量子重力には対称性はない ― 大栗機構長らが証明
https://www.ipmu.jp/ja/20190619-symmetry
2019年6月19日
東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構（Kavli IPMU）

　画像：図1. 「量子重力理論は対称性を持たない」ことを背理法で証明する図。
　　　　もし対称性があるとすると、それは図の灰色で塗られた部分にしか作用せず、中心の黒い点のまわりの状態には変化を起こさない。
　　　　円周を細かく分けていくと、灰色の部分をいくらでも小さくできるので、対称性には、どこにも作用しないことになる。
　　　　これは矛盾である。(Credit：Harlow and Ooguri)
　https://www.ipmu.jp/sites/default/files/imce/medium.png

　1. 発表概要
　東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構（Kavli IPMU) の大栗博司 (おおぐりひろし) 機構長は、マサチューセッツ工科大学物理学教室の Daniel Harlow 助教と共同で、重力と量子力学を統一する理論では、素粒子論の重要な原理であった対称性がすべて破れてしまうことを、ホログラフィー原理を用いて証明しました。この証明にあたっては、量子コンピューターで失われた情報を回復する鍵とされる「量子誤り訂正符号」とホログラフィー原理との間に近年発見された関係性を用いるという新たな手法が用いられました。本研究成果は、素粒子の究極の統一理論の構築に大きく貢献するものであるとともに、近年注目される量子コンピューターの発展にも寄与すると期待され、アメリカ物理学会の発行するフィジカル・レビュー・レター誌 (Physical Review Letters) に2019年5月17日付で掲載され、成果の重要性から注目論文（Editors’ Suggestion）に選ばれました。


　2. 発表内容
　宇宙が始まった当初、「電磁気力」「強い力」「弱い力」「重力」の4つの力が全て統一されていたと考えられています。ミクロの世界を記述する量子力学を基礎とした理論を用いて、「電磁気力」「強い力」「弱い力」の3つの力については統一的に説明できますが、重力を含めた4つの力も含め統一的に説明する理論については未だ研究途上の重要な課題であり、様々な面から研究がなされています。

続きはソースで

関連情報
Kavli IPMU
https://twitter.com/KavliIPMU/status/1141211169991974914
https://twitter.com/5chan_nel (5ch newer account)

【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。 

続きはソースで

(c)AFP

https://afpbb.ismcdn.jp/mwimgs/3/4/320x280/img_34f8fc082ab35ac81805d7a67bdc7431287115.jpg

https://www.afpbb.com/articles/-/3214434

欧州原子核研究機構（CERN）が超大型加速器の建造を目指す。スイスのジュネーブ近郊にある素粒子物理学を研究するCERNは、大型ハドロン衝突型加速器（LHC）に代わる、新たな加速器の建造計画を明らかにした。

CERNはLHCの4倍の大きさを持つ次世代円形衝突型加速器（FCC：Future Circular Collider）の設計報告書を公開した。加速器は粒子をループ内に驚異的な速度で送り込み、粒子同士を衝突させて発生する放射性降下物を研究者が分析できるようにする機器である。今回明らかになったFCCの設計は全長約100キロメートル。最大出力時にはLHCの10倍のエネルギーで粒子を衝突させられる。

LHCの最大の成果は、すべての物質に質量を与えるという、かつては理論上の粒子だったヒッグス粒子の発見だった（ニューヨーク・タイムズ紙のアニメーションがとても分かりやすく示している）。CERNの物理学者たちは、FCCによってヒッグス粒子の性質をより詳しく調査できると期待している。それだけではなく、FCCは未知なる物理学の扉を開き、宇宙に関していまだ答えの出ていない大きな疑問（暗黒物質は何からできているのか・・・

続きはソースで

https://cdn.technologyreview.jp/wp-content/uploads/sites/2/2019/01/16205406/fccdl-1400x671.jpg

https://www.technologyreview.jp/nl/cern-wants-to-build-a-particle-collider-thats-four-times-bigger-than-the-lhc/

■日本学術会議が「ILCの日本誘致を支持するには至らない」の意見書提出

全長20キロの直線型加速器を東北・北上山地の地下につくるという国際リニアコライダー（ILC）計画について、日本学術会議は「日本誘致を支持するには至らない」という意見書をまとめ、12月19日に文部科学省に手渡した。「想定される科学的成果」が、日本が負担する巨額経費に見合わないというのが主な理由である。「国際経費分担の明確な見通しがまだない」ことも理由に挙げた点は、「費用分担について政府間の話し合いを始めるのが先。誘致の是非は分担の見通しがついてから考えればいい」と訴えてきた推進側との認識の食い違いが最後まで解消しなかったことを示す。
　もっとも、学術会議は話し合いの開始自体が誘致の意思表明になると考えたという解釈はできる。「いったん話し合いを始めたら後に引けなくなる」という発想は「日本的」のような気がしないでもない。米国では、途中でやめることもごく普通に起きているからだ。

　私が前稿（「国際リニアコライダー（ILC）の学術的意義とは」）で書きぶりに首を傾げた「学術的意義」については、「研究課題が極めて重要なものの一つであることは認められるものの、素粒子物理学の他の研究課題に比して突出した優先性を有するかという点について、当該分野の研究者コミュニティにおいてさえコンセンサスが形成されている状況にない」から「極めて重要なものであることについては高エネルギー素粒子物理学のコミュニティにおいて合意が得られている」と変わった。ただし、そのあとに「しかしながら、素粒子物理学分野における諸研究プロジェクトへの人材配置や予算の配分にまで踏み込んだ議論の段階には至っていない」と続いている。
https://image.chess443.net/S2010/upload/2018122100006_1.jpg

■日本政府が話し合いを始めなければILCは立ち消え

　このまま日本政府が費用分担の話し合いに入らなければ、ILCは建設されない。つまり、線形の大型加速器の建設は立ち消えだ。将来、中国がセルン（欧州合同原子核研究機関）のLHC（大型ハドロン衝突型加速器）を上回る大きさの円形加速器をつくる可能性はある。そうなれば、中国にセルンのような国際研究センターができることになる。
　高エネルギー物理学は、もはや国際協力なしには進まない。それは、米国が単独でつくろうとしたSSC（超伝導超大型衝突型加速器）が1993年に中止に追い込まれた時点から明らかだった。国際協力プロジェクトとして設計活動を進めてきたILCが頓挫すると、国際協力でも進まないということになり、いよいよ高エネルギー物理学の終わりが見えたということになる。それにあらがうように中国が大型加速器を建設するとすれば、それはそれで現代の国際情勢を象徴するものだろう。
https://image.chess443.net/S2010/upload/2018122100006_2.jpg

■大戦で疲弊した欧州で生まれたセルンは平和構築も目的

　高エネルギー物理学とは、高いエネルギーで粒子同士をぶつける実験を通じて、物質の根源や宇宙の成り立ちなどを探る学問である。欧州では、第二次大戦で優秀な研究者が数多く米国に亡命し、その後も頭脳流出が進んだ。それに危機感を持った指導的物理学者たちの発案で1954年に発足したのがセルンである。当初参加したのはスイス、英、西独、仏、伊、ベルギー、オランダ、デンマーク、ノルウェー、スウェーデン、ギリシャ、ユーゴスラビアの12カ国。敗戦したドイツ、イタリアも入っており、平和構築のためという目的もあった。

　1983年に陽子・反陽子衝突実験でW粒子、Z粒子を発見（この業績で1984年にカルロ・ルビアとシモン・ファン・デア・メールがノーベル物理学賞を受賞）し、戦後ずっと米国が主導してきた高エネルギー物理学の世界でセルンが中心地の地位を確立する。

続きはソースで  https://webronza.asahi.com/science/articles/2018122100006.html