2013年度のノーベル物理学賞

Posted by moonrainbow on 10.2013 宇宙物理学   0 comments   0 trackback
ノーベル物理学賞はヒッグス粒子の理論提唱の2名に

2013年のノーベル物理学賞が、イギリスのピーター・ウェア・ヒッグス(Peter W. Higgs)さんとベルギーのFrançois Englertさんに授与されます。すべての物質に質量を持たせるヒッグス粒子発見につながる理論への貢献によるものです

EnglertさんとHiggsさん
Englertさん(左)とHiggsさん。2012年7月4日にCERNで行われたヒッグス粒子発見の発表にて(提供:Maximilien Brice/CERN)

2013年度のノーベル物理学賞が、英エディンバラ大学のPeter W. Higgs名誉教授と、ベルギー・ブリュッセル自由大学のFrançois Englert名誉教授に贈られることが決定しました

1964年、2人は素粒子が質量を持つしくみについての理論(BEHメカニズム)をそれぞれ独自に発表しました。故Robert BroutさんもEnglertさんとの共同研究において貢献しています

2012年7月、スイス・ジュネーヴ郊外の欧州原子核研究機構(CERN)における実験で、すべての物質に質量を与えるヒッグス粒子が発見されました。理論が証明されたことにより、半世紀の時を経てノーベル賞授与が実現しました

François Englert氏1932年、ベルギー・エテルベーク生。ブリュッセル自由大学名誉教授。
Peter W. Higgs氏1929年、英ニューカッスル・アポン・タイン生。キングスカレッジ・ロンドン博士号。エディンバラ大学名誉教授。

2013年10月9日
Astro Artsより

ヒッグス粒子発見か?

Posted by moonrainbow on 05.2012 宇宙物理学   2 comments   0 trackback
欧州合同原子核研究所(CERN)が新粒子観測を発表

ヒッグス粒子
17種類の素粒子のうち、ただ1つ見つかっていなかった素粒子

宇宙の成り立ちに欠かせないものとして、半世紀近く前にその存在が予言されながら見つかっていなかった「ヒッグス粒子」とみられる素粒子を発見したと、日米欧などの国際的な研究グループが発表しました

ヒッグス粒子は1960年代以降、物理学の標準理論で存在が予言された17の素粒子のうち、ただ1つ見つかっていなかったもので、現代物理学の大きな謎が解明されることになります

これは2012年7月4日、日本、アメリカ、ヨーロッパなどの国際的な研究グループが、スイスや東京で記者会見を開いて発表したものです。

研究グループは4年前から、スイスのジュネーブ郊外にあるCERN=ヨーロッパ合同原子核研究機関の1周が27キロある巨大な「加速器」と呼ばれる実験装置を使って、ヒッグス粒子を探してきました

実験では、2つの陽子を光と同じぐらいの速さまで加速して正面衝突させ、その際に生まれる無数の粒子を調べる手法でヒッグス粒子を探してきました

これまでに2000兆回余りの衝突を起こさせた結果、およそ2000個の未知の粒子が発見され、その特徴を調べたところ、ヒッグス粒子とみられることが分かったということです

ヒッグス粒子は、宇宙を構成するすべての物質に「質量」を与えるものとして、1964年に、イギリスの物理学者、ピーター・ヒッグス氏が存在を予言しました

1960年代に確立された物理学の標準理論で存在が予言された17種類の素粒子のうち、ただ1つ見つかっていなかった素粒子で、発見に至れば、現代物理学の大きな謎が解明されることになります

「ヒッグス粒子」は、もし存在しなければ、星や生命なども生まれないと考えられていますし、宇宙の成り立ちを解明する重要な手がかりともなります
 
過去の記事)

世紀の大発見となるか?"ヒッグス粒子"の存在が解明される!!


 
我々の身の回りの物質は宇宙全体の中では4%でしかなく、正体不明の「暗黒物質」が宇宙の23%を満たしていますが、暗黒物質もこうした素粒子で出来ているのではないでしょうか?

ヒッグス粒子が、宇宙を満たす謎の暗黒物質(ダークマター)と同じものであるという新理論を大阪大の細谷裕教授がまとめています

ヒッグス粒子と暗黒物質

“二つの粒子”は、物理学の最重要テーマで、世界中で発見を競っていますが、暗黒物質は安定していて壊れないのですが、ヒッグスは現在の「標準理論」ではすぐに壊れるとされており、新理論はこれまでの定説を覆します。証明されれば宇宙は私たちの感覚を超えて5次元以上あることになり、宇宙観を大きく変える事になります

 ヒッグス粒子は、質量の起源とされ、普段は姿を現しませんが、他の粒子の動きを妨げることで、質量が生まれるとされています。一方、衛星の観測などから宇宙は、光を出さず安定した暗黒物質で満ちていると予想されています。細谷教授は、宇宙が時間と空間の4次元ではなく、5次元以上であると考え、様々な粒子が力を及ぼしあう理論を考えました。その結果、ヒッグス粒子はは崩壊せず、電荷を持たない安定した存在だそうです

暗黒物質の解明

Posted by moonrainbow on 03.2011 宇宙物理学   0 comments   0 trackback
新しい反重力理論で暗黒物質を解明 ?

弾丸銀河団
 暗黒物質存在の決定的な証拠と考えられている弾丸銀河団。

 神秘的な暗黒物質(ダークマター)は、寿命の短い物質粒子と反物質粒子の間で働く重力相互作用が作り出した幻想にすぎないのかもしれないのです

 暗黒物質とは、宇宙の質量の4分の1を占めると考えられている見えない物質のことです。存在が初めて提唱されたのは1933年です。銀河団外縁部の銀河の回転速度が、“可視質量”に基づく理論値より速い理由を説明するためだったのです

 観測された速度だと、外縁部の銀河は銀河団の外へ放り出されてもおかしくないのです。重力的に束縛できる十分な質量が銀河団で観測されていないからです

 このため、物理学者は銀河の周囲に目に見えない物質のハローが存在すると仮定したのです。暗黒物質が存在すれば欠損質量の問題が解決し、構成銀河を銀河団に引き留める強力な重力場の存在も説明がつくのです

 しかし今回、スイスにある欧州原子核研究機構(CERN)の物理学者が、「量子真空における重力的分極(Gravitational polarization of the quantum vacuum)」に基づく新説を提唱しました

詳しくは、、、、

アインシュタインの2つの予言

Posted by moonrainbow on 22.2011 宇宙物理学   0 comments   0 trackback
NASAの衛星が、一般相対性理論を実証

NASAの衛星、一般相対性理論を実証
 地球を周回する重力探査機B(GP-B)。発生した時空の歪みをパターンで表現しています。

アルベルト・アインシュタインが一般相対性理論で述べた2つの重要な予言が、NASAの重力探査機B(GP-B)ミッションによって実証され、2011年5月4日に発表されました

 調査を指揮したアメリカ、カリフォルニア州スタンフォード大学のフランシス・エベリット氏は記者会見で、「アインシュタインの理論を検証する画期的な実験の結果、彼の予言は正しいことが証明された」と述べました

 GP-Bミッションが開始されたのは2004年。物体の傾きを極めて正確に感知するジャイロスコープ4台を衛星に搭載し、アインシュタインの重力理論における2つの側面が正しいか調査しました。

 一つ目は「測地線効果」、すなわち惑星など重力体の周囲で発生する時空の歪みです。地球をボウリングのボール、時空をトランポリンと考えるとイメージしやすいです。トランポリンの上にボールを載せるとへこむように、時空も地球の重力によって歪んでいます

 GP-Bが検証した重力に関するもう一つの予言は、回転する物体が時空を引きずる「フレーム・ドラッギング」効果です

 GP-Bには恒星の方向を測る光学機器「スター・トラッカー」を搭載。上空約650キロの極軌道での調査中、機器の一端をペガスス座の連星「IMペガシ(IM Pegasi)」に向け続けました。

 アイザック・ニュートンが考えた宇宙、すなわち測地線効果やフレーム・ドラッギングが発生しない環境では、ジャイロスコープはIMペガシに対して永遠に傾かないのです

 一方、アインシュタインの理論が正しければ、ジャイロスコープの回転軸の方向は、地球の質量と自転の影響で徐々に変化することになります。

「例えば自転する地球を蜂蜜のビンに沈めたとしよう。蜂蜜や中の物体も引きずられて回ることになる」とエベリット氏は説明します。「同じことがジャイロスコープでも起こっている」との事です

 調査チームはデータを綿密に調べ、ジャイロスコープの角度が1年間に約6600ミリ秒角(約0.0018度)ずれていると発見しました。「1ミリ秒角は16キロ先の人毛の太さに相当します。GP-Bの高精度でなければ確認できなかっただろう」とエベリット氏は語ります

 実際、非常に小さな変化なので、アインシュタインは測定不能だと考えていました。1953年の著書『The Meaning of Relativity』(邦題:『相対論の意味』)に、「フレーム・ドラッギング効果は理論上存在するが、その規模は小さすぎるため実験室では確認できない」と記しています

 ミズーリ州セントルイスにあるワシントン大学の物理学者クリフォード・ウィル氏は、「測地線効果とフレーム・ドラッギングは広く認識されていたが、画期的な実験でようやく証明できた」と同じ記者会見で発言しました。

 ウィル氏はプロジェクトに参加していないものの、「フレーム・ドラッギング効果の測定は、はるか遠宇宙における謎の解明につながるかもしれない」と期待を寄せています。

Illustration courtesy NASA

National Geographic Newsより
May 6, 2011

ハッブル定数

Posted by moonrainbow on 04.2011 宇宙物理学   0 comments   0 trackback
宇宙の膨張速度を決めるハッブル定数が従来より精確に

宇宙の膨張速度を決めるハッブル定数の値が従来より高精度で求められました。宇宙膨張を加速させる「暗黒エネルギー」説をさらに確固たるものにし、別の説を除外する結果となっています

「NGC 5584」1
おとめ座の方向約7,200万光年先にある「NGC 5584」は、調査対象となった8つの銀河の1つ。(提供:NASA, ESA, A. Riess (STScI/JHU), L. Macri (Texas A&M University), and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA))

アメリカのAdam Riess氏らの研究チームは、ハッブル宇宙望遠鏡(HST)に搭載された広域観測カメラ3(WFC3)の観測結果から8つの銀河の距離と地球から遠ざかる速度を測定し、誤差3.3%というひじょうに高い精度でハッブル定数を求めました。ハッブル定数は宇宙の膨張速度を決めるパラメータで、遠い銀河ほど速く遠ざかるという比例関係の定数となる値ですが、今回発表された値は73.8km/s/Mpcというものでした。これは、距離が1メガパーセク(100万パーセク=約326万光年)離れるごとに、遠ざかる速度が秒速73.8km大きくなる、ということを表しています

銀河までの距離測定は、Ia型超新星の明るさを観測して行われました。Ia型超新星はピーク時の明るさが一定で、しかもたいへん明るいため、見かけの明るさと比較することで遠方銀河までの距離の測定に用いることができます

宇宙が加速度的に膨張していることの説明として、物体同士を遠ざけ空間を広げる斥力(注)を生む「暗黒エネルギー」が提唱されており、Riess氏らの研究チームなどが1998年にその存在の観測的な証拠を発見しています。もう1つの説として「天の川銀河周辺を取り囲むさしわたし80億光年の泡状の空洞が膨張している」というものがあり、この場合の定数値は約60~65となります。しかし、今回、ハッブル定数の値が正確にしぼりこまれたことで、この説が除外されました

宇宙の膨張速度をより正確に求めることで、暗黒エネルギーの強さや宇宙の形状、存在する素粒子の種類など、さまざまな推計が可能になります。

:「斥力(せきりょく)」 物質同士を引き合わせる「引力」とは反対に、物質同士を引き離す力のことです。

2011年3月15日
Astro Artsより
 

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