【研究】反物質はどこへ？日本の実験が示した重要な道しるべ

2020年4月28日

1 ：スナフキン ★：2020/04/23(Thu) 20:50:25 ID:RcBCowlL9.net
宇宙の謎に迫る壮大な研究。

日本で過去10年間にわたって積み重ねられてきた素粒子物理学研究の成果が、このほど学術雑誌『Nature』に掲載されました。東京大学宇宙線研究所のプレスリリースによれば、95%の信頼度でニュートリノと反ニュートリノの対称性の破れが示唆されたそうです。

宇宙にはどうして反物質よりも物質のほうが圧倒的に多いのか？

このとてつもなくスケールの大きい問題を解く鍵となりそうです。

宇宙の成分表

宇宙がなにでできているのかをざっくり分けてみると、ふつうの物質と、ふつうではない正体不明のダークマターと、ダークエネルギーになります。物質はさらに物質と反物質とに分けられます。

わたしたちの身の回りにあるモノはすべて物質でできており、クォークやレプトンと呼ばれる素粒子で構成されています。そして、それらの素粒子には電荷の正負が逆である以外はまったく同じ性質を持つ反粒子が存在している…はず。

ところが、宇宙が始まった時には素粒子も反粒子も同じ数だけ作られたはずなのに、現在の宇宙は粒子だらけ、物質だらけです。

もしいま、反粒子が粒子と同じぐらい存在していたら、そしてもしどちらもまったく同じ性質を持ち、まったく同じように物理の法則に従っているとしたら、反粒子と粒子が合わさったとたんに光子となって消滅してしまうため、それはそれでたいへんなことになってしまうのですが。

それにしても、なぜ物質と反物質の対称性が大きく破れているのか。これを説明しようと、もう何十年も前にアンドレイ・サハロフという著名な物理学者が三つの条件を提案しました。このうちもっとも検証しやすい条件が、CP対称性の破れと呼ばれるものです。

反物質はどこへ？

CP対称性とは、質量は同じで電荷（Charge）と運動の方向（Parity）が逆である粒子と反粒子は同じように物理の法則に従うよ、というルール。「CP対称性が成り立っていると、鏡の向こう側とこちら側の世界のように粒子と反粒子は同じように振る舞う（東大プレスリリース）」のですが、この基本的な対称性が破れていないと物質と反物質の対称性の破れも説明できません。

これまでの研究では、すでに陽子や中性子を構成しているクォークにおいてCP対称性の破れが確認されていました。しかし、残念ながらクォークの破れの大きさは現在の宇宙の物質の量を説明するには不十分でした。

そこでいま、電子やニュートリノなどを含む素粒子のカテゴリーであるレプトンにおいてもCP対称性の破れがないかどうかを測定する研究が注目されています。もしレプトンにもCP対称性の破れが確認できれば、なぜ反物質だけが少なくなってしまったのか、さらには宇宙の成り立ちさえも説明できると期待されています。

世界をリードする日本の研究

この難題に取り組んできたのが日本を拠点とするT2K実験国際共同研究グループです。

東大のプレスリリースによれば、「T2K 」とは「Tokai to Kamioka」を省略したもの。茨城県東海村にある大強度陽子加速器施設J-PARCと、岐阜県飛騨市神岡町にあるニュートリノ検出器「スーパーカミオカンデ」とで連携して、レプトンの一種であるニュートリノにCP対称性の破れがないかを測定しました。

2010年から測定を続けてきた結果、現時点ではまだデータの精度に限界があり、対称性が破れているかどうかは確信を持って言及できないものの、おそらくニュートリノと反ニュートリノはそれぞれ違う振る舞いをしていることを突き止めました。

そもそもニュートリノとは電子の100万分の1以下の重さしか持たず、電気を帯びていないために他の物質とほとんど反応しないので非常に観測しづらい粒子。それをどのように測定したのでしょうか。

ニュートリノビーム

T2K実験では、まず東海村のJ-PARCで陽子をターゲットに当てて大量のミュー型ニュートリノを生成し、世界最強度のニュートリノビームを作り出しました。ニュートリノビームはJ-PARCサイト内でまず前置検出器によって一度測定されてから、295キロメートル離れたスーパーカミオカンデに打ち込まれました。

続きはソースで
https://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20200422-00000014-giz-sctch

39 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(Thu) 21:20:14 ID:4+7aZvN60.net

>>10
ハナからスルーしておけばヤマトと関わることもなく何の脅威にもならんかったぞ
わざわざコッチの世界に拉致監禁したおかげでヤマトに救出されたわけで

19 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(木) 20:57:00.65 ID:JDmnjTFR0.net

とりあえず性質が違うとエネルギー保存が成り立っていないので没で。

辻褄合わせで消滅してもらう。

77 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(木) 23:23:43.97 ID:5Tr1RI2l0.net

反物質でできた反俺は
壮絶イケメンで年収5000万で
佃島のタワマン住みで嫁さんは武田玲奈似だよ

84 ：不要不急の名無しさん：2020/04/24(金) 03:47:22 ID:/k74ibZ60.net

科学の世界におとぎ話しを持ってくるな

32 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(Thu) 21:08:43 ID:/W5l0xrW0.net

ジャバウォックのやつな

87 ：不要不急の名無しさん：2020/04/24(金) 05:08:00 ID:PPSEZ+Q80.net

中間物質のせいだよ

26 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(Thu) 21:00:51 ID:kYvXmHgV0.net

反物なら質屋に預けました

52 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(Thu) 22:04:16 ID:8gWBY7FF0.net

悠久のある時
揺らぎの中ブラックホールが生成できるほどの物質が誕生
事象の地平線の内外で分かれた物質、反物質のうち
外に残ったもので出来たのが宇宙

37 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(Thu) 21:19:36 ID:XC3eZpQ/0.net

なるほどよくわからん

74 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(Thu) 23:11:17 ID:YRikyAwS0.net

ハイパーカミオカンデは日本の金で韓国に作れ！
加速器を使わせろ！
みたいな戯言、前に出てなかったっけ？

21 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(木) 20:58:38.30 ID:TPebpuTp0.net

予想通り
http://9ch.net/Ilc1R

67 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(木) 22:38:51.26 ID:f5+x3TBJ0.net

>>1
申し訳ないけどこれは完全に無駄遣いやわ
この規模でやる必然性が全くない
ちょっと金のかかった研究室でもできる実験を
無駄にスケールだけでかくした意味のない茶番

東大の科研費無駄使いの象徴なんじゃねーの

20 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(木) 20:58:19.98 ID:P0CA5ijr0.net

ああ、つまりディラックの海が満潮になってラプラスの魔が出てきて例の猫の入った箱が流されたと。
ごめん言ってみただけ。

85 ：不要不急の名無しさん：2020/04/24(金) 04:39:15 ID:0liA7lBN0.net

どこへって？
霊を作っているのが反物質だと考える
今の物理学では霊界や霊などの事は説明出来ないからね

12 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(木) 20:54:27.56 ID:/HyQz00K0.net

物質は未来に、そして反物質は過去に向かってるんじゃ。
なので未来に向かっている俺らは、ほぼ物質のみとしか交わらない。
なんかの衝撃や拍子で反物質は生まれた場合は、そこだけ時空が不安定になってるんだろ。

63 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(Thu) 22:32:10 ID:hiqgrtFy0.net

>>1
どうでもいいけどこれ本当に道しるべというほどの成果なのか？
ガチで何の成果もないって理物の連中は噂してるけど

6 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(Thu) 20:52:06 ID:2JyGoFnn0.net

反物質は時間軸を逆行しているのでは？

22 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(木) 20:59:32.93 ID:Kkpe5Wov0.net

テレサ

31 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(Thu) 21:08:33 ID:bO9ViJFg0.net

早く光速より早く移動できるようにならないかなー

7 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(Thu) 20:52:46 ID:E5vQWHHW0.net

コロナ程度で慌てる人間ごときが
宇宙を語るな

理解することは到底不可能だぞ

5 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(Thu) 20:51:30 ID:13Jx7qVr0.net

反物質は別次元に飛ばされたのか？

5 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(Thu) 20:51:30 ID:13Jx7qVr0.net

反物質は別次元に飛ばされたのか？

18 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(木) 20:56:35.42 ID:fsSGdk7Z0.net

テレサ？

2 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(Thu) 20:50:50 ID:WdzD8rXg0.net

84年前の少女たちが「今の女子高生と同じ姿」と衝撃走る（動画）
http://img-girl.ssmailer.com/1587351752

17 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(木) 20:56:27.38 ID:FUoX5UKU0.net

5シグマまではまだまだ

78 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(木) 23:26:19.35 ID:/7fk8c9P0.net

ヤマト2202の最後は納得できない

46 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(木) 21:40:33.87 ID:+ubY60eq0.net

靴下4回切るだけの超簡単マスク「目から鱗」「これが優勝」「断トツ簡単」「頭いい」「ブラの次は靴下」
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48 ：ココ電球 _/ o-ν ：2020/04/23(木) 21:43:02.90 ID:oJBRbI+G0.net

宇宙戦艦ヤマトの　後期の駄作群で　恐怖の新兵器「ニュートリノビーム砲」って出てきたな。
新しい作品ほど考証がめちゃくちゃ

45 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(Thu) 21:36:08 ID:sMKjnWJr0.net

こまけぇこたぁ　いいんだよぉ

76 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(Thu) 23:18:10 ID:O637Yjbc0.net

時間を逆行してる反物質宇宙が作られてるんじゃなかったの

58 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(Thu) 22:16:52 ID:TDjRIrOZ0.net

物質と反物質が同じだけ生成されるというのが間違いなんじゃないか
宇宙が無から始まったわけではないなら偏っててもおかしくないだろ

29 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(Thu) 21:05:52 ID:xrPJVl8b0.net

海上の道標のことを澪標（みおつくし）っていうんだと最近知りました

70 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(Thu) 22:42:13 ID:ZgfYalyn0.net

反物質は後ろにあるよ時間を戻そうとすれば確認できるかも

28 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(Thu) 21:03:21 ID:8Xv6VVn60.net

もしこの実験結果を説明できる理論が構築できれば、
大統一理論や重力を含めた超弦理論の研究が進むかもしれない。

自分が生きている宇宙が、ごく一部の限られた領域の時空に過ぎないことが証明できれば、
人間の悟性は少しだけ進歩するかもしれない。

79 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(Thu) 23:35:08 ID:7O40rEbW0.net

CP対称に加えて時間軸も対称だから現実世界と情報を交換できない
光子も送れないから互いに見えない
ただし質量はそこにあるので重力が影響を及ぼし合って、「そこにあるのだが見えない、でもそこに何かがあるはずだ」
ということになる

38 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(Thu) 21:20:00 ID:UgHReTX10.net

>>1
要するに破れがあるからこの宇宙は物質に満ちたんだろ

仮説立てるなら、対消滅を免れた負の反物質同士がくっついて正の物質になった

この仮説ならこの宇宙は物質だらけになる
元々の正の物質と、負の反物質と負の反物質が合わさり正の物質

57 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(Thu) 22:15:50 ID:bwwR2hpr0.net

反物質はマイナス時間に流れる

86 ：不要不急の名無しさん：2020/04/24(金) 04:55:37 ID:6+0gZRi30.net

反物質は物質がキライなんだよ
感情的にこじれちまったんだな
修復出来ないまでに

8 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(木) 20:52:50.31 ID:uheCaGWQ0.net

5次元宇宙

80 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(Thu) 23:37:18 ID:7O40rEbW0.net

ただし質量=エネルギーはマイナスなので物質と反物質の間に働く力は引力ではなく斥力になる

27 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(Thu) 21:02:07 ID:S2KT4uHS0.net

あーなるほどそういうことね
分かる分かる

69 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(Thu) 22:42:02 ID:Zxz0iYr00.net

ここまで魔王星無し。
やり直し。

13 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(木) 20:54:53.44 ID:oZ+e+JIF0.net

やっぱり虚数空間ってあるのかねって思ったら書かれてた

16 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(木) 20:56:07.50 ID:WXbBxXI50.net

>>1
> 世界最強度のニュートリノビームを作り出しました。ニュートリノビームはJ-PARCサイト内でまず前置検出器によって一度測定されてから、295キロメートル離れたスーパーカミオカンデに打ち込まれました。

なんだこれ怖い
人体大丈夫なのかよこれ

33 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(Thu) 21:12:01 ID:+G3O/7tT0.net

無いんだよ
諦めろ馬鹿（村山斉）！

75 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(Thu) 23:13:10 ID:G53aqpjg0.net

宇宙ステーションの日本の実験棟を韓国にも使わせろ、金はもちろん出さんけどって話は聞いたわ

34 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(Thu) 21:13:06 ID:NwAG5DCt0.net

やめろ宇宙に触れるな眠れなくなる

49 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(Thu) 21:49:02 ID:4lkZ1UD40.net

ニュートリノという言葉をMMRで知りました

82 ：不要不急の名無しさん：2020/04/24(金) 01:08:30.60 ID:/K45x8O70.net

>>1
なんの意味もないお遊び研究にしか見えんな
というか超対称性理論なんてもう信じてる研究者ほとんどいないでしょ
まさかとどめを指すためにこんな大規模な実験したわけでもなし

68 ：不要不急の名無しさん：2020/04/23(木) 22:39:21.47 ID:70mRCEXc0.net

すぐそばに存在している。ただ観測できないだけ

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