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2011年12月28日 (水)

ヒッグス粒子とは?

 先ごろ、欧州合同原子核研究機関(CERN)というところが、「ヒッグス粒子」の「存在の兆候」をつかんだというニュースが報道されました。さて、この聞きなれない「ヒッグス粒子」とは一体どんなものなのでしょうか?

今回は、雑誌Newtonの過去記事を元に「ヒッグス粒子」簡単にまとめてみます。

 

 現在の物理学の世界では、「電磁気の力」と「弱い力」、「強い力」の間の関係をまとめて説明する「大統一理論」という理論を明らかにすることに挑戦しています。(「電磁気の力」、「弱い力」、「強い力」については本ブログ「無」の物理学を参照ください)さらにその先には重力まで含めた理論があるはずだと考えられています。大統一理論をつくっていくうえで、物理学者が重要だと考えているのがヒッグス粒子です。

 

 「ヒッグス粒子」は最新の理論で考えられている素粒子の一つです。ヒッグス粒子は今まで発見されていませんでしたが、ヒッグス粒子がほんとうに存在するかどうか、また、その質量がどれくらいかということが、物理学の未来への分岐点になると考えられています。

 

 ヒッグス粒子は1964年にイギリスの理論物理学者ヒッグスが提案したものです。なぜヒッグス粒子が存在すると考えられたのでしょうか? 光子の質量は0であると考えられています。また、理論的には「弱い力」の仲立ちをするW粒子やZ粒子は非常に重いことがわかっています。つまり質量があるのです。それを説明するために理論的に導かれたのがヒッグス粒子なのです。

 

 ヒッグス粒子を取り入れた理論では、まず空間にヒッグス粒子が充満していると考えます。そして素粒子を加速しようとした時に、ヒッグス粒子にぶつかりやすいものほど加速しにくく(質量が大きく)、逆にぶつかる確率が低いものほど加速しやすい(重力が小さい)とします。このような考え方によれば、もともと光子にもW粒子にもZ粒子にも質量はないけれども、W粒子やZ粒子はヒッグス粒子と衝突する確率が高いので、その質量が大きいと考えるのです。

 

 現在、このヒッグス粒子を発見するために粒子加速器による実験が進められているのです。

Newton

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