【物理学】ヒッグス粒子の崩壊、LHC実験で初観測 発見から6年[08/29]
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【8月29日 AFP】
物理学者チームは28日、物質に質量を与えるとされる素粒子「ヒッグス粒子(Higgs boson)」が、「ボトムクォーク」と呼ばれる素粒子へと崩壊する現象の観測に初めて成功したと発表した。ヒッグス粒子の存在を突き止めてから6年、ようやくその努力が報われた形だ。
欧州合同原子核研究機構(CERN)の発表によると、理論的に予測されていたこの崩壊は、スイスにある世界最大の粒子加速器「大型ハドロン衝突型加速器(LHC)」で観測されたという。LHCはノーベル賞受賞につながった2012年のヒッグス粒子発見で知られる。
CERNのATLAS国際共同研究チームは、今回LHCで実証された「観測が非常に困難な相互作用」について、「LHCの初期の準備段階では、このような観測を成し遂げることは難しいだろうとの考えがあった」と述べている。
ヒッグス粒子自体が見つけるのが難しい上、他の粒子もボトムクォークに崩壊するため、これまでその崩壊がヒッグス粒子のものであることを明確に突き止めることは困難だった。
長年待ち望まれていた今回の観測結果は、物理学の「標準模型(Standard Model)」理論のさらなる裏付けとなると、研究者らは指摘する。標準模型は、宇宙を構成する基本粒子とそれらを支配する力に関する主流の理論となっている。
1970年代初めに確立された標準模型の下では、クォークとレプトンが物質の最も基本的な構成単位とされている。
ボトムクォークは6種類存在するクォークのうちで最も重いもののうちの一つだ。標準模型では、ヒッグス粒子の崩壊は約60%の確率でボトムクォーク対を生成すると予測されていた。
ATLASチームは今回の研究について、このボトムクォーク対を見つけることは「チームがこまれでに実行した中で最も骨の折れる分析作業の一つ」だったと述べている。
■新しい物理学?
ヒッグスやその他の素粒子の性質と仕組みを調べている科学者らは、標準模型の予測から外れる現象が起きないかと常に目を光らせている。
その理由は、標準模型がダークマターやダークエネルギーを説明できないことと、重力の理論と整合性がないとみられるからだ。
これらを説明するには、何らかの別の「新しい物理学」のモデルが必要になる。
標準模型の代替理論として提唱されているものとしては、余剰次元の存在を前提とする理論や、標準模型で知られているすべての粒子に同質量の「きょうだい」が存在すると仮定する「超対称性」などがある。
だが、どちらの理論も、裏付けとなる証拠はまだ見つかっていない。
ATLASチームとともにLHCの実験プロジェクトに取り組んでいるCMSチームは、最新の観測結果もまた標準模型と「一致する」としている。だが、「新しい物理学が寄与する余地がまだ残されている」という。
「標準模型を超える物理学の存在が、ヒッグス粒子によって明らかになるかどうかを確かめるわれわれの研究をめぐっては、今後数年以内にさらに多くのデータが収集され、実験精度が向上するに違いない」とCMSは指摘している。(c)AFP
http://afpbb.ismcdn.jp/mwimgs/f/4/320x280/img_f409483a27971a1058808286555aaf25288922.jpg
AFP
http://www.afpbb.com/articles/-/3187660 >>66
インフレーションという爆発的な空間と物質の拡大の最中、
宇宙がインフレーションが停止しない領域と停止して通常
空間になる領域が出てくる。
最初の物質発生は、物質と反物質が同数になるはずなのに、
いま我々がいるのは物質宇宙。宇宙ごとに物質、反物質の
分布がことなることを決めた原因を、複数の通常空間宇宙
がある前提で物質が多い領域と反物質が多い領域でそれぞれ
違う通常空間として成立したとする仮説が存在しているよ。 >>68
いまこの宇宙がこうなためにこうであるはずという宇宙生成のシナリオは膨大な数の仮説が提唱されている。
現状、宇宙の外側に対する手がかりがないから、宇宙の生成のときにどうなってこの物質宇宙ができたかは
究極はわからない。なので、仮説を立ててそのシナリオに沿って計算し、いまの宇宙の観測事実と照らし合わ
せるというのがいまの宇宙生成の仮説の進み方になっているよ。
ただし、永久インフレーション仮説は、人間が存在することは前提としていない。
人間原理と他の仮説のアプローチの違いや、人間原理が一部宇宙論の中で有用になってる面など、人間原理
の現在についてはこっちの本に詳しいから興味もったら読んでみるといいと思う。
http://amzn.asia/d/4dgV8XE 今のところ、物質と反物質にはわずかの違いも見出されてないんだろ?
じゃあなんで物質だけ残ったのか説明にならんではないの?
南部陽一郎の理論は違いがあるから成り立つんではないの? 間違えた!南部陽一郎じゃなくて小林・益川理論だった >>70
絶対に外側が見れないなら結局負の数や虚数みたいなもんなんじゃないの? >>72
小林・益川仮説だけでは現在の宇宙のありようを
説明できないということが言われてるよ。
そのため、
・ニュートリノのcp対称性の破れ
・ヒッグス粒子に、粒子・反粒子での異なる作用がある
・インフレーションの経緯で微妙に物質・反物質の分布が変わった
などの仮説が言われている。 >>73
負の数、虚数は数学で有用性が確かめられている。
計算過程でしか利用されないものと思われがちだけど、
幾何学では負の数も複素数も利用されている。そのため
空間座標を扱う物理計算にはいずれも必須。
特に複素数は進角計算の技法が多彩なので、波を使う
計算にはありとあらゆる分野で使われている。波形の
方程式は産業、特に電気関連で発達したけど、後にその
計算技法はそのまま量子力学にも組み込まれ、先端の
科学でも必須とされているよ。
その複素数計算がよく使われてきた電気の世界では、
当時も今も一単位を直接観測することのできない数式上
の仮説が元になっている。それがなきゃテレビもラジオも
スマホも発電機も自動車もできなかった。
宇宙の話も仮説と裏付けとしての計算は平行で行われてる。
そのうちいくばくかでも証明をするべく、これが観測され
ればあれはほぼ正解、という実験の仮定も同時に行われ、
新しい観測装置や実験装置が完成する前後でその候補が
挙がっている。
最近だと、去年、ホーキングが亡くなる前に書かれた論文で、
何が観測されれば別宇宙の枝分かれの可能性もわかるインフレーション
の詳細もわかるという検証方法が説明され、一時期一般ニュースでも
話題になっていたよ。 そういえばCERNで反水素の重力相互作用の実験ってまだだっけ CPT対称性の破れって用語の意味がよくわかりません。
CPTは不変なんでしょ?
CP対称性は破れているんでしょ?だからT対称性も破れているんでしょ?
・・・CPT対称性の破れっていったい何のことを言ってるの? これは、国際共同研究グループが2017年1月に達成した当時の最高精度(1,000万分の8、
0.8ppm、95%の信頼水準)注1)をさらに350倍上回り、現時点での世界最高記録です。
また、国際共同研究グループが2014年に発表した陽子の磁気モーメントの値注2)と不確か
さの範囲内で一致し、今回到達した精度では物質−反物質の対称性が保たれて
いることを明らかにしました。
↑
こんなこと書いてあったから、CPTは不変なんでしょ?
CPT対称性の破れlって用語の意味を的確に教えてください。よろしくお願いします。 CPT対称性の破れは理論上の計算からは予測されているけど、
現実には、CPT対称性の観測はまだはっきりとは行われていない。
いろんな実験があったけど、どれも対称性が破れたというところまで
観測できていない。今後に期待、というのがいまの状況。
可能性としては、CP対称性の破れの過程として、中性K中間子の
観測ではっきりしたという経緯があるので、CPT対称性の破れにも、
明確になる実験条件があるのではないかと推測されている。 でもCPT は不変なんでしょ?
なんか意味がわかりません。
簡単に教えてください。 CPT対照性は破れると理論上では言われてるが技術的に検証ができてない状態
といえばわかるかな CPT対称性の破れとはつまり、CPT 不変ではない、ローレンツ変換不成立ということなんですね。でもいまのところ物証は何もないと。 いや特殊相対性理論は本質的に非対称なはず
エネルギーが増大するのだから増大する方向に力場も非対称に増大する
妄想だけど この宇宙には物質しかないからCPT対称性がどこかで破れているというけど
物質、反物質での比較では今のところ違いは見つからないんでしょ?
どこかに理論が間違えているってことはないの? 間違いはあるものとして考えられているよ。
だからいろんな記事で、きっとヒッグス粒子の崩壊を追っていくと、
理論予測とは違う値が出るだろうと書いてある。 ラックを上げて物質で殴るを極めたのが今の宇宙かよ
シミュレーション仮説じゃなくてRPGだな >>81
どこからCPT非対称が出てきたのかスレを読み直しても分からんかったが
CPT対称性は物理学的哲学であって非対称性があるとあらゆる理論が崩壊してしまい収拾がつかなくなる
物質偏在はCP非対称性で十分だしそういう破局的な仮定は無駄 え?CP対称性の破れなら中性K中間子の崩壊でとっくの昔に見つかっているんでしょ?
じゃ物質だけ残ったのは無問題じゃないの?
なんでCPT対称性の破れをニュートリノとかで探しているの? CP対称性だけじゃ足りないから。
あと、CPT対称性が破れる理論予測もあるから、それがなぜ計測できないかを確かめる意味もある。 >>89
哲学じゃなくてスピン統計定理という量子力学の基本定理だよ。
数式的な枠組みでは定理、物理的な検証性を考えると仮説とも
言えるけど、この定理に沿った前提でいまの量子実験・観測が
行われている。この定理でCPT対称性が導かれるわけだけど、
別の仮説ではCPT対称性は破れているということになっている。
だから実験・観測を繰り返しているんだけど、まだ破れが見つ
かっていない状況だよ。
あなたの「物理学的哲学」って誰が提唱してる学問分野なの? 何がCPTだよ重力と同じで見せかけなのを無理矢理呼んでるだけ存在しないもの
弱荷粒子なんてのは全部破れるものだからなメチャクチャ なんだ哲学なんていうやつはやはり気違いだったか・・気違いはしれっと書き込まないでね! そんな深く考えなくたって“観測”が対称性を破るに決まってんじゃん
それ以外に理由があるわけない >>93
それは事を逆に見てる
古典力学の時点ですでにCPT対称性を仮定しているわけで
上で書かれている通りCPT対称性の破れはローレンツ不変も破るので現代物理の屋台骨をぶち折ることになる
実際実験的に探してる連中はいるらしいが保存でなく本気で「破れ」を検証しようとしてるならこの前
「ニュートリノは超光速粒子!保守的なバカには理解できなくても実験で検証された厳然たる事実」とかドヤ顔で語った低脳と同じ阿呆
もちろん究極的には破れが確認される可能性はあるが相対論的重力でさえ暗礁に乗り上げているような現状では海岸で砂金探ししているようなレベルだ まあCP対称性だって昔は破れてないと思われていたわけで・・・
中世K中間子崩壊で0.2%だっけ?
ニュートリノのCPT対称性が100億分の1くらい破れていても別に驚かないねw 天才でも凡人でもミミズでも目の前のことは同じだろうに。
錯誤でキチガイになったか ヒッグス粒子は質量の起源とかなんとからしいですけど、証明されているのでしょうか? >>104
仮説だからいま山ほど検証の可能性を探ってる状態 ヒッグス粒子はヒッグス場として充満しているのですか?だとすると凄く真空は重いことになるんですか? >>106
つぶつぶがあるのではなく、場という海みたいな仮想の空間があって、エネルギーを加えるとそこに波が発生する
発生した波を粒子と読んでる 空間が多数のヒッグス粒子で満たされてるわけではない
あるいは多数のヒッグス粒子を表す波がヒッグス場に生じているわけではない つまり、ここに居る人もなんだかよくわからないわけですね? ◆ヒッグス粒子と、ボトムクォークの結合、トップクォークの結合、タウ粒子の結合の3つが確定し、物質を構成する
粒子の質量の起源が「ヒッグス粒子」であることが解明され、素粒子研究のマイルストーンと言える結果です
◆素粒子研究の大きな謎の一つである「世代の起源」が、ヒッグス粒子との結合の強さの違いで生じていることの
示唆が得られました
https://www.kek.jp/ja/newsroom/2018/08/28/1800/ 質量の起源をヒッグス粒子のせいにして責任を転嫁しただけだろう。
それじゃあヒッグス粒子の質量はどうなるのだろうとか、
ヒッグス粒子はなぜ存在しなければならないのだろうかとか、
そういう問いはどうなるのかな。
なぜ空間は存在するのかとか、なぜ時間はあるのかとか、
光子がなければ電荷や磁場や磁界もなかったのだろうかとか、
いろいろ考えてみても、それらは虚しく響くような気がする。 どうして、そういう結合の違いが出来ているのかを説明しちくり 無理くそで、そういうエネルギーの粒子があることにしているだけじゃねーの? 空間を通して素粒子と素粒子が作用・反作用するエネルギーの原因を「場」としている。
その「場」には、対応する粒子の観測が可能とされる。粒子自体が実体ではなく、場として
作用する場合もあれば、粒子として観測される場合もあるということ。
粒子として観測される場合は、エネルギー量や質量などのパラメータが存在する。そのため、
既存で観測されている粒子との比較検討が行いやすい。
観測の都合ということもあれば、理論上、既知の粒子の仕組とも比較できるということで、
場と粒子の一対一対応が仮説で提唱され、観測が待ち望まれてきたというのがある。
量子論(仮説)がない時代から、人が自然現象を理解するために役立った手順として、既知の
ものと同じ土俵に並べるという手順がある。これもそれと同じと考えてもいいし、粒子という形が
とりあえずの自然の根源のありようの一つという可能性を考えてもいいと思う。 CPTは科学者の言い訳
たまたまそういう事象が出ただけでこじつけてるんだよね ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています