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一般講演会「粒をさぐる・粒でえがく宇宙」参加 [物理]

2018年4月14日
第18回東京大学宇宙線研究所・カブリ数物連携宇宙研究機構合同
一般講演会「粒をさぐる・粒でえがく宇宙」
アミュゼ柏 2階 クリスタルホール
定員400名

梶田隆章ICRR研究所長あいさつ
一般講演会がどのように始まったか等の話があった。
春はICRRが主体、秋はIPMUが主体で実施。
1回は柏、もう1回は別の場所でやっている。
ということが分かった。

資料はもらえないのとメモは取っていないので、正確には覚えていない
ので先生方の話と違うことを書くかもしれません。
資料はもらえないけど、家に帰ってからキーワードでWeb検索するとたくさん
資料が公開されているので参考になりフォローできる。

■講演1
中畑 雅行(宇宙線研究所 教授 神岡宇宙素粒子研究施設長)
超新星ニュートリノ観測の最前線
「1987 年、カミオカンデが人類で初めて観測した超新星爆発からのニュートリノの数は、わずか11 事象でした。それから30 年近くがたち、スーパーカミオカンデをはじめ世界中に数多くの検出器が建設され、「次の爆発」を待ち構えています。また、スーパーカミオカンデは、宇宙が生まれてから宇宙のいたるところで起きてきた、過去の超新星爆発で放出されたニュートリノもとらえようとしています。超新星ニュートリノ観測の最前線を紹介します。」

私のメモ
・神岡宇宙素粒子研究施設について
・恒星の話
・超新星爆発の話
 超新星爆発の映像を見せてどこで発生しているか分かるか手を挙げてもらう
 実際は数か月は明るいらしい それを数秒に短縮している
 古代の記録 中国、日本、韓国にある 西洋にはない
・元素生成について
 ビックバンのときに水素、ヘリウムが出来る。
 恒星の中で鉄までが出来る
 超新星爆発や中性子星の衝突でそれ以外の元素が出来る
・カミオカンデで超新星爆発のニュートリノを観測したときは、11個しか捉えていない。
・近くの超新星爆発だけだと年に数回しか発生しないが、範囲を広げると○○秒に1回発生する。
・超新星背景ニュートリノを捉えることも。

■講演2
白井 智(カブリ数物連携宇宙研究機構 特任助教)
専門は超対称性、暗黒物質などの素粒子現象論。
LHC 実験で探る不自然な自然
「宇宙には非常に多くの種類の原子分子が存在し、様々な天体、そして生命が存在します。しかし、現在の素粒子物理学の「自然」な予言は、太陽も地球も生命も存在しない不毛な世界です。現在の豊かな宇宙は素粒子物理学の観点からは極めて「不自然」と考えられます。これはNaturalness 問題とよばれており、現代物理学の大きな課題の一つです。講演ではこの自然さの問題について解説し、解決のための鍵であるLHC 実験についてもご紹介します。」

私のメモ
・自然な不自然とは意味が分からないですよねと言って、色々な例を話す。
 鉛筆を投げて逆立ちに立つようなこと。あり得ないけど物理法則には違反していない
 サイコロを何十個も投げて全部6の目がでる。あり得なことではないけどイカサマと思う。
 家計簿に100億円の入金と出勤がある。トータルは合っているけどおかしいと思う。
・相対性理論
 エネルギーと質量の等価性
・量子力学
 電子の裸の質量、量子効果で電子の周りには光の雲のような状態がある
 磁気モーメントの実験とQEDの計算の精度は最も成功した例の1つ
・標準理論で説明できないことがある。
 ニュートリノの質量、ヒッグスの質量・・・
・ヒッグスは重い素粒子とも関わるので量子効果が大きくなる。
 しかし実際の質量は125GeV。
 実際より何桁も大きい量子効果がキャンセルのは不自然
 標準理論では説明できない。新しい物理が必要
・考えられること
 量子効果をキャンセルするものがある → 具体的には話さなかったけど超対称性粒子のことのよう
 ヒッグスは素粒子ではない → 具体的には話さなかったけど複合粒子と考える
 次元を増やす (だっとような)
・LHCの実験の話
 大量の反応から不要な反応を除いて目的の反応を見つけることが難しい
 データが公開されているらしい
 目的の反応を見つけ出すソフトのコンテストがある(ネットでアクセスできるらしい)
・朝カルの浅井祥仁の講義とテーマが重なるところがあるが、纏め方が違うので今回気付いた点もあり良かった。

■講師二人とのディスカッション
・実験系と理論系のバトルトークもあり、盛り上がった。
・質問で手を上げるひとがいつもより少なめだったような。

■講師とのディスカッション
・熱心に質問しているひとが多かった。
・記者のように講師の話をメモしているひとがいた。関係者だろうか?

全体を通して、素粒子や宇宙に関係する未解決問題の話題が沢山出て来て、これからの物理学の発展が楽しみになってきた。



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第17回IPMU&ICRR合同一般講演会聴講 [物理]

一般講演会に参加してきました。
なみとつぶ20171103_2s.JPG
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第17回東京大学カブリ数物連携宇宙研究機構・宇宙線研究所合同一般講演会
なみとつぶのサーカス
宇宙の精密実験の現在

”重力波”アインシュタインの奏でる宇宙からのメロディー
川村静児(東京大学宇宙線研究所教授)

”ニュートリノ”T2K実験で探るその性質と将来展望
マーク・ハーツ(東京大学 Kavli IPMU特任助教, TRIUMF研究所研究員)

対談「超精密実験の現在」 川村 静児 x マーク・ハーツ
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重力波の話は、重力波を音にして聞かしてくれたりした。
軽めのブラックホール連星が合体するケースは長めで高音で、
重めのブラックホール連星が合体するケースは長めで低音になった。
中性子星の連星が合体するケースと超新星爆発のケースも聞かせて
頂いた。
LIGOで実際に重力派を観測したときのデータも音にして聞かせて頂
いたが、雑音が大きく目を瞑って集中しないと聞き取れなかった。
先生は、宇宙誕生時の重力波を観測したいと思って重力波の研究を
始めたようだ。
宇宙誕生時の重力波というとbモード偏光の観測だけかと思っていたが、
宇宙誕生時の重力波を直接観測できるような日が来るのだろうか。

1つのノイズを除去するのに、数日から数週間掛かったというような話が
あった。
三鷹の実験施設(TAMA300)でやっていた時は、まったく観測できなく
なって、何かと思ったら味の素スタジアムでスマップのコンサートがあった
とか、またある時はまったく観測できなくなって何かと思って外に出て
みたら調布の花火大会だったので、これじゃだめだとみんなで花火を見
ていたとか。
重力波の研究をしている人は、回路を自分で作ったり技術的にも一流とい
うことだった。
8月の中性子星合体のときがそうだったが、重力波観測したら電波や赤外線
などでマルチに観測できるように世界中の天文台に知らせるために短時間
で解析して送信するのが大変で大切とのこと。


ニュートリノの話は、ニュートリノとは何か、ニュートリノ振動とは何か、
ニュートリノ振動があるとなぜ質量があると言えるのか、T2K実験について
の話があった。
同時通訳で話がトントン進むのとニュートリノの話を結構聞いているの
で少し集中力が続かず、肝心なところをあまり良く聞いていなかったかも知
れない。
T2K実験では、ニュートリノを放射する装置を作るところは、科学者が主に
設計して技術者と一緒に課題を解決していったということだった。
放射能が出るので、遠隔で操作が出来るようにすることが大切で大変だった
ということ。
自然界にあるニュートリノとT2K実験装置で生成するニュートリノの区別は
どのようにするのかという質問があった。T2K実験装置で生成するニュート
リノは短い時間に生成されて、距離も短いので観測した時間で区別可能という
ことだった。
ニュートリノと反ニュートリノは、電気的に中性ですがどのように区別でき
るのかというような質問があった。カミオカンデでの観測では区別ができない
が、ニュートリノと反ニュートリノを生成する側で生成過程が違うので区別
できるということだった。
なかなか良い質問だった。

名古屋から来たという女子高校生や他にも女子高校生からの質問もあった。
将来理系に進んで、研究者になるといいね。

前の席の人は、超弦理論の本を読ん出来ると話していた。
当然と言えば当然だが、ここに来る人は、ある程度自分でも勉強している人が
多いようだ。

この講演会で始めて見たような気がしたが、手話通訳が行われていた。
重力波を音にして流しているときも通訳していたので手話通訳の表現力の幅の
広さに驚いた。





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4月15日宙に訊ねて理を導く [物理]

4月15日にアミュデ柏で下記の一般講演会を聴講しました。

第16回東京大学宇宙線研究所×カリブ数物連携宇宙研究機構合同一般講演
「宙に訊ねて理を導く」

最高エネルギー宇宙線
ユタ州から極高宇宙現象を探る
佐川宏行 宇宙線研究所 教授

カラビヤウ多様体
物理学がもたらす数学の「予想」
戸田幸伸 カリブ数物連携宇宙研究機 准教授

定員400人で応募多数の場合は抽選になりますが、2回に1回以上は当選
しているような気がします。

宇宙線は、宇宙空間から地球に降り注いでいるミクロな粒子のこと。
宇宙線の最高エネルギーは、人類が作り出せるエネルギーの1000万倍の
エネルギーを超えるそうです。しかし、その宇宙線がどのような宇宙
現象から発生したものなのかはよく分かっていないそうです。
佐川先生は、米国ユタ州でテレスコープアレイ(TA)実験で、その謎を
解明しようとしているそうで、今回はその話が聞けました。
宇宙線の研究というと素粒子の研究かと思いましたが、この実験はどう
も天文学に近いようでした。

カラビヤウ多様体は、もともと数学の代数幾何学などの分野で研究されて
いた。物理の超弦理論でこの世界には微小な6次元空間が潜んでいてそれが
カラビヤウ多様体になっていると考えられ研究されるようになった。
それで物理学者が、1990年頃に超弦理論の研究からカラビヤウ多様体の
幾何学にについて関する驚くべき予想をし、数学者も大いに触発されて
研究が進展したということです。
戸田先生は数学者としてカラビヤウ多様体を研究しているそうです。
当然、一般のひとにカラビヤウ多様体そのものを説明することは出来ませ
ん。それで、放物線を複素数に拡張すると球になるとか、楕円曲線は
トーラスになるとかいう話をしていたと思います。
講演が終わった後にロビーで先生と直接話ができる時間がありましたが、
何人かのひとは、なぜ放物線が球になるのか質問して、紙に書いて説明
を受けていました。

今回も面白い話が聞けて良かった。





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2017年4月1日朝カル講習会参加 VOL3 [物理]

2017年4月1日 朝日カルチャーセンター
川崎雅裕先生(東京大学宇宙線研究所)の講演「宇宙と素粒子」も受講しました。

初めに素粒子の標準理論のおさらいがありました。

以下のような課題があり、標準理論を越える理論が必要
 力の統一
 ニュートリノの質量の期限(標準理論では質量0)
 暗黒物質
 インフレーションの起源
 物質反物質の非対称性

ビックバン、インフレーションについての説明がありました。
 スローロール・インフレーション(初めて聞きました)
 (スカラー場がポテンシャルをゆっくり転がる間にインフレーションが起きる)
 ・・・元々のインフレーションモデルでは際限なくインフレーション
    が続いてしまう欠点があったが、このモデルでは止まるようです。
スカラー場の正体については、分かっていませんが、ヒッグスである可能性も
あるようです。浅井先生が川崎先生がこの件についてどのように言っていたか
受講者に聞いていました。
宇宙の地平線、密度揺らぎの生成、インフレーションによる重力波の生成

物質・反物質の非対称性の話
 サハロフ条件
 レプトン数からバリオン数に転化する(スファレロン過程)
 バリオン数生成機構
  重いニュートリノの崩壊によるバリオン数生成
   重いニュートリノからニュートリノ+ヒッグスに崩壊(レプトン数+1)
   重いニュートリノから反ニュートリノ+ヒッグスに崩壊(レプトン数ー1)
        (重いニュートリノはレプトン数0)
    2つの反応率が異なる(サハロフ条件1と2を満たす)
   熱平衡にもならない。(サハロフ条件3も満たす)

2時間と短い時間でしたが、よく纏まっていて分かり易かったように思う。




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2017年4月1日朝カル講習会参加 VOL2 [物理]

浅井先生の講演の講演の続き

見つかったヒッグス粒子が理論的に予想された質量より軽すぎるのが問題。
後でインターネットで検索したところでは、「トップクォーク凝縮模型」や
「トップ・シーソー模型」という理論らしい。

そのため、新しい原理を考える必要がある。
その候補としては、超対称性、テクニカラー、リトルヒッグス、余剰次元
その中では、超対称性であればヒッグス粒子の軽さ以外に色々な問題を解
決できる。(暗黒物質の候補になる、ヒッグスの質量が説明できる、力の大統一)

まだ、超対称性粒子が見つかっていない。
LHCで探索している。気になる現象があるが統計的にもっと回数を上げないと
分からない。衝突回数が上げるような改良を行う予定もある。

取り合えず、終わり。(私の理解力の限界)

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