09/10/06 13:46:22
昨年のノーベル物理学賞を受けた小林誠・高エネルギー加速器研究機構（ＫＥＫ）
特別栄誉教授と益川敏英・京都大名誉教授の「小林・益川理論」。
その正しさを示して受賞を決定づけたのがＫＥＫの「ベル実験」だ。
ところが最近になって、この実験で小林・益川理論など、従来の物理学では説明できない
現象が観測され始めた。このままいけば教科書が大きく書き換わる可能性もある。
「ペンギン崩壊」という珍しい反応がその鍵を握っているという。
■鉄壁の理論
物理学の一番の基礎をなすのは素粒子の標準理論だ。「小林・益川理論」や
南部陽一郎シカゴ大名誉教授の「自発的対称性の破れ」など、ノーベル賞級理論の集大成だ。
これまでトップクォークなどの素粒子の存在を次々に予言。ほぼすべての反応の結果を
ピタリと言い当ててきた。
優れた理論だが、素粒子の質量を説明できないなど不満もある。研究者たちはさらに
高度な理論の糸口を求めて、三十年にわたって標準理論で説明できないデータを
探し続けてきた。だが、決定的な矛盾は見つからず出口は見えていない。
■小さなほころび
ところが最近、待望の矛盾が見え始めた。ベル実験グループは、Ｂ中間子と呼ばれる粒子が
壊れてＫ中間子に変わり、同時に二個のレプトンと呼ばれる粒子を出す反応を発見して
観測してきた。レプトンとは電子の仲間の総称だ。
グループは、対になって出るレプトンの一つに着目。Ｂ中間子を基準に、前に飛ぶか後ろに
飛ぶかを調べた。
標準理論の計算ではレプトンのエネルギーが低いときは後ろに飛ぶ確率が高いが、結果は逆。
前に飛んだ粒子が多かった。理論が正しいのに、前に飛ぶ粒子がこれほど増える確率は
１％程度という。９９％の確率で標準理論を超えた現象といえる。グループの堺井義秀
ＫＥＫ教授は「油断は禁物。９９・９９９％になれば確実と言える」と慎重だが、期待は高まる。
この反応は「ペンギン崩壊」と呼ばれている。崩壊経路を示す図がペンギンに似ているからだ。
「ペンギンのおなかのループ状の部分に、未知の重い粒子が対になって瞬間的に現れて
影響を与え、標準理論に合わない結果が出る」（堺井教授）と考えられている。
未知の粒子は重いため、今の加速器ではエネルギーが足りず作り出せないと考えられている。
だが素粒子の世界には“一瞬なら巨大な借金ができる”というルールがある。
すぐ消えて元に戻るなら、本来作れない重い粒子が現れることも可能なのだ。
それが姿を見せやすいのがペンギン崩壊だという。
>>2へつづく
ソース：東京新聞
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Ｂファクトリーで中間子の崩壊を観測するベル測定器
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ペンギン崩壊
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