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🔬物理クむズ 問題ず解説

力孊・電磁気・熱力孊・量子論など、物理孊に関するクむズです。自然界の法則を発芋した偉人たちの゚ピ゜ヌドも含みたす。党1210問のうち第1041〜1060問を掲茉しおいたす53ペヌゞ目党61ペヌゞ。

▶ 物理クむズに挑戊する← カテゎリ䞀芧ぞ
  1. 第1041問難易床 ★★★☆☆

    玠粒子暙準暡型においお「第3䞖代」に属するレプトンの組み合わせはどれか

    正解タり粒子ずタりニュヌトリノ
    解説暙準暡型の第3䞖代は䞊系がトップ・ボトムクォヌク、䞋系がタり粒子ずタりニュヌトリノである。タり粒子は1975幎にSLACでマヌチン・パヌルらが発芋し、タりニュヌトリノは2000幎にフェルミ研究所のDONUTで実蚌された。
  2. 第1042問難易床 ★★★★☆

    「ファむンマン経路積分」は䜕を統合的に蚈算するものか

    正解粒子が考えられる党経路を量子振幅で足し合わせお遷移確率を蚈算する
    解説ファむンマンの経路積分法では、粒子が始点から終点ぞ移動するあらゆる経路に察しお量子振幅e^{iS/ħ}Sは䜜甚を割り圓お、党経路で「足し合わせる」汎関数積分こずで遷移確率を求める。盎芳的であり、堎の量子論の定匏化にも甚いられる。
  3. 第1043問難易床 ★★☆☆☆

    プランク定数の数倀ずしお最も近いものはどれか

    正解6.626×10⁻³⁎ J·s
    解説プランク定数h≈6.626×10⁻³⁎ J·sで、量子論における最も基本的な定数の䞀぀。゚ネルギヌの最小単䜍E=hΜを芏定する。なお1.38×10⁻²³ J/KはボルツマンMconstant、3.0×10⁞ m/sは光速。
  4. 第1044問難易床 ★★★☆☆

    原子栞の安定性を支える「栞力」の特城ずしお正しいのはどれか

    正解玄1フェムトメヌトル10⁻¹⁵m皋床の極めお短距離の力で、匕力ず斥力の䞡方を持぀
    解説栞力残留匷い力は玄1〜3フェムトメヌトルの極めお短距離にのみ働く。栞内で陜子ず䞭性子を結合させる匕力ずしお働くが、非垞に近距離では斥力に転じ栞が朰れるのを防ぐ。湯川のパむ䞭間子亀換がその機構の近䌌的な描像。
  5. 第1045問難易床 ★★☆☆☆

    「宇宙の晎れ䞊がり」ずはビッグバン埌䜕幎頃に起きた出来事か

    正解ビッグバン埌玄38䞇幎
    解説ビッグバン埌玄38䞇幎で宇宙が十分冷华し玄3000K、自由電子ず陜子が結合しお氎玠原子を圢成し、光子が自由に進めるようになった「宇宙の晎れ䞊がり」たたは「再結合」。この時の光が宇宙マむクロ波背景攟射ずしお珟圚芳枬されおいる。
  6. 第1046問難易床 ★★★★★

    「真空の゚ネルギヌ」宇宙定数ずダヌク゚ネルギヌの問題ずしお知られる「宇宙定数問題」ずはどれか

    正解宇宙定数が蚈算倀ず芳枬倀で玄10¹²⁰倍も異なるずいう理論ず芳枬の最倧の䞍䞀臎
    解説量子堎理論が予蚀する真空゚ネルギヌ宇宙定数の理論倀は、宇宙論的芳枬から埗られるダヌク゚ネルギヌの倧きさず比べお玄10¹²⁰倍も倧きい。これは物理孊史䞊最倧の理論ず芳枬のギャップで「宇宙定数問題」たたは「埮調敎問題」ずしお知られる。
  7. 第1047問難易床 ★★★☆☆

    チェルノブむリ原発事故1986幎で起きた物理珟象の芳点からの䞻な原因はどれか

    正解正の蒞気係数による栞分裂出力の急増RBMK炉の蚭蚈䞊の欠陥
    解説RBMK型炉は冷华氎䞭性子枛速材が蒞気化するず反応床が䞊昇する「正の蒞気係数」ずいう蚭蚈䞊の欠陥があった。䜎出力時の䞍安定な状態で安党システムを無効化した詊隓䞭に出力が急増し、蒞気爆発ず黒鉛火灜が発生した。
  8. 第1048問難易床 ★★☆☆☆

    アむンシュタむンがノヌベル物理孊賞1921幎を受賞した理由はどれか

    正解光電効果の理論的説明
    解説アむンシュタむンのノヌベル物理孊賞は「理論物理孊ぞの貢献、ずくに光電効果の法則の発芋」に察しお授䞎された。特殊・䞀般盞察性理論はノヌベル賞の察象倖だった。光電効果の説明は光の量子性光子抂念を確立した。
  9. 第1049問難易床 ★★★☆☆

    「トリニティ実隓」1945幎7月16日はどこで行われたか

    正解ニュヌメキシコ州アラモゎヌド砂挠ホワむトサンズ
    解説トリニティ実隓はアメリカのニュヌメキシコ州アラモゎヌド砂挠ホワむトサンズ実隓堎で行われた䞖界初の栞爆発実隓。プルトニりム239を䜿甚した爆瞮型栞装眮で、爆発力は玄21ktのTNT盞圓だった。これが長厎型「ファットマン」ず同じ蚭蚈。
  10. 第1050問難易床 ★★★★★

    「繰り蟌み矀」理論を玠粒子物理孊に適甚し、匷い栞力の挞近自由性asymptotic freedomを発芋した物理孊者は誰か

    正解グロスずりィルチェックずポリツァヌ
    解説デヌビッド・グロス、フランク・りィルチェック、デヌビッド・ポリツァヌは1973幎、QCDの結合定数が高゚ネルギヌで小さくなる「挞近自由性」を発芋した。この性質によりクォヌクは高゚ネルギヌで自由な粒子のように振る舞う。2004幎のノヌベル物理孊賞を受賞した。
  11. 第1051問難易床 ★★★☆☆

    「倧統䞀理論GUT」の目暙はどれか

    正解重力を陀く3぀の力匷・匱・電磁を䞀぀の枠組みで統合する理論
    解説倧統䞀理論GUTは匷い栞力、匱い栞力、電磁力の3皮類の力を高゚ネルギヌ玄10¹⁶ GeVで統䞀的に蚘述する理論を目指す。GUTは陜子厩壊を予蚀しおおり、スヌパヌカミオカンデで怜蚌が行われおいるが、ただ芳枬されおいない。
  12. 第1052問難易床 ★★★☆☆

    2021幎のノヌベル物理孊賞耇雑系郚門でなく、量子情報科孊でのノヌベル物理孊賞は2022幎に授䞎されたが、その受賞内容はどれか

    正解ベルの䞍等匏の怜蚌ず量子も぀れの実蚌実隓
    解説2022幎のノヌベル物理孊賞はゞョン・クラりザヌ、アラン・アスペ、アントン・ツァむリンガヌに「も぀れた光子を甚いた実隓、ベルの䞍等匏の砎れの確立および量子情報科孊ぞの先駆的貢献」に察しお授䞎された。
  13. 第1053問難易床 ★★★★★

    「M理論」ずは䜕か

    正解11次元時空を基瀎ずし5皮類の超匊理論を統䞀する候補理論
    解説M理論ぱドワヌド・りィッテンが1995幎に提唱した理論で、それたで別々に存圚した5皮類の超匊理論が11次元時空における1぀の理論M理論の異なる極限ずしお統䞀されるずする。「M」はMembraneたたはMystery謎の頭文字ずも蚀われる。
  14. 第1054問難易床 ★★★★☆

    「カシミヌル効果」ずはどのような珟象か

    正解2枚の金属板を真空䞭で近づけるず量子真空のゆらぎにより匕力が生じる珟象
    解説カシミヌル効果は1948幎にヘンドリック・カシミヌルが予蚀した珟象で、2枚の平行金属板の間では蚱される真空の電磁堎モヌドが制限され、倖偎より内偎のれロ点゚ネルギヌが小さくなるこずで金属板間に匕力が生じる。量子真空の実圚的な゚ネルギヌを瀺す蚌拠。
  15. 第1055問難易床 ★★★☆☆

    「ニュヌトリノ振動」ずはどのような珟象か

    正解ニュヌトリノが飛行䞭に異なるフレヌバヌ皮類に倉化する珟象
    解説ニュヌトリノ振動は電子型・ミュヌ型・タり型の3フレヌバヌのニュヌトリノが量子力孊的重ね合わせ状態ずしお䌝播し、飛行䞭に別のフレヌバヌに倉化する珟象。これはニュヌトリノが零でない質量を持぀こずを意味する。倪陜ニュヌトリノ問題ず倧気ニュヌトリノの異垞を同時に説明した。
  16. 第1056問難易床 ★★★☆☆

    「量子テレポヌテヌション」で「テレポヌト」されるのはどれか

    正解情報のみ量子状態の情報
    解説量子テレポヌテヌションでは量子も぀れを利甚しお量子状態情報を転送するが、物質や゚ネルギヌ自䜓は転送されない。叀兞的な通信チャンネルも必芁なため光速を超える情報転送は䞍可胜。1993幎にベネットらが理論提案し、1997幎にツァむリンガヌらが実隓実蚌した。
  17. 第1057問難易床 ★★★☆☆

    1950幎代から60幎代に「玠粒子の動物園」ず呌ばれた状況を敎理し、SU(3)察称性で分類する「八道説」を提唱したのは誰か

    正解マレヌ・ゲルマン
    解説マレヌ・ゲルマンは1961幎にSU(3)察称性に基づく「八道説Eightfold Way」で倚数のハドロンをたずたった族ずしお分類した。さらに1964幎にはこの察称性の根底にクォヌクが3皮類存圚するこずを提唱し、1969幎のノヌベル物理孊賞を受賞した。
  18. 第1058問難易床 ★★★★☆

    超匊理論が必芁ずする空間次元の数時間を陀く空間次元は䜕次元か

    正解9次元
    解説超匊理論超察称性を持぀匊理論は量子的䞀貫性のために9぀の空間次元時間を含めるず10次元が必芁ずされる。䜙剰な6次元はカラビダり倚様䜓などにコンパクト化されおいるずされる。ボゟン匊理論では空間25次元が必芁。
  19. 第1059問難易床 ★★★★★

    1947幎にレベル・ラムが枬定した「ラムシフト」が瀺したのはどれか

    正解氎玠原子の2Sœず2Pœ準䜍の゚ネルギヌが理論ず埮劙にずれおいるこずQEDの必芁性
    解説ラムシフトは氎玠の2S₁/₂ず2P₁/₂準䜍が叀兞量子論ディラック方皋匏では瞮退するはずなのに実隓的に玄1000MHz分離しおいるこずが発芋された珟象。量子電磁力孊QEDの真空揺らぎ自己゚ネルギヌ補正によっお説明され、QED発展の重芁な契機ずなった。
  20. 第1060問難易床 ★★★☆☆

    1998幎に超新星芳枬からの宇宙の加速膚匵を発芋し、2011幎のノヌベル物理孊賞を受賞した科孊者の䞀人は誰か

    正解゜ヌル・パヌルマッタヌ
    解説゜ヌル・パヌルマッタヌロヌレンスバヌクレヌ研究所ずブラむアン・シュミット・アダム・リヌスは、Ia型超新星の芳枬から宇宙の膚匵が加速しおいるこずを発芋した。この発芋は1998幎に発衚され、2011幎のノヌベル物理孊賞を受賞した。ダヌク゚ネルギヌの抂念に぀ながった。

このペヌゞは「物理」カテゎリのクむズ問題ず解説をたずめた孊習甚ペヌゞです。 実際に4択圢匏で挑戊したい方は 物理クむズ から、党ゞャンルからランダムに出題される 党カテゎリミックス もお詊しください。