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素粒子

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1: 2017/05/25(木) 08:17:38.41 ID:CAP_USER9
カナダのブリティッシュコロンビア大学(UBC)の物理学者チームは、宇宙の加速膨張を説明する新しい理論を発表した。その理論によると、極微小な領域でみたときの時空間は静的なものではなく、それ自体がゆらぎながら伸び縮みを繰り返している。

このとき、時空が伸張する方向の変化のほうが、収縮方向の変化よりもわずかに勝っているため、その差が積み重なって巨視的な宇宙の加速膨張につながるという。この理論には、宇宙定数に関する未解決の問題を解決できるメリットがあると研究チームは主張している。研究論文は、素粒子・宇宙論分野の専門誌「Physical Review D」に掲載された。

ハッブル宇宙望遠鏡によるIa型超新星爆発などの観測データから、現在の宇宙は加速度的に膨張を続けていると考えられている。しかし、宇宙の加速膨張を駆動しているはずの斥力が何に由来するのかという説明はついておらず、その力は、正体不明のエネルギーとして「ダークエネルギー」と呼ばれている。プランク衛星による宇宙マイクロ波背景放射(CMB)観測データからは、ダークエネルギーは、宇宙の全物質・全エネルギーの約68%を占めると示唆されている。

ダークエネルギーの正体をめぐっては、場の量子論から導出される「真空のエネルギー」が有力候補に挙がっている。場の量子論では、真空の空間は完全に空っぽの無の状態ではなく、常に粒子と反粒子が瞬間的な生成・消滅を繰り返している動的な場であるとみなされる。そこでは真空自体がエネルギーをもっていると考える。この真空のエネルギーによって、宇宙の加速膨張が駆動されていると説明するわけである。

ただし、この理論にも、現状では大きな問題があることが指摘されている。観測データから宇宙の加速膨張に必要な宇宙定数(アインシュタイン方程式に現れる定数項Λ)を求めると、非常に小さな値が出てくる。これは宇宙が小さな加速度でゆっくりと膨張を続けているという観測結果に対応している。一方、場の量子論に基づいて真空のエネルギー密度を計算すると、宇宙定数と比較して1050~10120倍という非常に大きな値になってしまう。つまり、2つの値の桁が、まったく合っていないことになる。

したがって、この理論で宇宙の加速膨張を説明しようとすると、真空のエネルギーの大きな値を相◯する作用をもつ別の宇宙定数のようなものを探してくる必要が生じる。しかも、10120オーダーという偶然にはありそうもない超精緻な桁合わせが、実際に起こっている理由まで考えなければならなくなる。

この問題を解消することを目指して、研究チームは今回、真空のエネルギーに関して再検討を加えることにした。その検討の際には、真空のエネルギーの値に関して「場の量子論から計算される巨大な値をシリアスに扱うこと」をひとつの条件として課した。また、もうひとつの条件として、「真空のエネルギーは、重力の理論であるアインシュタインの一般相対性理論に従うものとする」と仮定した。

これらの条件の下で、真空のエネルギーについて再検討したところ、従来とは違う結果が得られた。研究チームの新しい見方によれば、真空のエネルギー密度は不均質であり、常にゆらいだ状態になるという。

真空のゆらぎは、宇宙の各点で時空の振動(伸び縮み)をもたらす。このとき、隣接する各点における振動の位相は異なっている。プランクスケールの極微小領域(プランク長は約10-35m)での真空のエネルギーの効果は依然として巨大なものであるが、宇宙規模の巨視的スケールでみると、隣接点同士で振動がほぼ打ち消しあうため、小さな宇宙定数となって現れる。真空のエネルギーと宇宙定数のあいだに生じる桁ずれは、このようにして説明できるという。

続きはソースで

http://news.mynavi.jp/news/2017/05/25/045/
ダウンロード (1)


引用元: 【宇宙】宇宙の加速膨張は「プランクスケールでの時空の伸び縮み」の蓄積か ©2ch.net

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1: 2017/05/11(木) 21:01:58.20 ID:CAP_USER9
新たな素粒子存在か
加速器使った実験で予想外データ
2017/5/11 19:45

 生物や星を構成する物質の最小単位「素粒子」に、これまで想定されていなかった新たなものが存在する可能性を示すデータを欧州合同原子核研究所(CERN)の実験チームが得たことが11日、分かった。
世界最大の加速器「LHC」を使った実験で測定した。東京大で同日開かれた研究会で報告された。

続きはソースで 

https://this.kiji.is/235347522396291073
ダウンロード (4)


引用元: 【科学】新たな素粒子存在か 加速器使った実験で予想外データ [無断転載禁止]©2ch.net

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1: 2017/04/13(木) 23:30:51.74 ID:CAP_USER
宇宙起源の謎語る ノーベル物理学賞・小林氏が講演 帯広

2017年4月11日 13時49分

 ノーベル物理学賞受賞者の小林誠氏(高エネルギー加速器研究機構特別栄誉教授)を招いた帯広畜産大学の「リベラルアーツ講演会」が10日、帯広市民文化ホール・大ホールで開かれた。小林氏は素粒子物理学の魅力や宇宙の起源の謎などを語った。

 帯広市、十勝毎日新聞社、市文化スポーツ振興財団の共催。講演会は学問へのモチベーションや幅広い教養(リベラルアーツ)を身に付けてもらおうと、同大新入学生を主な対象に初開催。地域住民らを含め約1300人が参加した。

 小林氏は、物質を構成する粒子には、対応する反粒子(反物質)が存在すると説明。ただ、反粒子は粒子と出合うと対消滅し、天然には存在しない。
粒子と反粒子の本質は同じ(CP対称)と考えられていたが、1964年に対称性の破れが見つかった。

続きはソースで

http://www.tokachi.co.jp/news/201704/20170411-0026308.php
images


引用元: 【宇宙】宇宙起源の謎語る ノーベル物理学賞・小林氏が講演 帯広©2ch.net

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1: 2016/08/16(火) 21:24:28.07 ID:CAP_USER
中国、世界初の量子通信衛星を打ち上げ 写真2枚 国際ニュース:AFPBB News
http://www.afpbb.com/articles/-/3097682
http://afpbb.ismcdn.jp/mwimgs/0/9/500x400/img_09983ebad25de9d3e87f52a12336f9a7107396.jpg


【8月16日 AFP】中国は16日、世界初の量子通信衛星を打ち上げた。国営メディアが報じた。同国は素粒子物理学の力を利用し、解読不可能な暗号を用いた通信システムの構築を目指している。

 国営新華社(Xinhua)通信によると、この衛星は午前1時40分(日本時間午前2時40分)にゴビ砂漠(Gobi desert)にある酒泉衛星発射センター(Jiuquan Satellite Launch Center)から打ち上げられた。急速な進歩を遂げているこの技術の応用化には、日米をはじめとする各国も取り組んでいる。

続きはソースで

(c)AFP

ダウンロード
 

引用元: 【技術/宇宙開発】中国、世界初の量子通信衛星を打ち上げ [無断転載禁止]©2ch.net

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1: 2016/03/25(金) 22:00:58.23 ID:CAP_USER.net
重力波観測施設「かぐら」 素粒子観測と連携、好立地生かし独自成果狙う (産経新聞) - Yahoo!ニュース
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20160325-00000568-san-sctch
重力波観測装置「かぐら」、平成29年度にも本格観測開始 天文学の飛躍的な発展に期待 (産経新聞) - Yahoo!ニュース
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20160325-00000507-san-sctch


 試験運転を25日に開始した東京大宇宙線研究所の重力波観測施設「かぐら」は、重力波の初検出という歴史的な発見では米国に先を越された。だが、すぐ近くには梶田隆章氏のノーベル賞受賞につながった素粒子ニュートリノの観測施設「スーパーカミオカンデ」があり、この好立地を生かすことで日本独自の成果が期待できそうだ。

 重力波は重い星同士の合体や、超新星爆発などの際に観測される。かぐらが狙う天体現象は米国などと同じだが、ニュートリノを捉える施設が世界で唯一、近くにあるのが強みだ。

 たとえば超新星爆発が起きた場合、放出されたニュートリノをスーパーカミオカンデで、重力波をかぐらでそれぞれ検出。近接地だと発生の時間差が高精度に分かる利点があり、データを比較して詳しく調べることで爆発のメカニズムの解明に迫れる可能性がある。

 アジア初の大型観測施設となる意義も大きい。米国とイタリアの施設と連携しデータを解析することで、重力波が宇宙のどこから来たのかを三角測量の原理で突き止められるからだ。

 かぐらチームの三代木伸二東大准教授は「人類の知を進める意味で、世界との協調が重要だ」と話す。
ダウンロード (10)


引用元: 【重力波天文学】重力波観測施設「かぐら」、平成29年度にも本格観測開始 素粒子観測と連携、好立地生かし独自成果狙う

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1: 2016/03/10(木) 18:08:59.78 ID:CAP_USER.net
「MEG実験の最新成果」について | インフォメーション | ICEPP 素粒子物理国際研究センター International Center for Elementary Particle Physics
http://www.icepp.s.u-tokyo.ac.jp/information/20160309.html


発表のポイント
ミューイーガンマ(μ→eγ)崩壊を4年間にわたり世界最高の実験感度で探索した。
多くの理論予想に反してミューイーガンマ崩壊は発見されず、その結果ニュートリノ振動の起源となる新物理と大統一理論に厳しい制限を課すことになった。
東京大学とKEKの研究チームが新しく開発した優れた素粒子検出器と、スイス・ポールシェラー研究所(PSI)の加速器が提供する世界最高強度の良質なミュー粒子ビームによって、以前の実験より約30倍高い実験感度を達成した。
MEG実験は終了したが、その経験を活かしたアップグレード実験MEG IIを現在準備中であり、来年よりさらに10倍実験感度を上げて実験を開始する予定である。


発表内容

研究の背景
これまで標準理論を超える新しい素粒子理論として大統一理論の研究が活発に行なわれてきた。
小柴昌俊特別栄誉教授が1980年代にカミオカンデ実験を始めたのは、陽子の崩壊を探索して大統一理論を検証するためであった。
大統一理論によると、宇宙開闢期には素粒子の相互作用は統一されており、それが破れることによりインフレーションを引き起こして現在の宇宙が誕生したと考えられる。
東京大学が1990年代にCERN(欧州合同原子核研究機構)で行なった国際共同実験により、超対称性を入れた新しい大統一理論が示唆され、現在標準理論を超える新物理の最有力候補となっている。
新しい大統一理論はスーパーカミオカンデ実験でも検証することは難しい。
1990年代後半に、標準理論で禁止されているミュー粒子のミューイーガンマ崩壊が大統一理論によって引き起こされることがR.バビエリらによって指摘された。
一方、1998年にスーパーカミオカンデ実験によって発見されたニュートリノ振動現象は、ニュートリノが質量を持つことを明らかにした。
ニュートリノの質量は他の素粒子に比べて極めて小さなものであり、これはニュートリノが他の素粒子とは異なるメカニズムによって質量を得たことを示唆している。
このメカニズムはシーソー機構と呼ばれ、M.ゲルマン・柳田勉らによって提唱された。
シーソー機構によると、宇宙誕生直後には極めて重いニュートリノの仲間が存在し、その崩壊によってその後宇宙は反粒子が消えて粒子だけになった可能性がある。
久野純治らは、重いニュートリノの仲間の存在がミュー粒子のミューイーガンマ崩壊を引き起こすことを指摘した。
このように大統一理論やシーソー機構はミューイーガンマ崩壊を予言するが、その確率はおおよそ1兆に1回程度であり、
そのように小さな確率で起こる素粒子の崩壊を測った実験はこれまでになく、既存の素粒子検出器を使った方法では不可能だとされていた。

本研究が新しく明らかにしようとした点
上記のように、大統一理論や、ニュートリノ振動の起源と考えられるシーソー機構は、およそ1兆に1回の確率でミュー粒子のミューイーガンマ崩壊が起こることを予言する。
この崩壊は標準理論では禁止されている。本研究では、新しく高性能の素粒子検出器を開発して、およそ1兆に1回しか起らないミューイーガンマ崩壊を発見し、大統一理論とシーソー機構の証拠を掴むことを試みた。
ミューイーガンマ崩壊が発見されれば、その崩壊確率と崩壊角度分布から大統一理論ないしはシーソー機構の痕跡を調べることが可能となる。
発見されなければ、大統一理論とシーソー機構という宇宙の始まりを記述する新物理のシナリオに大きな見直しを迫ることになる。

続きはソースで

ダウンロード
 


引用元: 【素粒子物理学】ミュー粒子の崩壊から宇宙の始まりを探る 禁じられた崩壊を通してニュートリノ振動の起源と大統一理論に迫るMEG実験

ミュー粒子の崩壊から宇宙の始まりを探る 禁じられた崩壊を通してニュートリノ振動の起源と大統一理論に迫るMEG実験の続きを読む
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