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[宇宙の不思議・いのちの不思議]  第16号


[宇宙の不思議・いのちの不思議]  第16号

第2章 ミクロの世界の不思議

[2-5] 超ひも理論

1.経緯

(1)超ひも理論の原型は、1970年、南部陽一郎博士(2008年ノーベル物理学賞を受賞)らによって提唱されました。陽子や中性子は、その内部に3本の極微の「ひも」があり、このひもの振動のしかたで陽子として振る舞ったり、中性子として振る舞うとする理論で、当時は「ひも理論」と呼ばれていました。

(2)この理論は3次元空間でなく9次元の高次元空間を前提にしていたため、当時は受けいれられませんでした。多くの物理学者はアインシュタインの4次元時空(3次元空間+時間)に捉われていたからです。

(3)かわりに既にご紹介した素粒子の「標準理論」が広く受け入れられてきました。しかし、素粒子標準モデルにはいくつか問題があり、中でも「重力」を説明できないという大きな欠点があります。

(4)1984年ジョン・シュワルツ博士らによって「超ひも理論」が提唱され現在も研究が続けられています。南部陽一郎博士らの「ひも理論」をベースにして発展させてきたものです。


2.超ひも理論とは?

(1)今まで自然界の最小単位は、極微のツブあるいは点と考えられてきました。そして、クォーク、電子、ニュートリノ、光子などが素粒子と呼ばれてきました。そしてそれらを整理してまとめたものが素粒子の標準モデルでした。

(2)超ひも理論は、超弦理論、Superstring Theory などとも呼ばれています。超ひも理論では、自然界の最小単位をツブや点でなく、極微の1次元のひもと考えます。短いけれども長さがあるので振動できます。
たとえば、クォークは1本のひもの振動に相当し、電子は別の1本のひもの振動に相当すると考えます。振動のしかたが異なるので別の粒子として見えてしまうと考えます。

(3)ヴァイオリンなどの弦楽器は、弦の振動のしかた(モード)で音色や音程が変わりますが、同様にひもの振動のしかたで素粒子の性質が変わると考えます。

(4)ひものサイズは極微ですが、形状は2種類あります。輪ゴムのような「閉じたひも」と、輪ゴムの1カ所を切ってのばしたような「開いたひも」です。両方とも様々に振動します。重力以外のすべての素粒子は、「開いたひも」の振動ですが、重力だけは「閉じたひも」の振動によると考えています。

(5)「超ひも理論」の「超」は、「超対称性粒子」の存在を仮定しているひも理論という意味あいです。

(6)宇宙の全ての現象を説明するためには、重力と空間と時間の理論である相対性理論と、超ミクロの理論である量子論の双方を統合する「究極の理論」が必要になります。
現在この究極の理論に一番近いのが「超ひも理論」であると言われ脚光を浴びています。

(7)究極の理論が完成できれば、宇宙の創生や終わりがどうなのか、ブラックホールの中心(特異点)がどのようになっているかなどを数式で説明できるようになると期待されています。しかし、現状はまだまだ解決すべき問題が複数あって道半ばの段階です。


3.超ひも理論の特徴

(1)超ひも理論の一番の特長は、極めてシンプルで直感的で美しいことだと思います。1次元のひもの振動で全ての素粒子を説明できればこの上なく単純明快です。

(2)そして素粒子標準理論で説明できなかった問題のいくつかが超ひも理論で簡単に解決できることです。標準理論では、最小単位を点と考えているため、点の直径や面積が0に近づくにつれて、それらを分母にもつ様々な計算式が無限大に発散し、計算不能になってしまいます。これは大問題でしたが、長さを持つひもを仮定することで発散しなくなり、無限大問題が簡単に解消してしまいます。

(3)つい最近まで、この世界は3次元空間であると考えられてきましたが、超ひも理論では、9次元以上の空間を必要条件にしています。9次元空間を前提にしないと超ひも理論が成立しないのです。逆に言うと、この宇宙は3次元ではなく、9次元以上の空間であることを予言していることになります。
1970年頃の南部陽一郎博士の「ひも理論」の時代は、多くの科学者は3次元空間に捉われており、高次元空間は全く受け入れられませんでした。40年経過してようやく高次元空間が認識され始めたところです。

(4)超ひも理論の登場によって、宇宙に対する見方が大幅に拡がり始めています。例えば、我々の宇宙は一つだけでなく、様々なタイプの別宇宙が存在し得るという多宇宙論などがあります。また「ブレーンワールド仮説」という仮説もあります。
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by jiriki-tachikawa | 2014-07-31 00:00 | 不思議メールマガジン

[宇宙の不思議・いのちの不思議]  第15号


[宇宙の不思議・いのちの不思議]  第15号

第2章 ミクロの世界の不思議


[2-4] 量子論のポイント   

量子論の中で重要な点、そして常識的に理解しづらい点をいくつかご紹介します。

1.光には粒の性質がある (光量子論)   

アインシュタインは、光は光子(光量子)の集まりであり、粒子の性質を持つと考えました。光量子論と呼ばれています。アインシュタインは、1921年ノーベル物理学賞を受賞しましたが、意外にも相対性理論によって受賞したのではありません。当時の事情によってこの「光量子論」によって受賞しました。

2.粒子と波の二面性

光には粒子の性質があることが判った一方で、波の性質があることはその前から知られていました。光は、波の性質を持ちながらも、粒子としての性質も持つことになります。これは光の粒子自身が波のように蛇行して進むという意味ではありません。ある場面では粒子のように見え、また違う他の場面では波のように見えるという意味です。

そしてこの粒子と波の二面性は、光子だけでなく電子や他の素粒子についても当てはまります。アインシュタインも生涯この二面性を説明するために悩んだと言われています。本件はミクロの世界の不思議の一つですので、別途ご説明いたします。

3.不連続性

量子論の重要な概念に「不連続性」があります。不連続性とは、ある「値」が連続的に滑らかに変化するのではなく、とびとびに階段を上下するように、不連続に変化するという意味です。量子論の登場前は、光やエネルギーは連続的に限りなく弱くできる筈と考えられていました。しかし、光の単位は光子であり粒なので、極限まで弱くしていくと、最後はあるかないか、1か0かになってしまいます。極微の世界では、エネルギー量や電気量(電荷)や回転量(スピン)も同様に、不連続な値しかとれなくなります。

4.決定論ではなく確率論

ゴルフの打球は、刻々とその位置や速度を予測し観測することができます。ボールの初速や回転や角度が決まれば、ボールの軌跡が決まり、到達距離や高度が確定的に決まります。これが決定論です。
しかしミクロな素粒子の世界では、個々の素粒子の具体的な位置を決定的に定めることはできなくなります。どこにどの程度の確率で存在し得るのかという確率論になってしまいます。

5.不確定性原理

写真の細部を見ようとして拡大すればするほど、細部がボヤケていきますね。ミクロの世界も同じであり、原子より小さな素粒子はボケてしまい、ハッキリと見ることが出来なくなります。
素粒子の位置や速度(運動量)を知ろうとしても、ハッキリと測定することができなくなります。位置をハッキリさせようとすると速度がボケてしまい、逆に速度をハッキリさせようとすると、位置がさらにぼんやりしてしまいます。これを不確定性原理と呼び、ミクロの世界の重要な法則です。なお量子論においては、ボヤけるという言葉でなく「ゆらぐ」という言葉を使います。
なお、位置や速度(運動量)だけでなく、時間とエネルギーに関しても不確定性原理が当てはまります。

6.観測問題

何かを見るとき、対象物に当たった光が反射して目に入ることで私たちは「見る」ことができます。見ることによって、家具やリンゴなどの対象物が変化することはありませんね。
しかし、ミクロの世界では一変します。例えば、電子などの素粒子に光を当てて見ようとすると、当たった光のエネルギーで電子が影響を受けてしまい、元のままの電子を見ることはできません。すなわち、何かを観測しようとするとその行為で状態が変化してしまうという「観測問題」があります。
このことは哲学的な深い意味合いにまで発展します。人間の、観測しようとする「意識」によって電子という存在が具体化されたと考えることもできます。観測者がいるからこそ、電子や素粒子が実存すると考えることもできます。

7.トンネル効果

テレビやラジオの電波は波であり、電波は家の壁をすり抜けますね。素粒子も波としての性質を持っており、確率的に障壁をすり抜けることがあります。壁にトンネルを掘って壁の外に素粒子が抜け出したように見えることから、トンネル効果と呼ばれています。粒子が小さいほど、またエネルギーが高いほど、壁を抜け出す確率が大きくなります。

8.量子論の問題点

(1)素粒子の「標準理論」は実用面で大きな成果をあげてきています。しかし様々な難問もあり、中でも「重力」を説明できていないという大きな欠点があります。それだけでなく、ミクロの世界での重力の作用そのものが明確になっていないようです。

(2)基本素粒子の他に、反粒子までは素粒子標準モデルに組み込まれています。しかし超対称性粒子は組み込まれていません。もし将来、ダークマターの正体が、超対称性粒子のひとつであると判明した場合、それなりの対応が必要になります。

(3)また基本の標準モデルだけでも素粒子の種類が17種類あり、さらに反粒子や超対称性粒子など影武者の素粒子も加えると、あまりにも数が多くなり過ぎている感があります。また各素粒子の大きさや質量も重いものから殆ど質量がないものまで10数桁も掛け離れています。
万物の根源の説明としてはむしろ乱雑であり、シンプルでなく美しくないのです。

素粒子の「標準理論」は、実用面で成果を上げていますが、現在は残念ながら不完全な状態に留まっていると考えられます。


[補足1] 粒子と波の二面性

粒子と波の二面性については既に簡単に触れましたが、何故なのか、どのように考えればよいのか諸説があり、現在なお明確には確定していません。ここでは、コペンハーゲン派解釈と呼ばれる説を簡単にご紹介します。

水面の波や音波のように、波は一般的に拡がりをもって振動しています。光や素粒子の波も普段は拡がりをもって振動しています。
しかし、光や素粒子の波を人間が見よう(観測しよう)とすると、それまで波として拡がっていたものが瞬時に1点にちぢんで粒子のように見える、というのがコペンハーゲン派解釈です。すなわち、見ていないときは波として振る舞い、見ようとすると粒子として振る舞うのです。そして粒子がどこに現れるかというと、確率的に波の山や谷のところで現われ易いというのです。
コペンハーゲン派解釈は、ボーアらによって提唱されていますが、アインシュタインは納得せず、何度も論争に挑んでいます。しかし勝利できませんでした。

なお、素粒子の波も他の全ての波も、シュレーディンガーの「波動方程式」を解くことによって解析することができます。シュレーディンガー方程式は量子論において、とても重要な役割を果たしています。


[補足2] たとえ話

(1)普通の人は、降っている雨の「雨粒」を見ることはできないですね。雨粒の軌跡である「縦の線」を見ています。縦の線をしっかり凝視しても、雨粒がどこにあるかはなかなか解かりません。しかし、超高速度カメラを使えば雨粒を撮影することができます。その時は、縦の線は消えて雨粒だけが見える筈です。

(2)私は、「粒子と波の二面性」についても、同様に考えると納得し易いかと思っています。すなわち、普通にボンヤリ見ていると粒子は、粒子としてではなく長さのある線(=流れ~波動)として見えますが、しっかり凝視して見ると粒子として見えてくると考えられます。

(3)「不確定性原理」も、同様のたとえ話で考えると納得し易いかも知れません。
固定した超高速度カメラを使って雨粒を撮影すると、タイミングがピタリと合えば雨粒の形と位置は判りますが、速度は判らなくなります。
カメラを雨粒と同じ速度で降下させながら撮影すると、カメラの速度から雨粒の速度は判りますが、位置が判らなくなります。

上記はあくまでも私のたとえ話です。しかし量子論のような直感的に判り難い理論を理解しようとする場合は、たとえ話が役立ちます。納得し易くなり、腑に落ちる場合があります。物理学者もたとえ話をよく使って説明しています。
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by jiriki-tachikawa | 2014-07-17 00:00 | 不思議メールマガジン

第58号   謝意

第58号   謝意

長らくご購読頂きましたが、当メールマガジンは本号が最終号となります。
最後までお読みいただきありがとうございました。


1.きっかけ

2011.3.11の原発事故による放射線被害を心配する声がきっかけでした。
事故当初は、限られた友人とのメール交換とメール配信で始まりましたが、
配布先が次第に多くなり送信作業が大変になったため、2011年7月から
メールマガジン発行に切り替えました。

筆者が当初(原子炉の水素爆発時)いちばん気にしたことは風向きと再臨界
でした。政府は原発から半径10kmとか20km以内を避難・警戒領域にして
いましたが、軽い放射性物質は風向き次第で100kmでも200kmでも更に遠く
まで飛散します。風向きが極めて重要と考え、北向きの風の日は洗濯干しや
外出に注意するように近隣や友人に呼びかけました。

幸いにも、汚染物質の飛散最盛期での北風の日は、実質的には1日ちょっと
だけで、東京への被害は最小限に留まりました。それでも関東一円で高濃度
の放射性セシウムが検出され、静岡や狭山の茶畑まで被害が及びました。
幸いなことに汚染物質の大半は西風に乗って太平洋側へ流れていきました。
でも一部は、福島県浪江町周辺をはじめ北西方向へ拡がり、高濃度汚染物質
を撒き散らし、いまだに除染が捗らない状況です。

もし仮に、事故後3か月ほどの間に北風の日が20日もあったら首都圏の
放射能汚染は極めて深刻な事態となり、外国人だけでなく都民の何割か、
そして政府公官庁の少なからずが東京脱出を試みたのではないかと思って
います。その場合、日本経済はとても今のような状況では済まなかったの
ではと考えています。
またマスコミは殆ど触れていませんが、炉心メルトダウンの状況からすると、
溶融した核燃料が核反応を再開して、再臨界に達する可能性もあり得ました。
この場合、原発全体が制御不能な未曾有の最悪事態に陥る可能性もありま
した。実際のところは、数十年後に完全に冷却したのち炉心を解体調査して
みなければ判りませんが。

今の状況で済んだのは不幸中の「超」幸いであったと感じています。
神風が助けてくれたと考えてもよいかなと思っています。
ただし、今後マグニチュード8クラスの地震が起きて、もし原子炉建屋が
損傷すると再び放射性物質が飛散する可能性もあり得ます。

見えない放射線は、ガンなどを発症するリスクを高めます。
一方見えない人間の「生命力」は、ガン発症のリスクを抑え、ガンを予防
します。その観点から「ガンを予防しましょう」というタイトルでマガジン
を発行してきました。


2.ガン予防に関するストーリー

ガン予防に関するこれまでのメイン・ストーリーを簡単におさらいして
みます。

(1)ガンを予防するためには、国立がん研究センターが言う通り、食事や
運動や休養などが大事ですが、それだけでは不十分だと筆者は考えています。
現実にガン患者は減るどころか増え続けています。

(2)生命体には、病気やガンに対する防御システムが何重にも張り巡らされ
ています。防御システムがしっかり機能すれば、簡単に病気やガンに罹ること
がないように基本設計がなされています。

(3)防御システムを機能させるためには、からだ全体の「生命力」、自然
治癒力、免疫力を高めておく必要があります。全ての細胞が生き生きと活動
して設計通りに働くことにより、本来の基本機能、防衛機能が発揮されます。
そして、ガン細胞が大きく成長してガンを発症する可能性は小さくなります。
逆に、生命力、免疫力が低下すると、ガン化を抑えられなくなってガンが
発症する可能性が高まります。「カギ」は、生命力、免疫力を落とさないこと
です。

(4)生命力、免疫力を高めるためには、「気のからだ」(=エネルギー体)
を健全に整える必要があります。「気のからだ」には、生命体にとって不可欠
な、エネルギー、情報、ソフトウェア(本能)が内包されています。
「気のからだ」が整っていれば、「生命力」が高く維持され、生命体が設計
どおりに働き、防御システムも有効に機能して、ガンや病気を未然に予防する
ことができます。
「気のからだ」は見えないけれども、生命体にとっては不可欠な極めて重要な
要素と考えます。

(5)「気のからだ」(=エネルギー体)を整える方法として、「気功」があり
ます。「気功」は、「気のからだ」を整えるだけでなく、生命体を健康に維持
するための一大テクノロジーの集合体です。
なお、「気に関わる修練」を全て「気功」と呼んでいます。

(6)「気功」には様々な方法、スタイル、流派があります。
様々な気功に含まれる要素を大別すると、下記の3要素に分類されます。
(a)脱力と調身:   力の抜けた無理のない自然な姿勢 
(b)調息:      呼吸法、 腹式呼吸法
(c)調心:      爽やかで穏やかで前向きな心
上記の、調身、調息、調心は、相互に影響を及ぼし合います。

(7)数え切れないほど沢山ある気功の中で、メールマガジンでもお伝えでき
る簡単な気功をご紹介してきました。筆者が日常行っている「ガンを予防する
歩く気功」です。
「ガンを予防する歩く気功」は、歩く時に、いくつかのポイントを付加して
歩くだけですから、その気になれば誰にでもできます。お金を出して気功
教室に通わなくても、本メールマガジンを参考にして歩いて頂くだけで出来
ます。継続すれば実際に病気やガンを予防することができます。


3.見えなくて困ります

今回お伝えした内容は、ある意味で怪しい(?)内容であったかも知れません。
「気」とか「気功」とか聞いただけで拒否反応を示す方々が少なくありません。
確かに一般の方々には「気」は見えません。
最初は感じることもできません。
したがって「気」が理解されなくて当然かもしれません。
とても困ったことです。

「気」を理解できる方は、おそらく数十人にひとりの割合かと思います。
「気」を実感できる方は、更に少なくなります。
「気」とは何か? について考察を進める方は一握りの方々だけでしょう。
そして現代科学や医学がこれらを見落としている、あるいは一部の人は理解
できていても、全貌を把握できないでいる現状をみてきました。

筆者は30歳頃からギックリ腰の頻発で苦しんできました。
そのため若いころから様々な健康情報に関心を持ち、良さそうと思った
ものは極力自分自身で試してきました。そして「気功」や呼吸法、イメージ
トレーニング、太極拳、自力整体などが、格段に高い効果を表すことを
実感し、以後ずーっと継続してきています。

その過程で、「気」とは何かを追及してきました。
そして「気」や「心」など見えない世界が、宇宙のしくみに大きく関与して
いることを確信してきました。
健康・長寿だけでなく、自己実現につながり、生き方自身が変わってくること
を実感してきました。
今まで述べてきたことは、筆者が自分自身で実際に体験してきたこと、実践
してきたこと、実感してきたことをベースにしています。
そのことをお伝えしたくてメールマガジンが少々長くなってしまいました。

見えないことで他にも困ったことがあります。
「気」や見えない世界を悪用して、金儲けを企んだり、売名行為や詐欺まが
いに手を染める恥ずかしい方々が絶えないことです。
その結果、「気」が誤解され、警戒されてしまいます。
気や宇宙のしくみが真に理解できればそんなことは出来ない筈なのですが。


4.謝意

昨年7月以降、1年半に渡って本メールマガジンをご購読いただきありがとう
ございました。
この間、励ましのお便りやご意見・ご質問をお寄せ頂いた皆様に深く感謝申し
上げます。
また何人かの方々から、本にして発行したらどうかというお話しを頂きました。
一部の出版社から本発行のお誘いもありました。

今回は、筆者が日頃考えている「怪しい考え」をテスト的にメールマガジン
の形で紹介させていただきましたが、時間に追われて書き下ろしてきたため、
全体の吟味が済んでいません。
また、どのくらいの方々にご理解頂けているのかも良くわかっていません。
発行サイト「まぐまぐ」からは、余計なメールマガジンが絶えず送られて
くるので購読をやめたという方が多いと思います。代わりに筆者のホーム
ページからバックナンバーを読んでいただいた方々も少なくないようです。

時代は大きく変わりつつあります。
今では本でなく、電子出版や、フェイスブック、ツイッターなど様々な情報
発信方法があります。ただし若い方々はともかく、中高年世代にとっては
まだまだ馴染みが少ないように思います。

そこでもう一度だけ、別の発行サイト(MELMA)から新規にメールマガジンを
リピート発行しようと思っています。この間、毎回内容を吟味し必要に応じ
て加筆・修正しつつ、少しずつブラシアップしていこうと考えています。

新メールマガジンの購読方法は下記の通りです。

(1)Google、Yahoo などの検索サイトで、「melma」または「MELMA」また
は「メルマ」と入力して検索ボタンを押す。

(2)表示される検索記事のうち、「メルマガならメルマ!無料でメールマガ
ジン購読・発行」 をクリックする。

(3)検索窓に「ガンを予防しましょう」または「195711」と入力して検索
ボタンを押す。ガンはカタカナで入力してください。「195711」は当メルマガ
のID Noです。

(4)表示される「ガンを予防しましょう ガンは手強いです。・・・ 」
の記事をクリックする。

(5)概略説明文が表示されたら、その下へ移動して、「最新の記事リスト」
を探す。その下に表示されている記事のタイトルを選択してクリックすると
バックナンバー記事が表示されます。

(6)メルマガ登録・解除の欄にご自分のメールアドレスを入力して「登録」
ボタンを押すと登録されます。

ご友人に紹介して頂ければ幸甚です。

なお、筆者のホームページは下記の通りです。
   ホームページ: 富士健康クラブ  fujikc.exblog.jp 


最後までお読みいただきありがとうございました。
以上


「お詫び」

今回のメールマガジンは2巡目のマガジンです。
2012年12月から2014年1月25日の発行となりましたが、文章は1回目の
文章をそのまま掲載しました。1回目は、2011年7月から2012年12月ま
発行しました。そのため内容のうち時間的な記述が1年半ほどずれた内容に
なっている部分があります。
ここにお詫びいたします。
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by jiriki-tachikawa | 2014-07-09 15:18 | ガン予防2メールマガジン

[宇宙の不思議・いのちの不思議]


[宇宙の不思議・いのちの不思議]  第14号

第2章 ミクロの世界の不思議


[2-3] 素粒子の影武者

ディラック(英国)は20世紀前半に陽電子の存在を予言しました。通常の電子はマイナスの電気を帯びていますが、プラスの電気を帯びた陽電子が存在し得ると考えました。そして1932年、宇宙線の観測によって実際に陽電子が発見されました。

理論物理学では、様々な「対称性」を重視します。マイナスの電気を帯びた電子だけが宇宙に存在するのは不自然で偏っていると考えます。プラスの電子があった方が自然だと考えます。「対称性」に関しては、電気のプラス、マイナスだけでなく、スピン(自転量)の対称性など様々な対称性が重視されています。


1.反粒子

(1)一般的に粒子と反対の電気を持つ粒子を「反粒子」と呼びます。したがってプラスの電気を帯びた陽電子は、マイナスの電気を帯びた普通の電子の反粒子です。クォークにも電気が逆の反クォークがあります。そして、反クォークや陽電子から作られる反原子も存在し得ます。理論的には、反原子から反物質を作ることも可能です。SFに時々登場するようですね。

(2)様々な粒子に対して影武者のように、あるいはパートナーのように「反粒子」が対応して存在します。
粒子と反粒子には、機能の差や優劣はありません。電気的な性質が反対であることだけが相違しています。なお、粒子と反粒子が出会うと、双方とも忽ち消滅してエネルギーを放出します。

(3)自然界においては、反粒子はほとんど存在しません。しかし、宇宙線が上空の空気の分子等に衝突した際に瞬間的に現われたり、粒子加速器によって粒子どうしを衝突させることによって人工的に短時間だけ反粒子を作ることができます。

(4)宇宙創成期のビッグバンの際に、素粒子と反素粒子は同数だけ大量に発生した筈と考えられています。しかし未知の理由により、反素粒子は宇宙初期に消滅してしまい、普通の素粒子や物質だけが残ったようです。


2.超対称性粒子

(1)反粒子までは素粒子の「標準モデル」に折り込まれています。反粒子とは別に、「超対称性粒子」の存在が予言されています。様々な粒子に対して影武者のように、あるいは鏡の鏡像のように、「超対称性粒子」が対応して存在し得ると考えます。粒子は固有のスピン(自転運動量)を持っています。超対称性粒子は、パートナーの粒子のスピンの量と比べて、対称的な値をとる粒子のことを指しています。

(2)超対称性粒子のひとつとして「ニュートラリーノ」と呼ばれる素粒子の存在が予言されています。ニュートラリーノは、第1章でご説明したダークマター(暗黒物質)の正体の最有力候補と言われ、世界中の科学者がその発見競争を繰り広げています。

(3)日本でも、岐阜県神岡鉱山の地下1,000mに、宇宙線の観測装置を設置してダークマターの発見に努めています。
鉱山のような地下深い場所では地表の雑音を軽減できるため宇宙線の観測に適しているからです。

(4)「超対称性粒子」に関する理論は、「超対称性理論」と呼ばれています。標準理論の欠点を克服する可能性があるため近年脚光を浴びています。超対称性理論は、重力も含めた全ての力を統一する究極の理論になる可能性があると期待されています。


<補足> 粒子加速器 

(1)量子論は、理論と実験を車の両輪として発展してきました。20世紀前半ころまでは理論が主体になって進歩し、後半は実験が重要な位置づけを占めてきました。紙と鉛筆だけでもできる理論分野は、日本人物理学者の得意分野であり、前述のとおり湯川秀樹博士を筆頭にして多くのノーベル賞受賞者などが中心となって大活躍してきました。

(2)実験は、宇宙線観測と粒子加速器実験に大別されます。宇宙線は強力なエネルギーを持っているため、地球上の分子や原子などに衝突すると様々な素粒子が発生します。素粒子の軌跡を解析することで新粒子を見つけてきました。ディラックの陽電子や湯川秀樹博士の中間子などの発見が代表例です。

(3)粒子加速器は、強力な電界や磁界によって、人工的に高いエネルギーを粒子に加えて光速近くまで加速した後、他の粒子に衝突させます。その際発生する様々な粒子を観測して未知の粒子を発見していきます。ヒッグス粒子が代表例です。

(4)付加するルエネルギーが大きいほど破壊力が大きくなって、より強固な粒子でも破壊することができるため、年々大型化、強力化してきています。
日本では、茨城県つくば市の高エネルギー加速器研究機構や、東海村J-PARK、兵庫県の理化学研究所などに設置されて様々な研究が続けられています。

(5)スイスのジュネーブ郊外に、今のところ世界最大の粒子加速設備が稼働しています。地下100mのトンネル内に設置された1周27kmの環状の巨大実験施設です。
略称でLHCと呼ばれており、日本の研究者や企業も深く関わっています。

(6)前述の「ヒッグス粒子」は、このLHCによって発見されました。
また、ダークマターの有力候補である「超対称性粒子」を発見すべく多くの科学者がLHCを使用して凌ぎを削っています。

(7)日米欧が構想する次世代最新型の超大型線形加速器(国際リニアコライダー)の建設計画があり、それを東北地方の北上山地に招致するかどうかが時々話題に上がっています。
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by jiriki-tachikawa | 2014-07-03 00:00 | 不思議メールマガジン

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