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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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グラショー博士(1979年ノーベル物理学賞)一般公開講演会 [物理]

昨年聴講した一般講演会で全く書いていなかったのが2つあったので
記録として書いておきます。

東大で行われる講演会を聴講するのは、これまでこの2回を合わせて
全部で4回。
毎回会場が違う建物なのは意識してのことだろうか?
大勢が入れるホールがいくつもあるのはさすがだ。

■グラショー博士(1979年ノーベル物理学賞)一般公開講演会
2016年8月28日(日)14:00~16:00
東京大学(本郷キャンパス)情報学環・福武ホール ラーニングシアター

そんな前になってしまったかと驚いた。時の絶つのは早いものだ。
講演終わって直ぐに書こうと思ったんですが、「とね日記」さんで完璧な
報告をすぐに公開されて、それを読んでしまったため、圧倒されて書けなく
なってしまった。
今回も「とね日記」さんの記事を見て思い出しているので助かっています。
http://blog.goo.ne.jp/ktonegaw/e/f4e921c9658652e6d66e5c7d8581c834

講演のテーマは、科学と技術の進歩はあらかじめ立てられた計画による研究
とセレンディピティ(=偶然に巡り会えた素晴らしいもの)により、まったく
予期しない発見により起きるという事。このふたつが互いに絡み合った様々な
歴史的発見をひもとき、基礎研究に予算を割くことの重要性について論じます。
https://www.icepp.s.u-tokyo.ac.jp/information/lecture2016

先生の知り合いが、国際リニアコライダー(ILC)の計画を指導しているので期待
しているということです。
日本の北上山地がILCの有力候補地になっているので、この講演の内容は国や文
部科学省へのアピールの意味も少なからずあるのではないかと思います。

セレンディピティ的な発見の例をものすごい数挙げられた。資料の配布はなく、
最初はメモしていたけど追いつかないので直ぐに諦めた。「とね日記」さんの記事
を見るとどんなものが挙げられたか分かるが、よく記録したなととねさんの能力
の高さに関心する。

質問に答える形で先生自身の話も聞けた。
子供のころ、野球が苦手だったけど友達が仲間に入れてくれた。そのころに、
自分は運動などの分野ではだめなのでサイエンスの方で頑張ろうと思ったそうだ。
(少し目が潤んでしまった)
高校の頃に湯川秀樹先生の一般講演を聞いて物理をやろうと志したそうだ。リップ
サービスも少しあるのかなと思ったが、詮索しすぎか。
やはりノーベル物理学賞を受賞したワインバーグ博士と同級生でSFクラブを作って
SFを書いていたりしたそうだ。2人が同級生だったとは知らなかった。
朝永振一郎先生と一緒にノーベル物理学賞を受賞したシュウィンガーに指導され
ていたということも初めて聞いた。学者間の縦の繋がりと横の繋がりがあるんですね。

グラショー博士は、1932年12月5日生まれらしいので、講演当時は83歳だけど、海外
に出かけて講演するなど立派なことだ。この後も中国に行って講演するとのことだった。

素粒子物理の超大物だけに、研究職のひとも講演を聞きに来て質問していた。
講演者紹介は、東大副学長の相原博昭博士(素粒子物理専攻)でした。

ミーハーではあるけど、ノーベル物理学賞受賞者のグラショー博士の講演を聴講する
ことが出来て良かった。


もう一つの講演については改めて書くことにします。





 
 
 


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銀河系 [物理]

宇宙論の本を読み始めていますが、宇宙論はこの100年余りで大変発展
している分野だと思いました。

1920年4月26日にアメリカのスミソニアン自然史博物館でシャプレイと
カーティスにより「宇宙の大きさ」と題する公開討論会が行われました。
シャプレイは、宇宙は巨大な天の川銀河系1つで成り立っていて、渦巻き
星雲は銀河系近傍のガス雲に過ぎないと考えました。
一方、カーティスは、宇宙はいくつもの銀河系で成り立つ島宇宙であり、
渦巻星雲はまさに天の川銀河系とは別の銀河系と考えました。
その後、ハッブルがアンドロメダ星雲とM33星雲の中に、標準光源になる
セファイド型変光星を多数見つけて、距離を見積もることに成功しました。
その距離から、これらの星雲が天の川銀河系の外にあることが分かりました。
それにより、宇宙はカーティスのいうようにいくつもの銀河が点々と浮か
んでいる島宇宙の描像が正しいことが分かりました。
私たちは、1966年に始まったウルトラマンを見ていたおかげで、小学生で
も天の川銀河以外に銀河があることを知っていましたが、その46年前には
まだそんなことも分かっていなかったって意外な気がします。


今読んでいる本

現代宇宙論―時空と物質の共進化

現代宇宙論―時空と物質の共進化

  • 作者: 松原 隆彦
  • 出版社/メーカー: 東京大学出版会
  • 発売日: 2010/06/23
  • メディア: 単行本



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国立天文台・理研講演会 宇宙が物語る物質の起源 [物理]

6月11日に一橋講堂で「国立天文台・理研講演会 宇宙が物語る物質の起源」
を聴講してきました。
http://www.nao.ac.jp/news/notice/2016/20160425-naoj-lecture.html

宇宙で元素がどのようにできるかという話。
理論、観測、実験それぞれの立場の先生方の話が面白く楽しかった。

Youtubeで公開されているので、興味があったらみてください。
https://www.youtube.com/watch?v=mJvmj_nT5Cg

最初、適当にこの辺だったよなと思って入った建物が学士会館で、ちょっと
雰囲気が違うことに気付いて出た。自分で気が付いて良かった。

・・・・
おまけの下手な料理

ほうれん草ちゃんぷる・・・発見ゴーヤ以外のちゃんぷるもあったんだ
ほうれん草ちゃんぷる20160611_21s.jpg

トマトと玉ねぎのマリネ・・・作るの簡単で玉ねぎは身体にもいいのでgood!
トマトと玉ねぎのマリネ20160611_01.jpg

ナスエノキ・・・酒のつまみにもよい
ナスエノキ20160611_16.jpg


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暗黒エネルギー [物理]

日経サイエンス2016年7月号「特集 暗黒エネルギー」
の記事を読んだ。
折角なので、内容をメモしておきます。
図書館で読んで、今は手元になく、記憶を頼りにしているので間違っている
とこともあるかもしれません。よく理解できていないところもあります。

・・・
宇宙が加速度的に膨張していることが観測から分かった。
その原因として、暗黒エネルギーというものが考えられている。
暗黒エネルギーの有力な候補は2つある。

ひとつは、真空のエネルギー。
量子力学の成果で、真空は何もない空っぽのものではなく、物質と反物質が
生成したり消滅したり絶えず行われていることが分かった。つまり、真空に
はエネルギーが存在している。エネルギーは、質量とは違い引力にも斥力に
もなる。真空のエネルギーが宇宙の加速膨張の原因になるということだ。
しかし、真空のエネルギーで考えると力が強くなり過ぎて、現在観測されて
いる宇宙の加速膨張をそのままでは説明できない。桁があまりにも違うという
話だ。真空のエネルギーで考えるとなぜ加速膨張が弱くなるのかも謎になる。

もう一つの候補は、クインテッセンス(quintessence)というものだ。私は、
この記事で初めて知った。数年前に話題になったヒッグス粒子のようなもの
という表現が使われていたが、表には出て来ないで宇宙全体に隠れている
ようなものらしい。非常に軽い粒子と書かれてあったと思うが、軽い粒子な
ら加速器で見つかりそうなものだが、なぜ加速器や宇宙線から発見されない
のか書いてなかったと思う。(読み飛ばしたか記憶違いかもしれない)

宇宙の加速膨張の原因としては、暗黒エネルギーの他に一般相対性理論が
宇宙全体の規模では成り立たないという可能性もある。

真空のエネルギー、クインテッセンス、一般相対性理論の修正の候補を評価
することができる観測が始まっている。
1つは米国立フェルミ加速器研究所などを中心とする「暗黒エネルギーサーベイ」。
もう1つは日本の国立天文台を中心とする「HSC銀河サーベイ」。

どのような観測をするのか。
基本的には、膨張速度と銀河や暗黒物質の集まり方が宇宙の年代でどのように
変わったのかを観測する。地球から離れたもの程古い年代のものなので、色々な
距離の銀河等を観測することで、時とともに状況がどのように変わったかが分かる。

膨張速度は、超新星(Ia型超新星)の観測とバリオン音響振動の観測。
超新星の観測は、宇宙が加速膨張していることを発見したときと同じ方法。
バリオン音響振動は、私は今回初めて知った。こんなことが分かっているとは
驚きました。
真空エネルギーが原因の場合、クインテッセンスよりも早く加速膨張が起こる
と考えられている。

銀河団や暗黒物質の集まり方も調べる。暗黒物質の集まり方は、弱い重力レンズ
効果を使って観測する。弱い重力レンズ効果も私はこの記事で初めて知った。
強い重力レンズ効果は、重力源の後ろにある銀河等が複数に見えたり、線上に
見えたりするもので、映像でもよく見る。弱い重力レンズ効果は、後ろに隠れた
銀河の形が歪んで見える現象でその歪み方から重力源を調べるという方法。
銀河団や暗黒物質の集まり方は、引力と斥力の兼ね合いで変わってくるので
これらを調べることで、暗黒エネルギーの性質が分かってくると考えられている。

暗黒エネルギーサーベイの方が先行して観測が始まっているが、HSC銀河サ
ーベイは感度が2倍位良いそうで、これからの成果が期待される。
5年位の計画なので、202x年頃には調査結果が出て暗黒エネルギーについての
謎がある程度分かってくるのかもしれない。
暗黒エネルギーの性質が分かることで、宇宙の成り立ちや素粒子論に大きな影響
を及ぼすことは間違いないので、観測結果の発表が待ち遠しい。


http://www.nikkei-science.com/
http://www.nikkei-science.com/201607_038.html
http://www.nikkei.com/article/DGXMZO02574150Q6A520C1000000/

日経サイエンス2016年7月号


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