【物理学】「ダークマター」検出へ、欧州の原子核研究機関（CERN）が新たな実験計画［03/06］
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【3月6日 AFP】
欧州合同原子核研究機関（CERN）は5日、暗黒物質（ダークマター）に関連する素粒子を探すための新たな実験を計画中であることを明らかにした。ダークマターは宇宙の約27％を構成すると考えられている。
フランスとスイスの国境にまたがる、全長27キロのトンネル内に設置された巨大実験施設「大型ハドロン衝突型加速器（LHC）」を運用するCERNによると、新たな実験は「弱く相互作用する軽い粒子を探すように設計」されているという。
科学者らによると、恒星、星間ガスや塵（ちり）、惑星とその上にあるすべてのものを含む、いわゆる通常物質は宇宙全体の5％にすぎないという。宇宙の残りの95％を占めるのはダークマターとダークエネルギーだが、科学者らはまだどちらも直接観測するには至っていない。望遠鏡では観測できない謎の物質ダークマターは、宇宙の他の天体に及ぼす重力を通じて検知される。
実験についてCERNは声明を発表し、「実験でターゲットにされる粒子の一部はダークマターに関連している」と言及している。
LHCは2010年、高エネルギー陽子同士を光速に近い速度で衝突させる実験を開始した。この衝突では新たな素粒子が生成され、物理学者らに自然の法則に関する新たな観察機会を提供し、宇宙の理解を深めることにもつながると期待がかかる。
だが、LHCに設置されている4台の主検出器は、ダークマターに関連付けられている「弱く相互作用する軽粒子」の証拠をつかむのには適していない。
この問題についてCERNは、「これらの粒子は他の物質と相互作用せずに数百メートル進んだ後、電子や陽電子などの既知の検出可能な粒子に姿を変える可能性がある。このエキゾチック粒子は現在のビームラインに沿った既存の検出器では捕捉されず、検出されないままになると考えられる」と説明している。
これに対処するため、「FASER」と呼ばれる最新機器が新たに開発された。FASERは非常に高感度の検出を実行できるため、今回のような実験でも粒子も見つけ出すことが可能となる。
「粒子ビーム内の陽子はLHCの周囲にある磁石で曲げられるが、軽くて非常に弱い相互作用をする粒子は直線に沿って進み続ける。FASERはこれらの粒子の『崩壊生成物』を検出できる」と、CERNは説明した。
今回の実験の目的は、いわゆる暗黒光子（ダークフォトン）やニュートラリーノなどの仮説上の粒子を探すことだ。これらの粒子もまた、ダークマターに関連するとされる。実験は2021年から2023年までの間に始まる見込みとなっている。
LHCは2012年、｢神の粒子｣とも呼ばれるヒッグス粒子（Higgs Boson）の存在を証明するために使われた。これにより科学者らは、素粒子が質量を獲得する仕組みに関する理解に大きな前進が得られた。(c)AFP
https://afpbb.ismcdn.jp/mwimgs/3/4/320x280/img_34f8fc082ab35ac81805d7a67bdc7431287115.jpg
https://www.afpbb.com/articles/-/3214434 ダークエネルギーはこの宇宙の光速を秒速30万㎞に定めている存在だろう。
考えてみれば光速が30万㎞でなければならない理由はないわけで、
物質に質量を与えているものが空間を満たしているヒッグス粒子であるのと同様に、
光速を30万㎞に抑えているものは同じく空間を満たしているダークエネルギーであろうと考えるのは自然なことだ。 >>2訂正
自然なことだ→如何にもありそうなことだ ひも理論ではダークマターってどういう扱い？
あんまり同時に語られることが無い気がする。 ダークマター、
真っ黒クロスケは妖怪だから
見つけるのは難儀。 >>5
その理論に出てくる超対称性粒子がダークマター候補らしいよ
よく分からないけど >>2
おいおい、妄想はいい加減にしな！
地球大気中と宇宙空間での光速はほとんど同じだ。
地球大気中にもダークエネルギーが充満してるというのかい？ >>8
地球大気中にもダークエネルギーは充満してるだろ ダークマター → 実はありませんでした
宇宙の加速度的な膨張 → 間違ってました
いずれそうなるよね いずれダークマターにも量子もつれような性質があることがわかって
ワープ航法に道が開けるんだよ。
今は知的生命体はダークマターで地球に呼び掛けてるから地球人が気づけないのは当然だよね E=mc^2て、ダークマターとダークエネルギーの間にも成り立つのか。
逆にc=(E/m)^1/2だからエネルギーとマターの比率は一定なのか >>9
アホかいな。
何を根拠にほざいてるんでしょうか？
地球及び地球大気圏内でダークエネルギーを仮定しないと
説明できないような現象があるというんならあげてみなさいな。 未だにダークマターって固有名詞を付けられる物質があると勘違いしてる人多そう >>17
>>15の人とかたぶんダークマターを暗黒星雲とごっちゃにしてると思う >>10
”ありませんでした”、”間違ってました”が証明されるんならそれはそれでいい事だよ
実験を踏まえた上で次の段階に進めるからな
一番駄目なのは仮説だけ増えて何が正しいか間違っているかがよく分かっていない今のような状況
次に進んだとしても､進んだ先が間違いだらけでは何にもならない とうとうやったね
検出されなかったときはあとはわかるね？ >>15
地球大気中にダークエネルギーが存在しないことを証明できれば
ダークエネルギー候補は絞りこまれて解明したも同然になるが
実際はそんな簡単じゃない そもそも既知の物理法則で観測できないから「ダーク」なわけで そろそろ詐欺の領域かもね。
金をかけないで計算で予測するくらいならいいけど。
「確認するのに、何十億、何百億のお金がかかります。みつかるかどうかは
わかりません」
という時点で要注意。 >>22
なんか言い方だと思うんだけど
こーなってる あーなってるって
断言してる言い方がね
こーなってる可能性もありうるって謙虚さがほしいね >>29
科学ってそもそも全ての話に反証可能性があるって前提じゃなかったっけ？ 素人の素朴な疑問ですが、これが見つかると何かかわるのですか！？ >>32
科学者にとっては名誉
所属してる国の名誉でもあるし ダークマター検出って具体的にどうすんだろうな
そもそも物質と相互作用しないんでしょ
相互作用しないものを検出って意味不明なんだが
それともでっかい入れ物用意したら極稀に相互作用するので
それを検出するってやり方なのか？
ニュートリノ検出した時の方法みたいに？ 「弱く相互作用する軽い粒子」ってよく分かんない言い方だな
「弱い相互作用をするレプトン」って言いたいのか？
こういうミスリーディングな記事しかかけない記者はクビにしろよ 銀河系レベルの広さのダークマターが集まらないと普通の観測にはかからないってこと？？ 重力波のように超微細な影響を観測できるのと
＞通常物質は宇宙全体の5％にすぎないという。宇宙の残りの95％を占めるのはダークマターとダークエネルギー
こういうガバガバな感じなのが天文学では両立しているのが素人から見ると訳が分からんわ ヒッグス以降何も出てこないので
かなり困ってるらしいことは聞いた >>40
で、拡散をドライブする力は何？
水面に大量の粉末を撒くと拡散するけど机の上に撒いても拡散しない
それには水面では水分子の衝突によって拡散をドライブする力が粉末に与えられるから >>38
いや Weakly Interacting Massive Particle (WIMP)って用語があるのよ エントロピー増大則なんてかなり強い仮定（人間の時間スケールではほぼ成立するとみなせる）を置かないと導かれないような程度のもんを殊更にありがたがって形而上学とか人文学に転用したがるのは理解に苦しむね
だいたい重力が存在しないとするなら我々が地球に押し付けられていることや天体の運動にどのような説明を与えられるというのか >>44
普通massiveを軽いとは訳さないと思うけど、wimpのなかで比較的軽いものってことなのかな 重力もまだ全然わかってないのに
ダークマーターなんて分かるはずなし >>43
表面張力が、エントロピック重力理論の重力相当。
エントロピー的な力 - Wikipedia
エントロピー的な力とは、主として熱力学的なエントロピーの増大による力や相互作用の総称である。
電磁気力のような単一の分子の間に働く力ではなく、多数の分子における統計的性質として説明される巨視的な力である。
https://mizuiku.suntory.jp/kids/research/img/j1_2/sp_title.png
https://mizuiku.suntory.jp/kids/research/j1_2_1.html ヤモリ、足裏の吸着と解除のしくみ解明
2014.08.13
ヤモリが持つ最高性能の吸着性はあまりにも見事なので、科学者たちはこれを模倣してテープや接着剤など人間が使う用途へ実用化しようと、10年以上熱心に研究を続けてきた。
今回新たに発表された研究で、ヤモリがくっついたり離れたりできる複雑な仕組みの一部が解明された。
他の生物では分泌液やツメなどの方式で表面に接着するが、ヤモリは“乾燥接着（dry adhesion）”という複雑なシステムを使っている。
これは、ファンデルワールス力として知られる現象によるものだ。
ある原子中の電子が磁場を生み出し、この刺激によって隣接する原子中の電子が引き付けられるとき、この力が発生する。
「ファンデルワールス力は、原子間に働く力で最も弱い種類のものだ」と話すのは、
研究の共著者でオレゴン州立大学の機械工学教授P・アレックス・グレイニー（P. Alex Greany）氏だ。
「ヤモリがこの本当に弱い力を利用できるというのは驚くべきことだ」。
ヘラ状構造によって接着面積を最大化し、体重の負荷を分散させ、自身と接着面との間に働く引力を指数関数的に増加させることができるのだとグレイニー氏は説明する。
今回の研究は8月12日、「Journal of Applied Physics」誌で公表された。
https://natgeo.nikkeibp.co.jp/nng/article/news/14/9585/ >>1
科学者が、結婚・離婚する理由が、１００％予測してわかるようになれば
とりあえず、科学の時代は、終わりだと思っとるよ。
あとは、集合体とか
永遠に素粒子やダークマター等の、目に見えない物質を、ひたすら追いかける日々が続くと思っとる
いまが、その境界線
がんばれよぉ～応援しとるよ・・・(・ω・) >>49
それだけ言われても何も分からねえよ
よくそんな説明で分かってもらえると思ったな
表面張力だって言うなら「何と何の界面」で「どの相互作用」の大きさの違いで生じるのかくらい言えよ
例えば水の表面張力なら水と空気の界面で分子間力、つまり電磁相互作用の大きさの違いで生じる訳だが >>47
ここでいうmassiveは単に「質量を持ってる」って意味しかないかと
実際想定質量は10GeV～TeVオーダーで充分「重い」けどね
記事原文の英語がわからないと、誤訳なのかやっぱりわからないか。ごめん、 >>52
F=maを仮定するより、こっちを受け入れるほうが困難だということはあるが。
エントロピック重力理論
最近、オランダのエリック・フェアリンデさんが提案したエントロピック重力理論が世間で注目を集めている。
通常、重力は電磁気力や弱い力、強い力と同様に、もっとも基本的な相互作用の１つと考えられてきた。
しかしフェアリンデさんの理論では、重力はそのような力ではないと考える。
フェアリンデさんは重力もエントロピー力だと主張をしているのだ。
ここで話の面白さを明確にするため、距離に関してどのような強さの重力Fがかかっているかを、知らないとしよう。
フェアリンデさんは彼なりのホログラフィ―原理を仮定する。
質量Mの物体は、半径ｒの球の体積中に広がっており、エネルギーを持っている。
一方同じ状況で、半径rの地点の静止する小物体にとっては、このエネルギーが球面上に存在する温度Tの量子重力のミクロな自由度がもつ通常の熱エネルギーに見えるとするのだ。
３次元の体積エネルギーを、２次元の熱的な表面エネルギーと見るため、「ホログラフィ的」と言える考え方だ。
これは大変興味深いことで、質量mを（５）式の両辺にかけて、引力であることを仮定すれば、（６）式のように逆２乗則に従う普通の重力Fが再現されるのだ。
つまり従来のニュートンの重力の法則が、ホログラフィックな考え方から発見論的に導出することができたのである。
このFは温度Tの熱浴が生み出したエントロピー力であり、それが結果として重力とみなせるとするのが、フェアリンデさんの基本的なアイデアである。
上の結果は非相対論的な場合だが、彼の論文ではアインシュタイン方程式もこのような考え方から導けると主張もしている。
ともかくホログラフィー原理に基づいたある１つの理論が初めて観測と比べられた事実は、大変評価されるべきことだ。
今後も、量子エンタングルメントなどの量子情報的視点は「重力とは何か？」という問いに対して深い知見を我々に与えてくれることであろう。
https://cdn-ak.f.st-hatena.com/images/fotolife/M/MHotta/20161225/20161225081520.jpg
http://mhotta.hatenablog.com/entry/2016/12/25/092822 >>41 >>42
物理学はまだまだやね。超対称性理論がコケたら、路頭に迷うな
４つの力の統一もできてないし。 >>55
是非はともかく何が言いたいかやっと分かった
最初からそのリンク貼れば話が早かったのに そもそものホログラフィック原理が証明されてないのが弱点。
あらゆる場面で成り立つならば、当然の帰結としてエントロピック重力理論みたいなものが出てくるはず。成り立つ前提での先行研究か。
AdS/CFT対応 - Wikipedia
理論物理学では、AdS/CFT対応は、マルダセーナ双対あるいはゲージ／重力双対とも呼ばれ、2つの物理理論の種類の間の関係を予言するものである。
対応の片側は、共形場理論 (CFT) で、場の量子論で基本粒子を記述するヤン＝ミルズ理論の類似物を意味し、
対応する反対側は、反ド・ジッター空間(AdS)で、量子重力の理論で使われる空間である。
注目を浴びている量子重力のアイデアのホログラフィック原理を最もうまく実現している。
ホログラフィック原理は、もともとジェラルド・トフーフトが提唱し、レオナルド・サスキンドにより改善されている。
対応の例
マルダセーナの1997年の見方に従い、理論家たちは多くのAdS/CFT対応の実例を発見して来た。
これらの実例は、様々な共形場理論を様々な次元の弦理論やM-理論のコンパクト化した理論と関連付けている。
ADS/CFT対応で関連づけられた理論は、一般的には、現実の世界を表すモデルではない。
最も有名なAdS/CFT対応の例は、積空間AdS5×S^5の上のタイプIIB弦理論が、4次元境界を持つN=4超対称ヤン・ミルズ理論に等価であるという例である。
少なくともマクロスコピックには、現実の世界の時空は 4次元であるので、このAdS/CFT対応のバージョンは重力の現実的なモデルを提供はしない。
同様に、双対理論は超対称性が数多くあることを前提にしているので、なんら現実世界の系を表すモデルではない。
しかし、以下に説明するように、この境界理論は、量子色力学、つまり強い力と共通な様相を示している。
この理論は、フェルミオンを持つ量子色力学のグルーオンに似た粒子を記述している。
結果として、原子核物理学、特にクォークグルーオンプラズマの研究に応用が見出されている。
さらにもう一つのAdS/CFT対応の実例として、AdS4×S^7上のM-理論と、3次元のABJM超共形場理論が等価であるという例がある。
そこでは、重力理論は4つの非コンパクトな次元を持ち、従って、このAdS/CFT対応のバージョンは重力のより現実的な記述をもたらしている。 >>2
19世紀に提唱されたエーテルみたいなもんか。
でもそれだと光の速度がどの加速度系から測っても変わらない理由がわからないな。 >>45
第二種永久機関があると言い出す奴の方がおめでたい。 光速度不変って真空前提みたいだけど真に真空って実在するのか？
そもそも実世界においては光速度は不変じゃないに100円賭けるわ >>61
そもそも光速が測定値ではなく理論的に導かれるものだと理解してるか？
なぜ光速が理論的に導けるか分かるか？ >>61
「真の真空」の定義次第
普通に言われる真空は、地表の大気に比べて大きく分子密度が小さい状態で、
工学的に最良の「真空ポンプ」を使っても、地球大気圏外のレベルにするのは困難
地球大気圏外でも、太陽圏内なら太陽圏外より分子密度が濃い
同様に銀河圏内と銀河圏外で差がある
宇宙の大規模構造の泡の内側なら、ほぼ真の真空に近いと思われるが、
今の技術レベルでは詳細の計測は不可能
１立方パーセクの中に１個陽子ぐらいはあるかもしれない
また、そこでも、バリオン（通常の物質）はなくても、
ダークマターや、ダークエネルギーは充満してるかも知れない
それを真空というかは、真空の定義による 光速度不変ってさ
光の速度が一定×
移動する光源から発した光は一定○
という意味だよね
俺も今知ったけどネットde理論物理ってほんとクソだと思うわ 真空（あらゆる干渉が０）状態において
光速は光源の速度に依らない
の方が誤解少ないかな
んでどの慣性系から見てもそれは変わらない
光の速度が約時速３０万キロで一定だとは一言も言っていないんだよね
んでこれはものすごく当たり前の事を言っている
真空を定義しているのは局所的空間の差異で光速度が可変する可能性をここでは潰してるだけ
ネットで光速度不変は嘘とか立証されてないとか勝手に勘違いされて色々書かれてるアインシュタイン
あわれｗ そもそも宇宙観測技術なんてたかが知れてるのに
素粒子に解決を求めるのは無謀じゃないのかね >>68
時間と金が掛かるが、今の技術レベルでも
大型の宇宙望遠鏡を火星軌道に複数配置すれば、
今より１桁くらい精度の良い観測はできる そもそもダークマター仮設が必要になってきたのって観測精度の問題じゃないよね >>32
ダークマターがあったことがわかり、ダークマターがなんだったのかの解明につながる
だが、オレは無い方に賭ける >>71
そしたらおまえのおんながダーク股だった。
またー。 重力子にのみ相互作用する素粒子
見つかったとしてもなにか使いみちあるかなあ 反重力作用があれば使えそうだけどなあ
そっちはダークエネルギーの方か 反物質は作れるらしいけど目ン玉飛び出るほど高いしすぐ消えちゃうんだってね ヒッグスの次がこの投資で駄目な場合は、３兆円かけて２０４０年までに次世代機を建設する
それでも駄目だった場合は、そろそろ打ち止めかと思う ダークエネルギーにダークマター厨2心がくすぶるスレ >>8
説ではそういう考え方だよ
光はダークエネルギーの影響を
あまり受けないから速度が30万㎞だせる
他の実質はダークエネルギーをうけるから
光と同じように速度が出せないってね 宇宙の外側は光がなければダークマターなんだと思う
宇宙の構造は泡構造、泡の状態の所は銀河、惑星が特に少なくダークマター
とされている所から >>37
ごく稀に相互作用するのって別の物質って事はないのかな？ ダークマターが見えないのは
宇宙全体が二次元化してるから 地球平面説を唱えているカルト集団が笑われている中
理論物理学者は宇宙平面説を唱えているのって最高にロック >>28
金あまってんだろ
スイスやフランスつうか欧州か
ドイツ銀行が不良債権集めてやったわけで
まあドイツ銀行は中国のが一番でかいが 核融合に金かけとけや
その前にAIでタンパク質合成か 楕円銀河も土星の輪も
" 平 面 "
あとはわかるね、我々の本質は2次元であり投影されたシミュレーションの中に存在する ３兆円の奴が完成するのは２０４０年
それまでに何としても超対称粒子を１個は見つけてもらいたい 真空から突然沸いてくる粒子はダークマターの作用の結果じゃないの？ 重力波が実は何かと相互作用しててねじ曲がった結果とか… ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
