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2012年7月 6日 (金)

ヒッグス粒子の発見!宇宙を満たす質量の起源!

今日の新聞は一面でヒッグス粒子の発見の記事が載っていました。今更、素人の私が書くようなことではないのですが、それでもノーベル賞級の発見と言われるだけに二番煎じ、三番煎じで新聞などとダブりますが、敢えて書きます。ヒッグス粒子とは重さの起源となったもので、理論的にはその存在が言われていたのです。今回は質量(重さ)の起源とされる新しい素粒子を発見したというもので、大型加速器を使った実験で、新粒子が99.9999%以上の確率で存在するとの結果を得たのです。これが実証されればノーベル賞級の発見となるそうです。

 

どんなものも、どんどん細かくしていくと、最後はもう分割できない基本の素粒子に辿り着きます。ヒッグス粒子はそのうちの一つで、1964年にピーター・ヒッグス英エジンバラ大学名誉教授がその存在を予言していました。しかし他の素粒子が次々と発見されていく中で、ヒッグス粒子が本当に存在するのか立証できずにいたのです。もしこれが存在しなかったら、あらゆる素粒子が高速で飛んだままで、宇宙の成立ちが説明できないのです。欧米ではこの素粒子を「神の粒子」と呼んでいるそうです。

 

いま私たちが棲んでいるこの宇宙は137億年前にビッグバンによって生まれたそうですので、宇宙の年齢は137億歳ということになります。生まれて100億分の1秒後にはヒッグス粒子が発生し、それまではすべての素粒子が光速で飛び交っている状態でした。しかしヒッグス粒子が発生したことで、これと他の粒子がくっつき始めたことで速度が遅くなったのです。つまり素粒子がくっつき始めたことで質量が生まれたのです。そして3分後には原子核ができ、38万年後には原子や分子が出来たのです。こうしていろいろな素粒子ができたことでそれがもととなり、9億年後には星や銀河でき、今。見るような宇宙ができたのです。

 

新粒子の重さは陽子の120倍と、これまで発見された素粒子(物質の最小単位)の中では比較的重かったのです。宇宙の始まりである137億年前の「ビッグバン」で生まれた素粒子は、最初は質量がゼロで光の速さで自由に飛び回っていたのです。しかし宇宙が急速に膨張して冷えると、ビッグバンの100億分の1秒後にヒッグス粒子が宇宙空間を満たすように発生したのです。そのため、素粒子に水あめのようにまとわりついてブレーキをかけられたことで動きにくくなり、質量が備わったのです。

 

光の速さで飛び回っている間は、素粒子同士がぶつかってもくっつくことはなのですが、ヒッグス粒子ができたことで、質量が備わり素粒子同士が集まりやすくなった結果、原子核ができ水素などの原子が宇宙空間で生まれたのです。それらが集まって、星が誕生し、さらにそれらがたくさん集まって銀河となったのです。そうした過程で、地球上では生命が誕生し、今の世界ができたのです。ヒッグス粒子が「神の粒子」と呼ばれるのは宇宙や物質の成立ちに大きくかかわっているからです。正式に発見となれば、宇宙がどんな素粒子で構成され、どのような力が働いているかという現代物理学の最大の疑問の解明に一歩近づくことになるのです。しかし、私たちの身の回りにある物質は宇宙の中では4%に過ぎず、正体不明の「暗黒物質」が宇宙を満たしているとされているのです。しかし今の標準理論では説明がまだつかないのです。

 

標準理論を超える新しい理論では、暗黒物質は未知の素粒子でできていると予想され、今回の成果で、こうした素粒子の探索にも弾みが付きそうだとしています。

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