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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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