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【物理】“神の粒子”は5種類あるとの新証拠
Ker Than
for National Geographic News
June 17, 2010
物理学の標準模型では説明できない“刺激的”な研究結果が発表された。“神の粒子”が5種類
存在する可能性が加速器実験で示されたという。
ヒッグス粒子と呼ばれる理論上の粒子は、宇宙のすべてに質量を与えると考えられている
ため、“神の粒子”という名も持っている。
欧州原子核研究機構（CERN）が運営する大型ハドロン衝突型加速器（LHC）での実験
も、ヒッグス粒子の発見を目指している。LHCは2010年3 月、半分の出力で粒子衝突
実験を開始した。
物理学の標準模型では、すべての素粒子はヒッグス粒子との相互作用によって質量を獲得
するとされている。このヒッグス粒子は1種類ではなく、質量は似ているが電荷の異なる
複数の種類があるとする説もある。
今回、アメリカのイリノイ州バタビアにあるフェルミ国立加速器研究所の研究者たちは、
複数のヒッグス粒子が存在する新たな証拠をつかんだと主張している。
フェルミ研究所の陽子・反陽子衝突型加速器テバトロンによる「Dゼロ」と呼ぶ実験で
最近、陽子と反陽子を衝突させた場合、反物質より物質の粒子ペアが生じる確率の方が高い
と判明した。
確率の差は1％未満で、ごくわずかだ。それでも、今回の研究に参加した同研究所の
理論物理学者アダム・マーティン氏によると、ヒッグス粒子の種類を1つとする標準模型
では説明できないという。「本当にわずかな違いだが、標準模型のルールにとっては非常に
大きな差だ。1種類しか認めない標準模型は、Dゼロ実験の結果を説明するには不足だ」
とマーティン氏は話す。
一方、ヒッグス粒子が5種類あると仮定すれば、実験結果の説明が成り立つ。この
考え方は標準模型の拡張版で、2ヒッグス二重項模型と呼ぶ。「標準模型を拡張する際、
新たな粒子や相互作用を導入した。その相互作用は、物質や反物質に異なる形で作用する
可能性があり、より有意義な実験結果が得られるかもしれない」とマーティン氏は話す。
もし複数のヒッグス粒子が存在すれば、それぞれが物質に異なる形で作用している
可能性がある。その場合、標準模型の枠を超えた未知の理論が見つかるかもしれないと
研究チームは期待している。「標準模型を拡張する方法の多くが、第1段階として複数の
ヒッグス粒子を付け加えている」とマーティン氏は言う。
同じフェルミ研究所に所属する理論物理学者クリス・クイッグ氏は、「今回の研究結果は
かなり刺激的だが、まだ予備的なものにすぎない」と強調する。「疑う理由はないが、
これほど意外で理解が難しい結果については、時間をかけてじっくり考えていく必要が
ある。とにかく、早くから騒ぎ立てないことだ」。
▽記事引用元 ナショナルジオグラフィック・ニュース
URLﾘﾝｸ(www.nationalgeographic.co.jp)
▽画像 イリノイ州、フェルミ国立加速器研究所にある陽子・反陽子衝突型加速器
テバトロン（2009年撮影）。
URLﾘﾝｸ(www.nationalgeographic.co.jp)
Photograph courtesy Reidar Hahn, Fermilab
（>>2以降に続く）