ヒッグス粒子

ヒッグス粒子

(サイエンス)
ひっぐすりゅうし

higgs particle、higgs boson

素粒子の一。質量の原因だとされている粒子。神の粒子(God Particle)やいまいましい粒子(Goddamn Particle)とも呼ばれている。
1964年にイギリスのピーター・ヒッグスが存在を提唱。
2012年7月4日に発見されたと発表され、2013年10月に東京大や高エネルギー加速器研究機構などの国際チームの実験で確定した。

概要

素粒子物理学で力を伝える役割とされるゲージ粒子の一種*1
標準模型では、電弱対称性の破れの原因であり、さらに質量の原因になっているとされる。
宇宙に存在する物質のなかで今のところ人間が観測できるのは約4%にすぎないが、この粒子の発見で残りの96%の発見に繋がるとされている。*2

ヒッグス場

素粒子が質量を得ることに関する理論に現れる場についての仮説。

ヒッグス機構

ヒッグス場によって質量を獲得するメカニズム。

素粒子はいかに質量を得たか(ヒッグス機構について)

ビッグバン直後のヒッグス粒子が無い状態では、あらゆる素粒子は光速で動き回れた。
しかしビッグバンの100億分の1秒後の宇宙で「真空の場になにか存在するという期待」(真空期待値)が生じた。
その後、一部の素粒子が「そのなにか」に当たり、抵抗を受けて速度が遅くなり、物質を構成したと考えられている。
この抵抗、動きにくさが「質量」であり、その原因を作っているのがこの「ヒッグス粒子」のせいだとされている。
しかし「ヒッグス粒子それ自体」やビッグバン直後に存在したとされる「右巻きニュートリノ」*3はヒッグス機構と関係なく質量を持つことが出来る。

発見

ヒッグス粒子の存在が確定

  • 2012年7月4日、ヒッグス粒子と思われる『新しい粒子』が欧州合同原子核研究所(CERN)の大型粒子加速器(LHC)により発見したと発表した。その粒子がヒッグス粒子である確立は99.9999%以上。*47月下旬には詳細な解析データが公開される。
  • 2013年3月15日、昨年の実験で発見された粒子は「ヒッグス粒子」である可能性がさらに高まったと発表*5。しかし、どのような種類のヒッグス粒子かが分かるまでにはまだ時間がかかるとしていた。
  • 2013年10月、東京大や高エネルギー加速器研究機構などの国際チームの実験で確定。7日付の欧専門誌「フィジックス・レターズB」で公表される予定。

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*1:対応する場はヒッグス場

*2:http://press.web.cern.ch/press/PressReleases/Releases2012/PR17.12E.html

*3:通常の左巻きニュートリノより重いとされている

*4:実験チームである「アトラス」と「CMS」は『発見』と等しい確立として「5σ(5 sigma)」を下した。
ちなみに「1σ」はデータにランダムなゆらぎがある状態、「3σ」は観測されたとされる状態。

*5:New results indicate that new particle is a Higgs boson | CERN

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