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お昼休み:ベルアイエルシーってなんだろう?

デン:実は、カスカ/ダブルショーはニュートリノにおけるCP非対称性を研究しているけど、クォークにおけるのCP非対称性を研究している素粒子実験グループもあるんだよ。
タウ:へ~、そうなんだ。
デン:このグループは「ベル/アイエルシー」グループと呼ばれて、ニュートリノセンターと同じように「素粒子実験」をしているんだよ。次は、ここのグループについて説明していこうかな。
タウ:ここも2つの研究計画をつなげた名前?
デン:そうそう、このグループは、今つくばで行っているベル研究と今後行っていく予定の「国際リニアコライダー」”International Linear Collider”がグループ名になっているんだよ。
ミュー:ベルは?
デン:・・・、あまり深い意味はなかったようなぁ、
忘れちゃった。
タウ:博士?!
デン:ベル実験では、粒子と反粒子の違いをみつけたいんだ。
ミュー:どうやって?
デン:陽子や中性子を結び付けている中間子の仲間であるB中間子をたくさん作って、B中間子と反B中間子をぶつけると稀な崩壊が起こるんだ。その時に粒子と反粒子のCP非対称性を検証したり、未知の新しい法則を探索したりするんだよ。
タウ:実験はどうやってやるの?
デン:つくばに円周3kmもあるリングがあって、そのリングの中にある管の中を反対方向に粒子と反粒子を飛ばしてぶつけるんだよ。
デン:これがリングの正体と断面図だよ。
ミュー:大きいね!!
デン:そうだね。でも、実際に電子を飛ばす管は直径が2cmしかないんだ。
管の周りは、ぶつけて壊したときにどんな物質が出来たかを調べる測定器なんだよ。
タウ:ベル実験はリング状の加速器の中で電子と陽電子をぶつけて、粒子・反粒子の違いをみるけど、アイエルシーは何しているの?
デン:アイエルシーでも高いエネルギー状態にした電子と陽電子をぶつけて崩壊させるんだよ。全長31kmの直線の筒の中で行う予定なんだ。
ミュー:予定?
デン:まだ計画段階で、なるべく早い実現を目指しているんだよ。
タウ:ベルとアイエルシーの違いはリングと直線ってこと?
デン:まぁ、そうだね。直線のほうが速く飛ばすことが出来て、初期の宇宙に近い状態を作り出すことができるんだ。
ミュー:初期の宇宙状態?
デン:粒子と反粒子を高速でぶつけると、ビックバン直後の状態を作り出すことが出来て、未知の粒子が発生すると予想されているんだ。今の冷えた状態の宇宙にはない物質が発生して、宇宙本来の姿がわかるんだよ。
デン:アイエルシーではビッグバンに近い環境の下で直接暗黒物質を作り出して、その性質を検証しようとしているんだよ。
タウ:暗黒物質?
デン:天体観測の結果から宇宙を構成する物質の内、我々の目に見えているものはたった約5%であることが分かっているんだよ。残りの20%が暗黒物質で、75%が暗黒エネルギーであると考えられているんだ。暗黒物質は未知の重い素粒子である可能性が高く、この暗黒物質を直接作り出して、その性質を検証しようとしているんだよ。
本日のまとめ
ベル/アイエルシーグループは、加速器を使って素粒子の性質を解明しようとしている。
ベル実験はB中間子の稀な崩壊を観測して、物質と反物質のCP非対称性や新しい物理法則を探索。
アイエルシー実験では、世界で一つの電子線形加速器を建設して、ビッグバン直後の宇宙の状態を研究(予定)。
暗黒物質などの未知の素粒子の発見を目指す

5時限目:KASKA / DOUBLE CHOOZってなんだろう?

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