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1: 2015/07/28(火) 12:26:44.56 ID:???.net
標準理論裏付ける新証拠、「超対称性」に新たな痛手 LHC 写真1枚 国際ニュース:AFPBB News
http://www.afpbb.com/articles/-/3055710


【7月28日 AFP】世界最大の粒子加速器「大型ハドロン衝突型加速器(Large Hadron Collider、LHC)」の専門家チームは27日、現在の素粒子物理学で主流となっている「標準理論」に合致する素粒子の振る舞いを示す新証拠が得られたと発表した。宇宙の基本構造に関する未来の理論とされる「超対称性」にとって、新たな痛手となる証拠だという。

 英科学誌「ネーチャー・フィジックス(Nature Physics)」に掲載された論文によると、LHCを用いた超高速の陽子衝突実験で得られた最新データは、「ボトムクォーク」と呼ばれるエキゾチック粒子が、標準理論で予測された通りの挙動をすることを示しているという。

 ボトムクォークが、いわゆる「アップクォーク」に変化するまれな現象を測定するこれまでの試みでは、同理論と矛盾する結果が得られていた。これにより科学者らは、標準理論の枠を超える説明の一つとして、超対称性の仮説を提唱した。

 だが、LHCのボトムクォーク(b粒子)実験チーム「LHCb」を率いるギュイ・ウィルキンソン(Guy Wilkinson)氏は、AFPの取材に、最新の測定結果は「標準理論と完全な一致をなしており、この(代替理論の)仮説の必要性を排除するものだ」と話した。

「標準理論に何らかの誤りが存在することを証明できたなら、それは非常に心躍る結果となっただろう──そして、世間をあっと言わせることになったとだろうということも否定できない」と同氏は述べている。

 標準理論は、物質を構成する基本粒子とそれらを支配する力のすべてに関する主流の理論だ。

 だが、このモデルには弱点がいくつかある。一つは、宇宙の95%を構成するダークマターとダークエネルギーを説明できないこと。もう一つは、物理学者アルバート・アインシュタイン(Albert Einstein)の「一般相対性理論(General Theory of Relativity)」との整合性がないこと。これは、知られている通り、素粒子の量子スケールでは、重力が作用しないようにみえるためだ。

■多頭の怪物

 これらの矛盾を説明するために提唱された代替理論の一つである超対称性は、宇宙のすべての粒子に、それより質量が大きい「きょうだい」が存在すると仮定している。これにより、ダークマターとダークエネルギーを説明できる可能性もある。

 だがLHCでは、超対称性のきょうだいが存在する証拠はこれまで何も見つかっていない。その一方で、標準理論で存在が予測された素粒子はすべて観測されている。

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(c)AFP/Mariette LE ROUX

引用元: 【素粒子物理学】標準理論裏付ける新証拠、「超対称性」に新たな痛手 LHC

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1: 2015/07/15(水) 07:55:11.67 ID:???.net
【やじうまPC Watch】CERN、5つのクォークで構成される「ペンタクォーク」粒子を発見 - PC Watch
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/yajiuma/20150715_711744.html

画像
http://pc.watch.impress.co.jp/img/pcw/docs/711/744/01.png
今回発見されたペンタクォークの予測される構造の1つ。5つのクォークが強く結びついてる
http://pc.watch.impress.co.jp/img/pcw/docs/711/744/02.png
あるいは、バリオンと中間子が弱く結びついている可能性もある


 近頃、質量の起源とされ「神の粒子」とも呼ばれるヒッグス粒子の発見で一般にも広く脚光を浴びた欧州原子核研究機構(CERN)はスイス時間の14日、5つのクォークで構成される「ペンタクォーク」を発見したと発表した。

 古代、原子は物質の最小構成要素である素粒子と考えられていたが、実際には電子と原子核という内部構造を持ち、さらに原子核は陽子と中性子という内部構造を持つ。これら陽子と中性子も素粒子ではなく、3つのクォークで構成(バリオンと呼ばれる)されており、現在は、このクォークが素粒子だと考えられている。

 クォークで構成される粒子としては、2つのクォークからなる中間子という粒子の存在が確認されているが、4つや5つのクォークで構成される粒子はまだ見つかっていない。今回CERNは、大型ハドロン衝突型加速器「LHCb」を用いた大規模な実験結果から、5つのクォークで構成されるペンタクォーク粒子の存在を確認したと結論づけた。

続きはソースで

ダウンロード

引用元: 【素粒子物理学】CERN、5つのクォークで構成される「ペンタクォーク」粒子を発見

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1: 2015/04/06(月) 02:12:57.07 ID:???*.net
 欧州合同原子核研究所(CERN、スイス)は5日、世界最大級の素粒子実験装置である1周27キロの円形加速器LHCの運転を再開したと発表した。

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万物に重さを与えるヒッグス粒子を発見した後、さらなる発見を目指し2年にわたり改修していた。

 改修により従来の約2倍のエネルギーで実験できるようになる。宇宙を満たす暗黒物質を人工的に作り、正体に迫れるか注目が集まっている。

 当初は3月中に再開する予定だったが、直前の試験中に極低温の超電導磁石の接続部がショートし、調査や修理に時間がかかっていた。
本格的な実験を6月にも始め、約3年間続ける。

http://news.livedoor.com/article/detail/9973014/

引用元: 【国際】欧州の大型加速器が運転再開 暗黒物質作成へ

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1: 2015/03/21(土) 01:07:38.89 ID:???.net
掲載日:2015年3月20日
http://news.mynavi.jp/news/2015/03/20/054/

 東北大学金属材料研究所の高木成幸助教と同大学原子分子材料科学高等研究機構(AIMR)の折茂慎一教授らの研究グループは、水素と結合しにくいと考えられてきたクロムに7つの水素が結合した水素化物の合成に成功したと発表した。今回の研究成果は、日本原子力研究開発機構、高エネルギー加速器研究機構、豊田中央研究所との共同研究によるもの。

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 金属元素の中には、単独では水素と結合しにくい元素群(=ハイドライド・ギャップ)が存在する。一方、これらの元素は錯体水素化物を形成することで多くの水素と結合することができる。唯一の例外がめっきやステンレス鋼などに用いられるクロムであり、単独でも、また錯体水素化物においても、いずれも水素とは結合しないと考えられてきた。

 今回研究グループは、水素が特定の対称性をもってクロムの周りに配置するとき、一般的な金属元素よりも多くの水素が結合した錯体水素化物が形成されることを理論的に予測した。

 具体的には第一原理計算を用い、まずはクロムと水素が結合する可能性を詳しく調べた。その結果、クロムの周りに7つの水素が双五角錐状に配置したとき、クロムと水素が強く結合することが分かった。また、これにより形成されるCrH7イオンともう1つの水素原子が3つのマグネシウム(Mg)原子から電子を受け取ることで、錯体水素化物Mg3CrH8を形成することが分かった。

 クロムとマグネシウム、水素によって構成される最も一般的な化合物の組み合わせは、金属クロム(Cr)とマグネシウム水素化物(MgH2)、水素ガス(H2)の混合物であり、予測されたMg3CrH8がこの混合物よりも安定であれば合成の可能性を示すことができる。同研究ではマグネシウム水素化物、金属クロム、水素ガスの混合物(3MgH2+Cr+H2)およびMg3CrH8の安定性を第一原理計算により評価し、錯体水素化物Mg3CrH8の合成が可能であるとの結論に達した。

 以上の理論予測を受け、金属クロムとマグネシウム水素化物との混合粉末(Cr+3MgH2)を5万気圧700℃の水素流体中にて4時間保持し、予測された錯体水素化物の合成を試みた。そして大強度陽子加速器施設(J-PARC)の物質・生命科学実験施設(MLF)にある中性子高強度全散乱装置(NOVA)にて試料の中性子回折測定を実施した。

続きはソースで
<画像>
理論予測に基づき、クロムに7つの水素が結合した新たな水素化物の合成に成功
http://news.mynavi.jp/news/2015/03/20/054/images/001l.jpg

<参照>
クロムに7つの水素を結合させることに成功 -ハイド... | プレスリリース | 東北大学 -TOHOKU UNIVERSITY-
http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2015/03/press20150317-02.html

True Boundary for the Formation of Homoleptic Transition-Metal Hydride Complexes - Takagi
- 2015 - Angewandte Chemie International Edition - Wiley Online Library
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201500792/abstract

引用元: 【材料科学】東北大、クロムに7つの水素を結合させることに成功

東北大、クロムに7つの水素を結合させることに成功の続きを読む

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1: 2015/03/14(土) 01:49:09.06 ID:???*.net
暗黒物質見つかるか CERNの加速器、改良し再稼働へ

2015年3月13日09時06分

1


 欧州合同原子核研究機関(CERN)は12日、大型加速器LHCを従来の2倍近くのエネルギーで3月中にも再稼働する、と発表した。
宇宙の至るところにあるとされながら観測されていない暗黒物質(ダークマター)を見つけることが目標だ。

 LHCはスイスのジュネーブ郊外にある加速器、2013年のノーベル物理学賞の対象になったヒッグス粒子を発見している。
これまで8兆電子ボルトで陽子同士をぶつけて新粒子探しをしてきたが、2013年2月に停止して2年かけて改良してきた。13兆電子ボルトで再稼働するという。

 実験に参加する高エネルギー加速器研究機構(KEK)の徳宿克夫教授(素粒子物理学実験)は「エネルギーが上がったことで暗黒物質の仲間の粒子を見つけられるかもしれない」と期待している。(木村俊介)


ソース
朝日新聞
http://www.asahi.com/articles/ASH3D5KFMH3DULBJ01Q.html

引用元: 【科学】暗黒物質見つかるか CERNの加速器、改良し再稼働へ[朝日新聞]

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1: 2015/02/21(土) 10:54:49.71 ID:???.net
掲載日:2015年2月20日
http://news.mynavi.jp/news/2015/02/20/147/

 化学反応の瞬間を捉えることは化学者の長年の夢だった。その夢がついに実現した。水溶液中の原子が結合して新しい分子が生まれる瞬間を撮影するのに、高エネルギー加速器研究機構(KEK)物質構造科学研究所の野澤俊介(のざわ しゅんすけ)准教授、佐藤篤志(さとう とくし)博士、足立伸一(あだち しんいち)教授らが初めて成功した。

図1. 分子動画による化学反応の追跡(概念図)。
SACLAのパルスX線を使ってストロボ撮影して、フェムト秒の時間スケールで原子の動きを追跡できた。
この研究では光刺激で化学反応を開始させ、その後高速に変化していく分子構造をストロボ測定して分子動画撮影することで、原子の反応性・結合状態・機能性の変化について観測することに成功した。
(提供:高エネルギー加速器研究機構)
http://news.mynavi.jp/news/2015/02/20/147/images/001l.jpg

 X線自由電子レーザー(XFEL)施設「SACLA(さくら)」(兵庫県佐用町)でピコ秒(1ピコ秒=1兆分の1秒)以下の間に進行する化学結合に伴う分子の生成過程を直接観測して実現した。化学反応で何が起きているかをありのままに解析する一歩になる画期的成果として注目される。韓国の基礎科学研究院、韓国科学技術院、 理化学研究所、高輝度光科学研究センターとの共同研究で、2月19日付の英科学誌ネイチャーのオンライン版に発表した。

 原子と原子の間隔は100ピコメートル(1ピコメートル=1兆分の1メートル)という極小サイズで、原子と原子の結合はピコ秒(1ピコ秒=1兆分の1秒)以下という極めて短い時間で進行する。化学者はこれまで、「ピコメートル」と「ピコ秒」という2つの「ピコ」の壁に阻まれて、フラスコの中で進行する化学反応を眺めながら、原子と原子が結合する瞬間を頭の中で想像するしかなかった。

 研究グループは、水に溶けた金イオンに光を当てると、強い結合が生まれる過程に注目した。溶液中の金-金イオン間には、金イオン同士の親和性によって、緩い引力が生じている。特定の金化合物の金錯体は、この性質で分子同士が集合した状態になっている。この集合体に光を当てると、分子同士が結合し、複雑な構造変化を経て新しい分子が生成される。
しかし、分子同士の結合が生成されるのは一瞬で、その後に起こる構造変化も非常に速く複雑なため、詳しいことは分かっていなかった。

 分子生成の観測に必要な条件を満たす光源として、XFEL施設「SACLA」が供給する波長83ピコメートル、発光時間約10フェムト秒(1フェムト秒は1000兆分の1秒)という最先端のX線ストロボ光源を利用して、水に溶けた金イオンに光を当てたときの反応を解析した。金錯体の集合体は、金イオン同士が折れ曲がった構造を持ち、弱い引力のため不安定に揺れているが、光を当てた瞬間に、金イオン間の距離は急激に縮まって強固な直線構造を取ることを突き止めた。
この構造変化から金-金イオン間に化学結合が形成されて、新しい分子が誕生したことがわかった。

続きはソースで

図2. 観測された化学結合形成による分子の生成(概念図) (提供:高エネルギー加速器研究機構)
http://news.mynavi.jp/news/2015/02/20/147/images/002l.jpg

1. 弱い引力で形成された集合体では金イオン同士は折れ曲がった構造を持つ(S0)
2. 光励起直後、金イオン間に強い化学結合が生成され、金-金間結合距離は減少し直線状の構造を持った新しい分子が生まれる(S1)
3. 1.6ピコ秒後、さらに金-金結合間距離が短い構造に変化する(T1)
4. 3000ピコ秒後、金錯体をもう一つ取り込んでさらに新しい構造を持つ分子が生成される(tetramer)。10万ピコ秒後には化学結合は消失しての元の集合体(1)に戻る

2: 2015/02/21(土) 10:55:29.26 ID:???.net
<参照>
▶ 原子同士が結合して新しい分子が生まれる瞬間をX線によってストロボ撮影(1) - YouTube
https://www.youtube.com/watch?v=Un2T4Qt9gEk



▶ 原子同士が結合して新しい分子が生まれる瞬間をX線によってストロボ撮影(2) - YouTube
https://www.youtube.com/watch?v=IzcCF7TXGEU



原子同士が結合して新しい分子が生まれる瞬間をX線によってストロボ撮影 | KEK
http://www.kek.jp/ja/NewsRoom/Release/20150219100000/

Direct observation of bond formation in solution with femtosecond X-ray scattering
: Nature : Nature Publishing Group
http://www.nature.com/nature/journal/v518/n7539/full/nature14163.html

引用元: 【化学】撮ったぞ、化学結合で新分子が生まれる瞬間 - KEK

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