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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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2017年4月1日朝カル講習会参加 [物理]

先週の土曜日に、久しぶりに朝日カルチャーセンターの講習会に参加しました。

宇宙と素粒子の物理についての2時間の講習2講義でした。

 「宇宙と素粒子」川崎雅裕先生(東京大学宇宙線研究所)

 「LHCの最新成果 ヒッグス粒子とこれからの展開」 浅井祥仁先生(東京大学)

浅井先生の講演は、何年か前に1回聴講しているので、今回2回目でした。
前回聞いた話に新しい話題が追加されているといった内容でした。
まだ確立されていない内容があるので、理解できない部分も多々ありました。
「途中で質問しないとどんどん進めてしまうので質問してくださいね」、と言わ
れますが質問するのも難しい感じがします。

2012年にヒッグス粒子が発見されて、翌年にその関係でノーベル物理学賞が
授与されていますが、あれからもう5年程立っています。ついこの間のような
気もするが・・・。
浅井先生は、ヒッグス粒子を発見したLHCのアトラスグループの日本のまとめ役
で、ノーベル物理学賞の3つ目の枠にLHCのグループが入らなかったのは残念だっ
たでしょうね。

ヒッグス粒子の発見は、新聞やTVが言うように17番目の素粒子がみつかったとい
うチョロい話ではないと強調されます。
それまで見つかっている素粒子は物質を形作る素粒子クォーク・レプトンか力を伝
えるゲージ粒子のどちらかですが、ヒッグスはどちらでもなく素粒子の質量を生み
出す真空に存在する場だということです。
真空というものは空ではなく、何かが詰まった不思議な状態だということが分かった
という意味で大きな意義があります。

そのため、宇宙初期に宇宙が急激に膨張するインフレーション理論との関係があり、
ヒッグスがインフレーションを起こしたかもしれないし、ヒッグスと同じような色
付きヒッグスが起こしたかもしれないというところが議論になっているそうです。

空間が膨張するとそれに伴ってエネルギーも増えるという話がありますが、講演会で
よく質問されるようですが、浅井先生は「宇宙が無限であればそうなんだけど、宇宙
は有限なのでエネルギーは増えない」というようなことを言っていました。
川崎先生の講演でも同じような質問があって、川崎先生は「重力はマイナスのエネルギー
になるのでトータルではエネルギーは増えない」というように話していました。
二人の回答を合わせると、重力のエネルギーは宇宙の端を0としたポテンシャルエネルギー
のように考えて、宇宙の内側にマイナスになっていて、宇宙が広がっていくとマイナス
が大きくなるので、空間に貯められるエネルギと重力のエネルギーで帳尻が合うと言っ
ているかとイメージしましたが、あっているかは不明。

宇宙の観測と一般相対性理論から、宇宙には暗黒エネルギーが存在していることが分か
ている。ヒッグス発見で、ヒッグスは暗黒エネルギーよりも10の60乗も高いエネルギー
になっている。色付きヒッグスでは10の112乗も高い。
しかし、暗黒エネルギーは宇宙膨張に効いているが、それが何か分かっていない。
ヒッグスは、ある筈だが宇宙膨張には効いていない。新たな未解決テーマになった。

つづく

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