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2011.12.14

ヒッグス粒子（Higgs boson）

カテゴリ：話題

ヒッグス粒子は　未発見の素粒子です。

約５０年前に存在が予言されながら　まだみつかっていない、
物質を構成する　物質の最小単位である素粒子の一つです。

私たちが認識できる普通の物質は原子からできています。
しかし、全宇宙で普通の物質が占める割合は４％でしかありません。

残り９６％のうち約２２％は、大きな重力を持って　銀河や星の形成に関わっています。
いわゆる「暗黒物質」。

残りの７４％は、重力とは逆に　物質を引き離す力（斥力）で
宇宙を加速膨張させている「暗黒エネルギー」です。

宇宙誕生の大爆発（ビッグバン）直後は、すべての素粒子は質量を持たず　自由に
動きまわることができました。
その１００億分の１秒後、温度が下がることで水蒸気が水に変化するような　相転移
と呼ばれる劇的な変化が起こり、
その結果、宇宙空間はヒッグス粒子に満たされたとされています。

ヒッグス粒子に満たされた海ができたんですね。

素粒子には水の中を泳ぐ時のような抵抗が生じました。
ヒッグス粒子とぶつかり合って動きづらくなったのです。

素粒子の動きにくさを「質量」とみなせば、素粒子が質量を得て
現存世界をつくり上げたと説明できます。

光を粒子とみなした光子は　ヒッグス粒子と相互作用しないので、質量がゼロで

宇宙は１３７億年前に誕生しました。
高温高圧のガスで満たされ、電子と陽子がばらばらになった「プラズマ状態」であった為
光が伝わらず観測できません。

望遠鏡を使った天体観測で探ることができるのは、星の光が地球に到達できる、

欧州合同原子核研究機関（ＣＥＲＮ）の　大型ハドロン衝突型加速器（ＬＨＣ）を使えば、
それ以前の宇宙誕生直後の状態を再現できます。　

東大や高エネルギー加速器研究機構など国内１５研究機関約１００人が参加する
日米欧の「アトラス」と、
欧米中心の「ＣＭＳ」の２グループでは、このＬＨＣを使い　ほぼ光速まで加速した
陽子同士を衝突させて　崩壊の様子を調べてきました。

統一見解では、ヒッグス粒子の質量は
１２５ギガ電子ボルト近辺（水素原子１３０個ほど）

非常に短寿命で　すぐに崩壊してしまうので、ヒッグス粒子そのものを見るのではなく、
衝突で出る光や粒子を観測して、ヒッグス粒子の痕跡を探します。

暗黒物質の候補とされる「超対称性粒子」を発見できるか？
超高エネルギー状態で顔を出すヒッグス粒子の性質が分かれば、質量の謎が解き明かされ
暗黒物質や暗黒エネルギーの手がかりが得られる可能性もあります。

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