追跡かわし続けた「神の粒子」、ついに痕跡発見

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CERNの発表、今回は本当なのかも。
物質に質量をもたらす粒子・・・ヒッグス粒子の存在と特性が解明されるとなにか始まる?

 物理学者の追跡を最後までかわしてきた素粒子の痕跡がついに見つかった。
欧州合同原子核研究機関(CERN)の研究者が存在の可能性を示したヒッグス粒子。他の素粒子に質量を与える特異な性質から「神の粒子」とも呼ばれ、その発見は現代物理学の基礎である標準理論の正しさを補強する物証となる。

 標準理論によると、137億年前に宇宙の始まりであるビッグバン(大爆発)が起きた直後は、電子やニュートリノなど様々な素粒子が、質量のない光子(光)と同じ光速で飛び回ったとされる。標準理論は同時に、素粒子の質量はゼロであるという前提で作られていた。

 しかし、アインシュタインの特殊相対性理論が示すとおり、現在の宇宙では素粒子は光速より遅くしか飛べず、素粒子に質量を与える粒子がなければ説明がつかなかった。

 ヒッグス粒子は英国の物理学者ピーター・ヒッグス博士が1964年、存在を予測した。宇宙の温度がビッグバン後に急激に下がったため、真空状態だった宇宙が突然、「ヒッグス粒子の海」で満たされるという現象(相転移)が起きた。この時、素粒子はヒッグス粒子との相互作用によって抵抗を受けるようになり、それが素粒子の質量となり、飛行速度も光子より遅くなったと考えられている。

 相転移は、水が氷になるのと同じく状態の変化を指す。真空がヒッグス粒子の海で満たされるという相転移は、ノーベル物理学賞を受賞した南部陽一郎博士が現在の宇宙の成り立ちを説明するために提唱した「対称性の自発的破れ」理論から予測された。このため、ヒッグス粒子の存在が確認されれば、南部理論の正しさを証明する物証にもなる。

 20世紀初頭まで、物質の最も基本的な単位は原子と考えられていた。人類の物質観が変わったのは、今からちょうど100年前の1911年。英国の物理学者ラザフォードが原子の中に原子核を発見したのだ。それ以降、素粒子を追い求める物理学者の努力が続き、トップクォーク、W粒子、Z粒子……と、新しい素粒子の発見が続いた。

 そのなかで、どうしてもとらえられなかった「最後の大物」がヒッグス粒子だった。

引用元: 追跡かわし続けた「神の粒子」、ついに痕跡発見 : 科学 : YOMIURI ONLINE(読売新聞).

欧州合同原子核研究機関(CERN)は13日、万物の質量の起源となったとされる「ヒッグス粒子」の探索結果を発表した。素粒子物理で「発見」と断定できる信頼度ではないが、「存在の兆候」をつかんだ。

 2チームが別々に観測した。いずれも水素原子130個ほどの質量の領域で形跡をつかみ、「発見」に近づく結果が得られた。素粒子物理の基準では存在する確率が99.9999%以上で「発見」と認定する。ATLASチームは98.9%、CMSチームは97.1%となり、データを増やせば「発見」となる可能性が高まった。

 ヒッグス粒子探索は、2008年から観測を開始したCERNの巨大粒子加速器LHCの第一目標。陽子と陽子を衝突させてヒッグス粒子ができるのは、1兆回に1回ほど。できてもすぐになくなるため、衝突で出る光や粒子を観測して、ヒッグス粒子の痕跡を探している。

引用元: asahi.com(朝日新聞社):ヒッグス粒子「存在の兆候つかむ」 欧州研究機関が発表 – サイエンス.

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