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ついに発見?「ヒッグス粒子」が簡単に理解できるまとめ

米フェルミ国立加速器研究所は2日、質量の起源とされ、「神の粒子」と呼ばれるヒッグス粒子の存在を示唆する実験結果を得たと発表した。大型加速器テバトロンを使った実験でわかった。ヒッグス粒子をめぐっては、欧州合同原子核研究機関(CERN)も4日に最新の研究成果を発表する予定で注目されている。

更新日: 2016年05月02日

curatorさん

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「ヒッグス粒子」が簡単に理解できるまとめ

CERNは統一見解で、暫定的な結果としながらも
「新粒子を観測したことは画期的で、その意味は非常に重要だ」と強調。年内にもヒッグス粒子かどうか確定するとの見通しを示した。

新粒子は陽子の約130倍の質量を持つことを観測で確認した。実験に参加している浅井祥仁東大准教授は「新粒子が別の未知の粒子である可能性も残るが、ヒッグス粒子が最有力だ」と話した。
(2012.7.4)

ヒッグス粒子とは

我々のからだは重い。
質量があることは当たり前だと思っていて、なぜなのか深く考えたことはないと思うが、物理学では理由があって「ヒッグス粒子」と呼ばれる‘粒子’がモノに質量を与えていると考えられている。

1964年にイギリスの研究者ヒッグズさんらがその存在を予言したがなかなか見つからず、万物に質量を与える特別なものであることから「神の粒子」とも呼ばれてきた。

ヒッグス粒子(ヒッグス場を量子化して得られる粒子)
「質量を持たないとされる素粒子が、質量があるように見えるのは、宇宙に存在する未知の粒子とぶつかることによるものである」

真空はヒッグス粒子の海つまり“場”で満たされているらしく、物質粒子であるクオークやレプトンが飛び交うとヒッグス場の抵抗により光速よりも遅くなることが確認されています。

この、ヒッグス場の抵抗により、あたかも物質粒子に質量があるかのようなふるまいをしているそうです。

宇宙誕生のビッグバン直後、素粒子は質量を持たず、光速で自由に飛び回っていたとされる。

ヒッグス粒子は素粒子に水あめのように作用してブレーキをかけ、質量を「獲得」させたと考えられている。

標準理論で予想されながら未発見の最後の粒子で、その発見はノーベル賞級の成果となる。

物理学の世界で17種類の素粒子があるとされていますが、
ひとつだけ見つかっていない素粒子が『ヒッグス粒子』です。

ビッグバン直後、物質なんてなかったのですが・・・
ビッグバン発生から、1億分の1秒で、相転移という反応が起き
『ヒッグス粒子』で宇宙は満たされました。

エネルギーに、質量が生じ、物質化したので、
ヒッグス粒子は「神の粒子」と呼ばれています。

ビッグバン直後の熱い宇宙では、すべての素粒子は現在の光(光子、フォトン)と同様に質量のない状態でした。

温度が100兆度よりも高い時には、ヒッグス粒子(場)に満たされた宇宙は相転移がまだ起きておらず、ヒッグスは素粒子に「くっつく性質」と「はなれる性質」の両方がバランスします。

そしてビッグバンから10^(-10)秒後、宇宙の温度が1000兆度に下がったとき、「相転移」という現象が起こります。

この「相転移」ですが、けっして難しい現象ではありません。毎日皆さんの家の台所、おもに冷蔵庫の中やポットの中で起こっていることなのです。

相転移が起こり、エネルギーが低い状態になると偏った世界になります。これを「自発的対称性の破れ」といいます。

温度が下がった相転移後の宇宙では、ヒッグスにまとわりつかれた素粒子は運動しにくくなります。つまり、ヒッグスに絡まれた素粒子は光の速さより遅くしか運動できなくなります。このヒッグスにまとわりつかれやすさ、これが「質量」のはじまりなのです。

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