2011年12月10日土曜日

「神の粒子」って何だ ?

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● NHKニュース




NHKニュース 2011年12月8日 16時52分
http://www3.nhk.or.jp/news/html/20111208/t10014500781000.html

ヒッグス粒子 研究成果発表へ

 物質に質量がある起源とされ、理論的に存在が予言されながら、まだ見つかっていない「ヒッグス粒子」という未知の粒子を探し続けてきた国際的な研究グループが、13日にスイスで記者会見を開いて研究成果を発表することになり、現代物理学の大きな謎が解けるのか世界の注目が集まっています。

 記者会見を開くのはスイスにあるCERN=ヨーロッパ合同原子核研究機関で実験を続けてきた2つの研究グループで、このうちの1つには日本の研究者も数多く参加しています。
 実験はCERNに建設された一周が27キロもある巨大な円形の加速器という実験装置を使い、光とほぼ同じ速度まで加速した陽子どうしを正面衝突させ、その時に生じるさまざまな粒子を観測しました。
 その結果、ことし10月までに行った実験で、想定されているヒッグス粒子の質量に相当する何らかの粒子が見つかった可能性が高まったということです。

 現代物理学の標準理論では、宇宙空間はヒッグス粒子で満ちていて、物質を構成する素粒子はヒッグス粒子とぶつかりあって動きづらくなり、その動きづらさから質量が生まれたと説明されています。

 標準理論で存在が予言されながら、まだ確認されていない粒子はヒッグス粒子だけで、世界の物理学者が長年にわたって探し続けてきた大きな謎だけに、研究成果の発表に世界の注目が集まっています。
 発表は日本時間の13日午後10時からで、インターネットでも中継される予定だということです。




2011/12/09 19:15 【共同通信】
http://www.47news.jp/CN/201112/CN2011120901002120.html

「神の粒子」で13日に重要発表 ノーベル賞級成果か

 あらゆる物の質量の起源とされ「神の粒子」とも呼ばれるヒッグス粒子
を探している日本も加わる国際チームが、欧州の巨大加速器による今年の実験データをまとめ、13日深夜に発表する。粒子の手掛かりをとらえた可能性があり、ノーベル賞級の成果が明らかになるのか、世界中の物理学者が注目している。

 今回の実験は、欧州合同原子核研究所(CERN)がスイス・ジュネーブ郊外の地下に建設した、一周約27キロの円形加速器で実施。
 ほぼ光速に加速した陽子同士を正面衝突させ、壊れる過程を詳細に調べた。
 日本も参加するアトラスと、米などによるCMSという二つの検出器のチームがデータを解析。



 Wikipediaから。
 やはり理解するには難しすぎる。


 ヒッグス粒子(ヒッグスりゅうし、Higgs boson)とは、ヒッグス場を量子化して得られる粒子である。
 LHCの衝突実験で、およそ10兆回に1回しか生成されないと言われている。
 2011年12月9日現在未発見。

 ヒッグス場とは、1964年にエディンバラ大学のピーター・ウェア・ヒッグスによって提唱された、素粒子の質量獲得に関する理論に現れる場についての仮説である。

 ヒッグス場によって質量を獲得するメカニズムをヒッグス機構と呼ぶ。[1]
 ヒッグス機構では、宇宙の初期の状態においてはすべての素粒子は自由に動きまわることができ質量がなかったが、自発的対称性の破れが生じて真空に相転移が起こり、真空にヒッグス場の真空期待値が生じることによってほとんどの素粒子がそれに当たって抵抗を受けることになったとする。
 これが素粒子の動きにくさ、すなわち質量となる。

 質量の大きさとは宇宙全体に広がったヒッグス場と物質との相互作用の強さであり、ヒッグス場というプールの中に物質が沈んでいるから質量を獲得できると見なすのである。
 光子はヒッグス場からの抵抗を受けないため相転移後の宇宙でも自由に動きまわることができ質量がゼロであると考える。

 ニュース等では
 「対称性の破れが起こるまでは質量という概念自体が存在しなかった」
などと紹介される事があるが、正確ではない。
 電荷、フレーバー、カラーを持たない粒子、標準模型の範囲内ではヒッグス粒子それ自体および右巻きニュートリノはヒッグス機構と関係なく質量を持つことが出来る。
 また、重力と質量の関係・すなわち重力質量発生のしくみは空間の構造によって定められるものであり、標準模型の外部である一般相対性理論、もしくは量子重力理論において重力子の交換によって説明されると期待される。





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