「物に重さがあるのはどうして?「ヒッグス粒子」という不思議な粒子を見つけることができればこの謎がわかるかもしれません」そんな研究をしているのがCERN(セルン)ですが、ここで発明されたもっとも偉大で今では一般的な技術として使っているウェブ、つまりインターネットを利用しているわけですが、そのウェブ(Web=World Wide Web)を生み出したのが、CERN(セルン)のコンピューター技術者であったティム・バーナーズ=リー氏なのです。しかも世界初のインターネットが生まれたのは、APPLE創始者でありAPPLEを追われたあと設立したNeXTコンピュータだったのは、あまり知られていない。
「物に重さがあるのはどうして?「ヒッグス粒子」という不思議な粒子を見つけることができればこの謎がわかるかもしれません」ということで、神の素粒子と呼ばれるヒッグス粒子や宇宙の24%を占めるといわれるダークマター候補のSUSY(スージー)粒子の発見、さらに誰も予想しなかった宇宙を支配する深遠な物理法則の発見が期待されているLHC加速器(ラージハドロンコライダー、大型ハドロン衝突型加速器)による2大実験、アトラス実験(ATLAS=A Troidal LHC Apparatus)とCMS実験(Compact Muon Solenoid)の成果がようやく出る目処がつき始めました。
ヒッグス粒子 物質の質量の起源と考えられている粒子。英国のピーター・ヒッグス博士が提唱しました。素粒子物理学における標準理論によると、宇宙の初期の状態では物質の質量はゼロでした。宇宙が膨張とともに冷えるとヒッグス粒子が満ちた状態になりました。このため光子など一部の粒子を除いて粒子に力を加えたときヒッグス粒子から抵抗を受け質量が生じていると考えられています。
【ATLAS(アトラス)とCMS実験がヒッグス粒子探索に関しての現状を報告】 2011年12月13日 本日、CERN(欧州合同原子核研究機関)で行われたセミナーにおいて、アトラスとCMS実験は標準理論の予言するヒッグス粒子の探索に関しての現状を報告した。夏の国際会議の後に収集した多くのデータを加えた結果であり、ヒッグス粒子の探索に関して大きな進展があった。しかし、ヒッグス粒子の発見や存在の否定などの確実な結論を出すにはまだ十分なデータ量でないことも確かだ。セミナーからの主要な結論は、標準理論のいうヒッグス粒子が存在するとすれば、その質量は116〜130ギガ電子ボルトの領域(アトラス実験)、115〜127ギガ電子ボルトの領域(CMS実験)にありそうだということだ。かなり興味をそそる示唆(ヒント)が両方の実験から出てきて、かつそれは同じ質量領域にあるが、発見というにはまだまだ十分でない。 ヒッグス粒子は、もしそれが存在するとすれば、非常に短寿命の粒子であり、いろいろなモードで崩壊する。ヒッグス粒子の発見は、ヒッグス粒子そのものを見るのではなく、それが崩壊して出てきた粒子をもとに行う。アトラスもCMSも何種類かの崩壊過程を探索し、これまでに排除されていない低い質量領域で、バックグラウンドより若干高めの事象(事象超過)を観測している。 それぞれの結果を別々に見てみれば、どの事象超過もそれほどは際立ってはおらず、さいころを2回投げて、2回とも6が出る確率程度だ。興味深いのは、アトラスとCMSのさまざまな崩壊過程の探索結果で、ヒッグス粒子の質量として124〜126ギガ電子ボルトの領域を示しているものが複数あることだ。ここから両実験がヒッグス粒子を発見したというのは時期尚早だ。しかし、この最新結果は、素粒子物理学の研究者にとって大変興味深いものだ。 「今回の結果では、ヒッグス粒子が存在するとしたら、その質量は116〜130ギガ電子ボルトの領域にある可能性が高いことを示しており、さらに範囲を狭めることができた。また、最近は125ギガ電子ボルトの近辺に興味深い事象超過が見えだしてきている」と、アトラス代表者のファビオラ・ジャノッティ氏は言う。「この事象超過は単なる統計のいたずらかもしれないし、あるいはもっと興味深いものかもしれない。現時点では結論を出すことはできない。さらに研究を深め、もっと多くのデータが必要になる。今年、LHC(大型ハドロン衝突型加速器)が非常に際立った性能を出したことを考えると、この謎を解くのにそれほど長い時間がかかるとは思われず、2012年中に明らかにできるだろう」 「115〜127ギガ電子ボルトの質量領域に標準理論のヒッグス粒子が存在することを否定できない。5つの独立な崩壊過程を調べていて、いずれからもこの領域に若干の事象超過が観測されているので」と、CMS代表者のグイド・トネリ氏は言う。「これらは標準理論のヒッグス粒子が124ギガ電子ボルト付近かそれより軽いと考えると説明がつく。しかし現在のデータ量では確実なことを言うことはできない。現時点では、単なるデータのふらつきとも考えられるし、ヒッグス粒子によるとも考えられる。LHCという高性能の加速器が2012年に供給するデータと解析の改善によって、最終回答が出せるだろう」 これからの数カ月で両実験はさらに解析を改善し、(来年)3月の素粒子物理関連の国際会議に新しい結果を発表するだろう。しかし、ヒッグス粒子が存在するかしないかの最終結論を出すにはもっとデータが必要なのは確かで、2012年の後半まで待たなくてはいけないだろう。 標準理論は素粒子とそこに働く力を記述する理論だ。この理論はわれわれの宇宙で見えている通常の物質の性質を非常によく説明できている。そうはいっても、標準理論は宇宙の96%の質量を占めると思われる見えないものを説明できていない。LHCでの研究の一つの重要な柱は、標準理論を超えて、この宇宙の謎を理解することであり、その研究においてヒッグス粒子の研究は重要な鍵となる。 標準理論の予言するヒッグス粒子の発見は、1960年代に形成された理論が正しかったことを示すわけだが、標準理論を超えた理論の中ではヒッグス粒子が違った役割を果たすものもある。非常にたくさんのヒッグス粒子を生成し、その崩壊を精査することで新しい物理が開かれる可能性がある。今の時点で収集したデータでは到達できないが、標準理論とは異なった性質のヒッグス粒子を発見した場合は、新しい物理を研究する糸口になる。標準理論の予言するヒッグス粒子が存在しないと判明した場合は、2014年以降のLHCの設計値のエネルギーでの実験で、新しい物理が見えてくる可能性が高くなる。今後アトラスとCMSがヒッグス粒子の存在に関してどんな結果を出すにせよ、LHCは新しい物理を研究できる加速器であるといえる。