理系にゅーす

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加速器

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1: 2018/08/08(水) 15:45:26.84 ID:CAP_USER
宇宙の謎にまた一歩近づけそうです。

スイスの欧州原子核研究機構(CERN)にある大型ハドロン衝突型加速器(LHC)ではじめて、電子が残っている状態の原子核、「原子」を加速させることに成功しました! この研究で、より幅広い実験が可能になり、ダークマターに関する研究など、さまざまな分野への応用が期待されています。

■LHC(大型ハドロン衝突型加速器)を改造

LHCは、通常地球上では不可能なほどの高エネルギーを素粒子に与えるが可能な実験施設で、宇宙の謎を解き明かすために作られました。ヒッグス粒子とみられる新しい粒子を発見するなど、新聞やテレビのニュースでも取り上げられたことがあることから、少なくともLHCの名前を聞いたことがあるという読者は多いと思います。今年亡くなられた理論物理学者スティーブン・ホーキング氏が、ヒッグス粒子の発見により最終的に「宇宙が崩壊する」と警告したことで、知った方もいるかもしれません。

LHCで加速させる対象として、中性の鉛原子や水素ガスがよく使用されます。しかし、これらの原子は加速器の中に入る前にある金属箔を通過するときに、電子を失ってしまいます。そこで、LHCのエンジニア、Schaumann氏率いるチームは、金属箔の幅を調節することで、従来の方法では失われていた電子が1つ残るようにしました。 そうして、原子の状態を維持したままの鉛原子を、LHCで加速させることに成功しました。

Schaumann氏はプレスリリースで、「私たちはCERNの研究プログラムとインフラストラクチャを拡大するための新しいアイデアを探しています。まず、何が可能なのか研究することが、最初の一歩です。」と述べています。

続きはソースで 

https://assets.media-platform.com/gizmodo/dist/images/2018/08/06/20180806_lhc_atom-w960.jpg
https://www.gizmodo.jp/2018/08/cern-accelerated-atoms-in-the-lhc.html
ダウンロード (3)


引用元: 【物理学】CERNの大型ハドロン衝突型加速器がはじめて、「原子」を加速させることに成功![08/08]

CERNの大型ハドロン衝突型加速器がはじめて、「原子」を加速させることに成功!の続きを読む

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1: 2018/06/25(月) 11:41:30.34 ID:CAP_USER
 ILCではヒッグス粒子を大量に作り性質を詳しく調べるが、標準理論に基づく素粒子物理学がこの先、どういう方向に進むべきかを見極めることが重要だ。
ヒッグス粒子が他の素粒子とどう結び付いているのかを高精度に測定し、標準理論のパターンと比べることで見えてくるだろう。

 当初の全長30キロの計画を20キロに変更したのは、財政的な事情もあるが、それより素粒子物理学の研究状況が変わったことが大きい。

 ヒッグス粒子は、ILCよりはるかに衝突エネルギーが大きい欧州合同原子核研究所のLHCが2012年に発見してしまった。

続きはソースで

産経ニュース
https://www.sankei.com/life/news/180625/lif1806250009-n1.html
images


引用元: 【物理学】次世代加速器ILCで素粒子物理の進路を提示 早稲田大研究院教授・駒宮幸男氏[06/25]

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1: 2018/06/21(木) 23:07:51.47 ID:CAP_USER
高エネルギー加速器研究機構(KEK)と東京大学(東大)、ATLAS日本グループは、欧州合同原子核研究機関(CERN)が大型ハドロン衝突型加速器(LHC)で行った実験成果として、極めて稀な素粒子の反応であるトップクォーク対とヒッグス粒子が同時に生成される事象を初観測したことを発表した。

LHCは、ほぼ光速まで加速した陽子同士を衝突させる、世界最高エネルギーの円形加速器。
2009年に運転を開始し、2010年3月から7TeV(テラ電子ボルト)の衝突エネルギーで本格的な実験をスタートした。
2012年4月には、衝突エネルギーを8TeVに増強し、同年7月4日のヒッグス粒子発見につながった。
現在は衝突エネルギー13TeV でデータを蓄積し、素粒子とヒッグス粒子との相互作用を精密測定することによる質量起源の解明や、新物理現象を示唆する新粒子の探索を行っている。

この研究において、2017年までに収集したデータ中にヒッグス粒子が、トップクォーク対と同時に生成されるという極めて稀にしか起きない反応を発見した。
ヒッグス粒子は陽子同士の衝突により生成された直後に様々な粒子対に崩壊するが、それらを分類・解析し、まとめたところ、6.3σの統計的精度で間違いがないことがわかった。
現在の測定精度では、反応が起こる確率はヒッグス機構の予想と一致しており、トップクォークの質量がヒッグス 場の動的な性質によって生成されていること(=ヒッグス機構)を示唆している。

続きはソースで

https://news.mynavi.jp/article/20180608-643755/images/001.jpg

マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/article/20180608-643755/
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引用元: 【物理学】最も重い素粒子トップクォークの質量起源もヒッグス機構と判明- KEKなど[06/08]

最も重い素粒子トップクォークの質量起源もヒッグス機構と判明- KEKなどの続きを読む

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1: 2018/06/14(木) 04:59:51.95 ID:CAP_USER
日本語では単に加速器と表記される機械は、荷電粒子を光に近い速度まで加速させて的に当てたり、同じ速度で対抗してくるもう一つの粒子に衝突させることで発生する物理的現象を観測するためのもの。

扱うのが目に見えない粒子であるにもかかわらず、詳細な研究をするには巨大な装置が必要となります。
なかでも最大のものが、スイス・ジュネーブ郊外にあるCERNの大型ハドロン衝突型加速器(Large Hadron Collider : LHC)で、リング状の加速器の全長は27kmにもなります。
スタンフォード大学と米エネルギー省(DOE)によるSLAC加速器研究所は、どんどん巨大化する加速器の小型化を目指す、新たな加速器の研究開発に着手しました。

FACET-II (Facility for Advanced Accelerator Experimental Tests)と呼ばれるこの加速器は、高品質な電子ビームを使い、プラズマウェイクフィールド加速と呼ばれる手法を用いることで、今日の一般的な加速器に比べて1/100~1/1000ほどの大きさに収まるとされます。

プラズマウェイクフィールド加速では、強力に励起された電子を射出し、それがプラズマの中を通過する際に発生するウェイクフィールドという"追随する流れ"の中に収まるように粒子を配置することでこの粒子にエネルギーを供給します。

続きはソースで

https://s.aolcdn.com/hss/storage/midas/ffd52a3b491610b8cc439c26eba7c722/206446439/slac.jpg

https://japanese.engadget.com/2018/06/12/1-1000/
images


引用元: 【物理学】巨大な粒子加速器を1/1000サイズに小型化するための研究施設、スタンフォード大が建設へ[06/13]

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1: 2018/06/06(水) 09:18:22.43 ID:CAP_USER
CERN(欧州原子核研究機構)の大型加速器「大型ハドロン衝突型加速器(LHC)」を使った実験で、最も重い2つの粒子であるトップクォークとヒッグス粒子が一つの陽子衝突から同時に誕生したことを示す発見がありました。これは世界で初めて観測されたもので、この宇宙に「質量」というものが存在する起源を理解する上で重要な発見となります。

UZH - Direct Coupling of the Higgs Boson to the Top Quark Observed
http://www.media.uzh.ch/en/Press-Releases/2018/CMS-Experiment.html

ヒッグス粒子は「神の粒子」とも呼ばれる素粒子で、物質に質量をもたらすことで引力を生み出し、この宇宙が存在できる究極の根源になっているとも考えられています。
その概念は1964年にピーター・ヒッグス教授によって予言されていたのですが、実際に2012年にヒッグス粒子とみられる新粒子が発見されており、ヒッグス氏は2013年のノーベル物理学賞を受賞しています。

しかし、ヒッグス粒子は目に見えず、センサーで検知することもできません。
非常に概念を理解することが難しいものですが、「雪」を使って表現すると、その仕組みや重要性が少し理解しやすくなります。

現地時間の2018年6月4日、LHCに設置された粒子検出器「CMS(小型ミューオンソレノイド)」と「ATLAS(トロイド型LHC観測装置)」と使った実験の中で、ヒッグス粒子とトップクォークが直接相互作用していることを世界で初めて確認したことが発表されました。

続きはソースで

https://i.gzn.jp/img/2018/06/05/higgs-boson-top-quark-direct-coupling-observed/00_m.jpg

関連動画
New results proving that the top quark acquires its mass from the Higgs ...
https://youtu.be/JFJpPpVI7u4



GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180605-higgs-boson-top-quark-direct-coupling-observed/
images


引用元: 【物理学】ヒッグス粒子とトップクォークの同時観測に世界で初めて成功、「質量」の起源の解明に一歩[06/05]

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1: 2018/06/02(土) 21:16:03.04 ID:CAP_USER
113番元素「ニホニウム」を発見した理化学研究所などの研究チームは31日、未知の119番元素を合成する実験を本格的に始める方針を明らかにした。加速器や分析装置を改良し、2度目の命名権獲得を目指す。

元素は物質の基本要素。原子番号93番以降は自然界に存在せず、世界の研究機関が二つの原子核を超高速で衝突させ、合成してきた。現在118番まで見つかっている。

理研などが合成したニホニウムは、原子番号30の亜鉛を原子番号83の金属のビスマスにぶつけて合成した。既知の元素まで崩壊する過程を科学的に証明し、国際機関から新元素を発見したとして命名権を与えられた。 (杉本崇) 

続きはソースで

https://www.asahi.com/articles/ASL504DG1L50ULBJ005.html
ダウンロード (15)


引用元: 【新元素】119番元素の発見へ本格実験 理研、2度目の命名狙う

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