Sei KIsaragiオフィシャルブログ


ヒッグス粒子2

2013.12.05 Thursday[ヒッグス粒子comments (0)

1964年P、ヒッグスは、素粒子に質量を与える仕組みヒッグスメカニズムを提唱した。
日本の南部陽一郎は対称性の自発的破れというideaにより、理論的に明らかにした。
理論の提唱から実に約50年もの間、仮説であり、実証されなかった。
仮説から実験を何度もすることで実在する基本粒子であることを観測に成功していく。
真空に潜むヒッグス粒子を観測するにはどうとすれば良いか?
重要な原理として、アインシュタインが提唱した特殊相対性理論から導かれる(質量mとエネルギーEは互いに転化するという事実だ。質量とエネルギーの関係式、E=mc²が導かれる。
Ⅽは光の速さで1秒間に3×10⁸ⅿⅽ光速は定数だから、質量とエネルギーは一方から他方に転化することが理解できる。

ヒッグス粒子の観測方法。
エネルギーÈから質量mの粒子が生成。
素粒子反応の例。高エネルギーの光(電磁波)を真空に当てると、電子(e⁻)と陽電子(e⁺)が発生する。これを対生成と呼ぶ。反応式は「y→e⁻+e」となる。

Yはエネルギーの高い光、ガンマ線、(質量はゼロ)である。電子と陽電子は同じ大きさの質量をもつ。上記の現象では、ガンマ線のエネルギーが電子と陽電子の質量に転化したことわかる。電子はマイナスの単位電荷(−e)をもつ粒子だ。陽電子は電子の反粒子で、反対の電荷(e+)をもつこと以外は、全てに性質(質量など)は電子と同じである。
電子と陽電子が対になって発生していること、つまり電荷はゼロということだ。
ガンマ線の電荷はゼロであり、電荷の総量は反応の前後で変化しない(保存)という電荷の保存則によって、反応後の電荷の総量もゼロでなければならない。
ガンマ線から、電子または電子または陽電子がどちらか1個だけ発生することはあり得ないのだ。
この反応は、真空にガンマ線を注入すると、真空中にあった電子が叩き出されたことを示している。同じように、真空に高いエネルギーを注入すれば、真空中にあるヒッグス粒子が飛び出すことが予測される。ヒッグス粒子の質量は大きいことが予測されることから、はじめのエネルギー(真空に注入するエネルギー)も高くないとヒッグス粒子を真空から叩き出すことはできない。そのような高いエネルギーを発生する装置を加速器と呼ぶ。
では加速器とは?
続く
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ヒッグス粒子

2013.10.22 Tuesday[ヒッグス粒子-

物質の構成要素である素粒子とそこに働く力を述べる現代の素粒子理論を標準理論と呼ぶ。
この理論は、素粒子が関係するあらゆる実験事実を見事に説明する素晴らしい理論ではあ
るが、1つだけ盲点があった。それは、理論の中に登場するヒッグス粒子が仮定されている
ことだった。
標準理論は、ゲージ対称性という、物理学の中では最も普遍的な原理を出発点にしている。
ゲージ対称性については後段で詳しく説明になりますが、重要なととに、それが粒子の質量
(重さ)がゼロであることを要求している点だ。標準理論が素粒子の基本理論となりうるこ
とためには、粒子の質量はぜロでなければならない。しかし、現実の素粒子は質量をもって
いる。標準理論がゲージ対称性を満たしながら、且つ素粒子の質量を説明できる実行性のあ
る理論でありたいと。
この要求を成立させるために仮定されたのが、ヒッグス機構(ヒッグスメカニズム)である。
つまり、標準理論正しい理論であるならば、ゲージ対称性を満たしつつ粒子に質量を与えな
ければならず、そのためにはヒッグス粒子の発見によってヒッグスメカニズムを仮説の燦
から引きずり下ろす必要があった。
2011年7月4日。
ヒッグス粒子と見られる粒子が、ついに欧州原子核研究機構(CERN)で発見された。
標準理論は、信頼ある基本理論止して確立したのだ。
続く

ヒッグス粒子

2013.10.09 Wednesday[ヒッグス粒子comments (0)

長編。
科学はなぜ?と疑問形から生じて発展していく。
どんな分野においても疑問を持ち、発展をすることで、いろんな事が解明していく。
人間の見える範囲がマクロなら見えないもは何?となる。
真空に、宇宙や物質の起源が解明できるヒントがあると言われ研究されている。

リンゴが木から落ちるのを見たニュートンは万有引力の法則を打ち立てた。
ニュートン力学では、空間座標、時間、質量の3つからなる物理量が用いられる。
空間、時間、質量は絶対的な量であり、その起源は変わらないとしている。
ニュートン力学から、越える事実が真空と質量に関係する事実があり、
質量に対してどのようにして作られるかと研究し、根源的なもの!
ヒッグス粒子に違いないと研究されることになったのである。

続く



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IZAMさんと石井あみさんと収録の後で。
(スーバーバイザーとして参加しています。)