【物理学】反物質「消滅」の謎、解明に一歩前進 CERNチーム
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【4月5日 AFP】
約137億年前の宇宙誕生時、ビッグバン（Big Bang）によって物質と反物質の粒子が対を成して生成された。
物理学の通説ではそうなっている。
だが、現在の宇宙で見ることができる、
地球上の小さな昆虫から宇宙にある巨大な星までのあらゆるものは物質の粒子でできており、
それと対を成す反粒子はどこにも見つからない。
欧州にある巨大な地下素粒子実験施設の物理学者チームは4日、
実験室内で作った反物質の粒子「反水素原子」の前例のない観測を通じて、
この謎の解明に一歩近づいたとする研究結果を発表した。
欧州合同原子核研究機構（CERN）の「ALPHA（Antihydrogen Laser Physics Apparatus）」実験チームの
ジェフリー・ハングスト（Jeffrey Hangst）氏は「われわれが探究しているのは、
通常物質の水素と反物質の反水素が同じように振る舞うかどうか（を確かめること）だ」と話す。
挙動にほんのわずかでも違いが見つかれば、物質と反物質の見かけ上の不均衡を説明する助けになるばかりか、
宇宙を構成する基本素粒子とそれらを支配する力を記述する物理学の主流理論
「標準模型（Standard Model）」が揺るがされる可能性がある。
だが、ややがっかりなことに、今回の最新研究の「これまでで最も高精度の実験」でも、
水素原子と反水素原子の挙動に違いは見つからなかった。
目に見える宇宙の構成要素と挙動を記述する標準模型は、反物質の「消滅」を説明できない。
ビッグバンでは、質量が同じで電荷が逆の粒子と反粒子のペアが生成されたと広く考えられており、
粒子と反粒子が出会うとエネルギーだけを残して消える「対消滅」が起きるとされる。
物理学では、ビッグバンの直後に物質と反物質が反応して崩壊する現象が実際に起きたと考えられている。
そうであれば、現在の宇宙には残されたエネルギー以外は何もないはずだ。
にもかかわらず、科学者らによると、人が見たり触れたりできる全てのものを作り出している通常物質が、
宇宙の4.9％を構成しているという。
他の物体に及ぼす重力の作用によってのみ検出される謎の物質「暗黒物質（ダークマター）」が宇宙の26.8％、
ダークエネルギーが残りの68.3％を構成する。
■手が届くところに？
反物質は事実上、存在しない。
宇宙線などの非常に高エネルギーの現象やCERNの実験室内などで生成される極めて希少で短寿命の粒子を除いては。
ALPHAの物理学者チームは、通常物質の最も簡単な原子の水素を用いて反物質の謎の解明を試みている。
水素は陽子1個の周りの軌道に電子が1個存在する。
チームは、CERNによる高エネルギー粒子の衝突で発生した反陽子を捕捉し、
（電子と対を成す反粒子の）陽電子と結合させて、水素の反粒子を生成する。
生成される反水素原子は、通常物質と接触して対消滅してしまわないように、磁気トラップに閉じ込め、
この状態の反水素原子にレーザー光を当てて反応を調べる。
原子は物質の種類によって異なる振動数の光を吸収するため、主流理論に基づけば、
水素と反水素は同じ種類の光を吸収する──そしてこれまでのところ、その振動数に違いはみられない。
だが、実験の精度が高まるにつれて、両者の違いが現れるに違いないと研究チームは期待している。
「現在の精度はまだ通常の水素の精度には及ばないが、ALPHAの急速な進歩は、
反水素（の測定）で水素と同レベルの精度の実現に今や手が届くところに来ていることを示唆している」と、
ハングスト氏は話した。(c)AFP
画像：欧州合同原子核機構のリニア・アクセレレーター
http://afpbb.ismcdn.jp/mwimgs/7/e/700x460/img_7e85d86633b483b71439aeac5309f0b6164808.jpg
AFP
http://www.afpbb.com/articles/-/3170130 >>189
空間の相転移による潜熱の解放によりビッグバンが生じたとされる
潜熱というのは物資で言えば凝固熱などのこと
あるいは宇宙全体のエネルギーの合計はゼロという説もあり究極のフリーランチと言われてる >>189
＞対や複数で生成された宇宙がある筈
実際のところ急膨張するインフレーション宇宙の元祖の人とかが提唱している
インフレーション膨張によって事実上情報のやり取りができない遠方で
別の宇宙ができてることを否定する理由はないって位の思いつきだけどね
量子論的宇宙論で今のところ説明できないのは宇宙というより時空そのものがどのように誕生したかで
エネルギー（質量）の生成は相転移やナンブ式自発的対称性の破れで説明できる >>191
> 実際のところ急膨張するインフレーション宇宙の元祖の人とかが提唱している
>>189 はビッグバンと同時にに対で生成された宇宙と言ってるので
リンデの永久インフレーションにおけるマルチバースとは違うけどね
それにリンデはインフレーション・モデルを修正したけど提唱者ではない
インフレーションを最初に提唱したグースはマルチバースには否定的らしい
>>190
空間の潜熱？
じゃあ点から空間になった過程で空間が潜熱＝エネルギーを持ったってえの？
これも、これ単独じゃ怪し過ぎるな。
やっぱ、
この宇宙の創成と同時に、
エネルギーの符号が真逆の別宇宙の創成が起こったとかそうでないと。
もちろんエネルギーの相和は０。
ダークマターとダークエネルギーもエネルギー的にプラスになるの？だとしたら総和が0ってことはないと思う 宇宙は最初からあった
エネルギーも最初からあった
エネルギーは無限に発散する性質がある
>>195
だからこの宇宙の創成と同時に生成された対や複数のエネルギーの符号が真逆の別宇宙が必要だって言ってるのさ。
>>196
最初からあったのなら、それはどういう状態どうして存在したのだ？
宇宙が存在する前からそういう状態があったのなら、
宇宙を包含する、宇宙の上位の世界があったってことになるな。
>>198
永久インフレーション・モデルはそういうイメージに近いよね
この宇宙の親宇宙とも言えるインフレーション空間がまずあって
その一部が相転移してこの宇宙が始まった
我々はインフレーションが止まってビッグバンに移行したと思っているが
インフレーションが止まったのは我々が「宇宙」と呼んでるこのごく狭い領域だけ
その周りではまだインフレーションは進行中だ >>191
偏った本（師匠？）しか読んでないみたいだけどグースは「インフレーション」の名づけ親ではあるが単独の提唱者としては一般に認められていない
>>194
現代においては
インフレーション（急膨張）＞相転移（加熱）
なんで古典的なビッグバンとはだいぶ様相が違う
いずれにしろ膨張を起こすきっかけ（のエネルギー源）については未解決 自分に安価うっちゃったorz
×>>191
○>>192 >>200
じゃ佐藤教授？
そう言ってるのは日本人だけなんじゃない？ …
自分の不明をあげつらわれたからって不自然な文脈でNip sageかよ難儀な人生だな
大方南部のこともNipじゃねえよpgrとか必死だったんだろうな >>203
オレに言ってんの？
特に他意は無いんだが、捻くれてるな >>200
何か勘違いしてない？
インフレーションはビッグバンが起きるまでの間の話だろ 未来に反物質エンジンが開発されたとしてその膨大なエネルギーをどう使うんだろ。やっぱお湯沸かすのかな まあ原子力もお湯沸かしてるしなw
そう考えると蒸気スゲーな １００原子程度でいいから、安定して保存した反物質を作れよ。
間違いなく反物質だと思われる反応じゃ困る、 もしも、たとえば陽子と違って反陽子が数億年程度の半減期を持っていたらどうなるか。
正物質よりも反物質の方が寿命が短ければ、長い年月の間に反物質は減るのでは？？ >>209
そもそも陽子に寿命があるのかどうか？わかってない。
物質と反物質における寿命の違いがあることはすでに確認されているよ。
稀で小さい差だったと思う。
>>199
それを認めると、
親宇宙の親、つまり親親宇宙、さらに親親親宇宙．．．
永久に続くなｗ
絶対当たってないとは言わんが。
>>137
君のレスのような正しい（か自分に判定できないが）情報と、>>128のようなイメージしやすい大雑把な情報の両方あるのが素人には理想的 >>152
このスレ見ろよ。こんだけの人が興味持ってる。予算がつけられるのはそういう事。 >>102
その三つ目の話は、素粒子が重力を持たない場合は検出不可能かもって危惧されてた奴？ >>214
俺も。
>>128で、はじめて「スピン」がどういうものか理解できたし、
>>137で、人間のイメージが正確でないことも理解できた。 >>217
磁気の発生に関して当初は電子が原子軌道上を回転するからという考えだった（軌道角運動量）
ところが電子の角運動量が相殺されて０のはずの原子でさえ磁気を持ってる
つじつま合わせに出てきたのが電子が自転してるからじゃねという考え方が出てきた（スピン角運動量）
そのイメージの範囲でなら>>126や>>128で問題ない
実際マクロ的には角運動量と同等の力を発揮して物体に回転力を与える（ようにみえる）
例えば鉄板に磁場をかけたり消したりすると鉄板が回転すること
ところが磁気は回転によって発生してるわけじゃないことが分かった
例えば磁場のなかに原子ビームを通すとS極に引き付けられるものとN極に引き付けられるものの2つに分かれる
もし回転によって発生してる物なら回転軸の方向は原子毎にランダムだろうから磁場内で四方八方に分散することになって矛盾する
この結果は例えば電荷を持った原子が電場の中で2つに分かれるのと同様の現象
だからスピンというのは電荷で言うプラスマイナスの磁気版と理解したほうがまだ納得しやすいかと >>218
原子レベルだと、N極、S極だけしかないように見える状態があって、
便宜的に「スピン」と名づけたという感じ？ >>219
横からすまんが
磁極はN、S両方ある
物理的に直接観測できるのは電荷と磁力であって角運動量はその二つから計算される二次的な物理量
また角運動量は反応前後で保存されるため(方程式であらわすことができる)有用なパラメーターということ >>220
原子の進行方向を観測して、
（回転軸が進行方向側？）
磁極が、NかSかが決定され、
NかSか分かれる要因を計算すると、角運動量が出てきて、
角運動量があるという現象を、スピンの向きで表現してるということ？ >>221
おちつけ
コイルに電気を流し電磁石を作るのと変わらん
あと磁石で片方の磁極のみが現れた観測的事例は一つもない
片方がNになれば反対がSが確定する
電荷を持っている粒子が磁力を持っている
これは角運動量があると考えることができる
そして角運動量は反応前後において保存される
これ以外の何物でもない >>222
原子レベルで、S極、N極両方があるということは、
下の話しだと、
>>218
>例えば磁場のなかに原子ビームを通すとS極に引き付けられるものとN極に引き付けられるものの2つに分かれる
原子の回転軸は進行方向と直角に交差してるってこと？ >>224
磁場のなかに原子ビームを通すとS極に引き付けられるものとN極に引き付けられるものの2つに分かれる
という事実があって、そのことから、
角運動量が+1/2と−1/2の二通りしか示さないということが計算され、
原子が回転してるというイメージから、スピンと表現されるが、
ほんとに回転してるわけではない、ということ？ 角運動量を使うのは、進路が曲線でも運動エネルギーを保存するため？
角運動量保存則を適用したいから？ 反物質がそこいらに散らばってたら怖いじゃねーか
しょっちゅう対消滅事故が起きて巻きぞえ食うじゃねーか
隠しておくに限るんだよ >>227
アンダーソンがどうやって陽電子見つけたか知らないの？
あと、癌検診で使うPETのPは陽電子のPだよ。
軌道を回ってる電子も軌道を回るほかにスピンしてるの？
>>229
１つの軌道に２つづつ電子が入るのは、スピンの向きが違うものなら
同じ軌道を共有できるから。つまり、スピンという物理量はあると考えられる。 >>1
どうせ１０＾ー１３０ぐらいのとこで差が出てくるやつやろ >>20
宇宙が一つだけある、という仮定だと、物質・反物質の対称性が問題になるのではないか。
宇宙が複数存在するなら、それぞれに揺らぎがあってもいい。
まず、宇宙が一つしかない事を証明してから考えるべき。 反物質ｗｗｗｗ
そんなもの初めからねえよ。
この宇宙を作った俺が言うんだから間違いない。 マイナスとマイナスでプラス
マイナスかプラスどちらかに傾くと、無限大になるんだったか
0→∞ 正物質同士、反物質同士が互いにそばに居ると
それぞれが単独で居るよりもエネルギー的に安定化する
などというような理屈があれば、
場所によって正物質だらけ、反物質だらけ、
そういうように棲み分けになっていてもおかしくない。 >>240
個人的には、重力の働きが物質と反物質の間では斥力として働くので、今の宇宙には反物質がないという形になっていると思う。 なんで素粒子の構成比の違いで斥力が生まれると思うのだろうか…
否定できる材料は無いけど… 結局 ダークマターも定かじゃないのに
自分の手の届く概念の中で、必死にあーでもないこーでもないと
頭でっかちやってるだけだから。
今のあれこれの理屈も、
100年後に全く違うコースを辿ってるような気がしてならないわ >>242
個人的な物理法則がある世界にすんでるのならそこから出てこない方がいい。 >>242
無知なお前の想像なんかどうでもいいんだよ。 >>65
0=1+(-1)
つまり0は何もないのではなくて、何かがぎっしり詰まっている >>242
反物質の重力作用を確かめる実験がCERNで予定されてる
これで反重力が検出されたら色々ひっくり返って面白いね
実際、物質ｰ反物質間に反重力が働くと考えればダークエネルギーなんて無理のある物がなくても宇宙の加速膨張を説明出来るし >>248
> 反物質の重力作用を確かめる実験がCERNで予定されてる
> これで反重力が検出されたら色々ひっくり返って面白いね
反重力なんてものは存在しない、質量には正符号しかないからね
つまり反粒子の質量の符号は粒子のそれと同じくプラスだというのはずっと以前から知られている
但し、標準模型では粒子と反粒子との質量は同じはずだが原子・分子のレベルまで完全に同じか否かは高い精度で調べられたことはないからそれを確認するというだけの話
こんな問題よりも、重力が強・弱・電磁と同じく基本相互作用であるという従来の素粒子論での主張こそが疑わしくなってきておりそちらのほうがずっと重要な問題だし物理的に根幹の問題だ
CERNのは調べられていないから精密測定するという口実で研究予算の確保を目的としているとしか見えない
そんな精密測定をいくらやっても測定精度に限界がある以上は「物質と反物質とで重力作用は同じである」という確かな結論は永久に得られないんだからね 重力は空間の歪みだろうし
空間は何でできてるか分からなさ過ぎるね
ここが何十次元になってたら解析不能だ >>11
食べた瞬間肉汁が爆発しなかったのかよ(´・ω・｀) >>248
そんなことがあったら
ある系内で対生成・対消滅が起きるたびに
その系によって形成されている重力場が不連続に変化するけどいいの？
大問題な気がするけど。 >>252
不連続じゃないよね？
プラスの場とマイナスの場が近づくと場もゼロに近づいて行くわけで
完全に一体化する＝対消滅すれば場もゼロになる >>249
電場と磁場はプラスマイナスあるよ。
あとヒッグス粒子はそれらゲージ粒子と同じ作用粒子ではないよ。
>>250
空間次元が何次元になっても計算は可能。古典的な幾何学でそれは
解明されているよ。
10次元空間と重力による空間歪曲の可能性はいま超ひも理論と、
派生仮説のひとつである素粒子脈動原理とかで仮説を組み立ててる
ところ。他にも仮説はいっぱいだけど。 >>256
逆にどこがどう不連続なのか教えて欲しい
むしろ物質も反物質もプラスの場だった場合の方が不連続なわけだけど
対生成された時点でいきなり重力場が出来上がらないといけない
もし場にプラスマイナスあれば、同じ場所にあれば場はプラスマイナスゼロになる 数学上正しい理論は宇宙のどこか、または
どこかの宇宙のどこかにて存在する >>258
それはギャグで言ってるのか？
君はたとえば光は重力を及ぼさないと思ってるのか？
基本的なところ、適当な本でも読んで勉強してくれ… >>262
なるほど
では光（光子）は重力場に影響を及ぼす、とういことか
どこかそれを解説しているサイトでも教えて頂ければ有り難い >>264
mp
1/2mv^2
質量mが0なら運動量も運動エネルギーも0だよ。
光は電磁気エネルギーなんだし、重力を発生させることは無い。
そもそも重力源があるから時空が歪むのではなく、時空が歪んでいるから重力があるかのように錯覚するだけ。
アインシュタインの説明の意味をしっかり読んで。 >>265
他のページも読んだらどうかね
>>264 のページの作者のプロフィール
前野昌弘（まえの・まさひろ）
琉球大学理学部物質地球科学科准教授
http://irobutsu.a.la9.jp/profile.html >>266
正確に理解できる者は世界に3人ぐらいしかいないだろうね
by アインシュタイン
w 質量があるだけで空間が歪むっていうのは段違いで高レベルの謎だよね 質点の概念だと、質量の集まりの周りの空間が歪んでる感じだけど
場の概念だと、エネルギーの集まり、空間の歪みそのものが質量なんだと解釈できる 光子のエネルギーが質量として測れることは不確定性原理の矛盾を示そうとして考えた
有名な光子箱の思考実験でアインシュタイン自身が言ってることだ
光子が入っている箱のシャッターが一瞬開いて中の光子が飛び出す
その前後の箱の質量を測ることで外に出た光子のエネルギーを知ることが出来る、と
光子箱の思考実験はボーアによって論破されたが(されてないという意見もあるが)
それはまた別の話 >>262
光が重力場に影響しても不連続にはならない。 >>271
光も重力源になるのは当たり前だ
反物質が反重力だったら
生成消滅が起きるたびに
不連続になるって言ってるんだよ
新しいことを言うときに既存の理論の
どこかを破るのもいいけどさ、自覚しておかないと。
そこをどう説明するかが重要になるからな
>>265
お前がちゃんと読めよ… 光が重力源になるという話は聞いたことがない
誰かの仮説か？ >>273
これ仮説だよね？
実験で確かめられたのだろうか >>273
エネルギー自体が空間を歪める要因になるのは
一般相対性理論で言われてること。 >>275
空間ではなく時空だよね。
時間という要素を強調してもらわないと誤解が生じる。
エネルギーが近辺の時間の進む早さに高低差を生じた結果が重力場である。
という説明なら分かりやすい。 空間のゆがみとは質量が元々邪魔者であることを意味している。
空間は平坦な均質空間へ戻ろうとしているが質量が其れを邪魔している。
このゆがみはビッグバンによってもたらされたと昔は教えられたが今では大分解釈が違うようだ。
質量自体が空間の相転移によって「ヒッグス」粒子が現れたがこれがお湯が水になるように「凍結されたエネルギー」つまり質量を得てしまったと言うことなのだろうか。
理解不能だな。 宇宙から意図的に反物質を別宇宙に抜いた存在が居るんですよ 電気屋は昔から電気を波動として扱い、波動として電波を送ったり受けたりの計算を繰り返してきた。
アインシュタインが頼ったのも、マックス・プランクが最初に黒体放射で元素特性を見極めたのも、全て
電気の技術があってこそ。ファインマンの経路積分の展開も、基本は波動方程式およびその周辺の計算
テクニックがあってこそ。
電気技術者は、中身で何が動いてるのかよりも、目の前の計算をこなして実用化していくだけだったけど、
それがいまは物理の基本原理になりつつある。
何が言いたいかというと電気主任技術者の免許とりましたホメテホメテｗ >>276
何わけ分からんこと言ってるんだこいつ。
光が重力場で曲がるってことはとっくに確かめられてる。
たとえば太陽の重力によってだ。
光が曲げられたとき、その反動を受けて太陽も動く。
これは運動量保存則が破れない限り必ず起こる。 オイラの妄想ではｗ
物質の宇宙が実数の世界でその裏側に反物質で出来た虚数の世界が
ビッグバンを起点に対象に広がっている、だから我々と同じ進化の道を
たどる宇宙、生命があっちの世界にあるんだよ。 >>282
お前の話の方がよっぽどわけわからんわ。
特に後半は何の話？(笑)
光が重力の影響を受けるという初歩的な話じゃなくて、光が重力を生むなどと言い出す奴がいたから、そいつにレスしてんだよ俺は。 satch.tv/starts/?mref=445
ＣＳチューナーだよ！ >>284
ついでに言うと
光が恒星の重力を受けるということは、恒星も光の重力を受けるということ
作用反作用の法則 ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
