさんのことは説明できるよ。でも、まだ答えきれないこともあるんだ

みいみい

答えきれないこともあるんだね…

ゆうゆう

たとえば、ものを引きよせる重力じゅうりょくは、同じ仲間として入れられていないんだ

みいみい

重力は、同じ仲間として入っていないの?

ゆうゆう

宇宙うちゅうにたくさんあるらしい暗黒物質あんこくぶっしつの正体も、標準模型ではわからないよ

みいみい

まだ見つかっていないなかまがいるかもしれないって、ちょっと不安ふあんだな…

ゆうゆう

……うん。みいのとなりにいるよ

みいみい

そっか。さがしている博士たちがいるなら、みいもてる

ゆうゆう

いるかもしれない、と考えている博士もいるよ。だから大きな装置そうちで探しているんだ

ねこ換算

ゆうゆう

電子やクォークは、少なくとも1けい分の1ミリより細かく調べても、中身が見つかっていないんだ

みいみい

1京分の1ミリって、どれくらいなの?

ゆうゆう

ねこの体長を30センチとすると、その30億倍おくばいのさらに10億倍くらい小さいんだ

みいみい

にゃんと!! ねこを地球ちきゅうくらいに大きくしても、まだ見えないの!?

みいみい

なるほど。しかもこれは「大きさをはかった数」じゃなくて「ここまで調べた」という数なんだね

3ぎょうまとめ

  • 原子の中には電子と原子核があり、原子核の陽子・中性子はクォークからできている

  • 電子やクォークは、今の実験で中身が見つかっていないつぶで、素粒子と呼ばれる

  • 素粒子には、ものをつくるなかまと、はたらきかけを伝えるなかまがいる

きょうのナゾ

いちばん小さいものって、なに? 素粒子のはなし(きょうのナゾ)
みいみい

ねえ、電子やクォークにも、まだ知らない中身があるのかな?

みいみい

それって、まだだれにも答えがまっていないなぞなの?

ゆうゆう

うん。博士たちも、まだ答えを探しているところなんだ

ゆうゆう

もっと強い力でぶつける実験ができれば、いつか答えが見えるかもしれないよ

つぎはこれ!

おとなメモ(おうちの方・先生へ)

  • 「素粒子」は、標準模型で基本的とされる量子場の励起を、子供向けに「粒」と言いかえた導入です。量子場と粒子の関係や、粒子の波としての性質は本文では扱っていません。

  • 「中身が見つかっていない」という表現は意図的なものです。電子やクォークは現在の実験結果と点状の粒として矛盾しませんが、「内部構造が絶対にない」と証明されたわけではありません。到達できた距離スケールまで内部構造が見えていない、という意味になります。

  • 「陽子は3つの具のおにぎり」は、構成の入口だけに限ったたとえです。実際の陽子は、3個のクォークが静かに並んだものではなく、グルーオンやクォーク・反クォーク対の寄与を含む複合的な状態です。

  • 光子などを「はたらきかけを伝える粒」と呼ぶのは、標準模型の相互作用を導入するための単純化です。重力は標準模型に含まれず、重力子は未発見の仮説的な粒子なので、本文では存在を断定していません。

  • ねこ換算の根拠: 内部構造への探索限界を10^-19 m程度の概数として扱い、ねこの体長30cm(3×10^-1 m)との比を約3×10^18倍としています。これは素粒子の直径を測定した値ではありません。

参考にした資料

(最終更新日: 2026-08-11)