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ヒッグス粒子の検出方法を解説

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はじめに・・・仮説

まずはじめに言っておかなければならないのは、「ヒッグス粒子は存在が確認されていない」ということです。つまりそこにあるかもしれないし、ないかもしれない・・・そんな大変という言葉では言い表せられないような研究であることをしておいてください。

そしてヒッグス粒子について一つの仮説があります。それはヒッグス粒子が空間にギッシリと詰まっているのでは?という仮説です。

そしてヒッグス粒子を検出するには、このギッシリ詰まっているヒッグス粒子を何らかの衝撃を加えてバラバラにしなければなりません。

どういうことかわかりにくいと思いますが、ヒッグス粒子が固まっている状態では確認が不可能なので、バラバラにするしかないということですね。

つまりヒッグス粒子の検出方法は流れで言えば、
①衝撃を加える
②バラバラにする
③データから算出

このような流れになります。今回これを行ったのはヨーロッパのCERNという研究施設。全世界から6000人の選りすぐりの科学者を集めてヒッグス粒子の検出に取り組んでいるようです。それでは順番に詳しく解説していきます。

 

 

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①衝撃を加える

衝撃を加えると言っても、実は想像するよりも遥かに膨大なエネルギーが必要と言われています。その衝撃の強さは宇宙の誕生のビッグバンクラスの衝撃が必要なんですね。

そのために、やることは、陽子と陽子を光速でぶつけるというもの。言ってしまえばかなり単純ですが、人為的にやろうと思えばかなり大変です。

利用する原理は磁力。リニアモーターカーの原理ですね。陽子に磁力を持たせて、何十kmもの長さの電磁石パイプの中を走らせるわけですね。

実はこれを実現したのが、日本の古河電工という会社。この会社が電磁石コイルを作成したんですね。ヒッグス粒子の研究に日本も貢献しているのは素晴らしいことですよね。

 

①バラバラにする

こうして上記のような加速器を作ることによって、擬似的なビッグバンを作り出すというわけです。特にここで解説することはないでしょう。光速と光速がぶつかると擬似的ビッグバンが生まれるというように思っていれば問題ありません。

 

③データから算出

ここまででめちゃくちゃ大変であることがわかると思いますが、実は、ここからもめちゃくちゃ大変です。

このヒッグス粒子の検出方法を聞いたとき、多くの人はこう思うかと思います。『1回ぶつけて様子を見る』というように。

しかし実は1回ではありません。膨大な数ぶつけます。どれぐらいぶつけると思いますか?百回?1千回?1万回?まさか1億回?・・・

そうですね、1億の50万倍、つまり500兆回ぶつける必要があります。500兆回、どういう数字か、人間の細胞は全部で60兆個です。そうです、びっくりするような数字ですよね。

そしてこの500兆回ぶつけてなんとヒッグス粒子が生まれるのは500回程度というように言われています。つまり1兆分の1です。

これがデータから算出という作業。500兆回ぶつけたデータを見て、それらしいデータをどんどん古いにかけていく・・・うーん非常に大変です。

そしてこの①~③の作業を経てようやくヒッグス粒子の痕跡を発見したわけですね。

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