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国際的な時代認識

長年の懸案であった「ヒッグス粒子」と「超対称性」 (ま
たはそれに代わる新粒子が新現象）を直接生成して発
見できる時代が迫っている。

2008年にはLHCが重心系エネルギー14TeV で走り始め、
ヒッグスと超対称性の発見が期待される。

次いで、国際リニアコライダーILCにおけるクリーンな実
験環境での精密測定で背後の物理を解きほぐし、過去
における反粒子の発見やゲージ原理の確立に匹敵する
ような素粒子物理の新たなパラダイムを開く。
素粒子の標準理論
（１）物質を形成する粒子 （Ｊ＝1/2）
クォーク
レプトン
u
c
t
νe
d
s
b
e
＋反粒子
νμ
μ
ντ
τ
＋反粒子
（２）相互作用を担う粒子 （Ｊ＝１）
電磁相互作用
γ
（光子）
弱い相互作用
W+ W- Z0
（ウイークボゾン）
強い相互作用
g （８種類）
（グルーオン）
（３）質量の起源 （Ｊ＝0）
H0 （ヒッグス粒子） 未発見
まだ解明されていないこと







素粒子の質量の起源はヒッグス粒子（真空の構造）か？
何故３世代のクォーク・レプトンがいてそれぞれの質量が異なるのか？
（ニュートリノの質量は何故軽いか？ トップクォークは何故重いか？）
何故４種類の力があるのか？ 重力を理論の枠組にいれられるか？
なぜ時空は空間３次元、時間１次元か？ 隠れた次元はあるのか？
暗黒物質は？
南部陽一郎先生（シカゴ大学）
暗黒エネルギーは？
様々なアイデアのパイオニア
宇宙はどのようにして生じたか？
次世代のエネルギー
フロンティア加速器に
よって多くの謎が解明
力
（
ア
イ（
相
ン互
シ
ュ作
タ用
イ）
ンの
の統
夢一
）
電気
？
電磁気力
マックスウエル
磁気
電弱理論
ワインバーグなど
β崩壊
超対称性に
よる
大統一？
弱い力
フェルミ
標準理論 （LEPで精密検証）
原子核
強い力
ＬＥＰ実験
量子色力学
超弦理論？
湯川
ＬＨＣ/ＩＬＣ
地球上での物体の運動
ガリレオ
ニュートン
天体の運行
ケプラー
重力
一般相対性理論
アインシュタイン
量子重力？
電子・陽電子衝突 ｖｓ 陽子・陽子衝突
例 ヒッグス粒子生成
電子・陽電子衝突
e+
e
μ＋μ-
Ｚ
Z
bb
H
電子・陽電子は素粒子
素過程の直接観測
⇒ 実験は容易
陽子・陽子衝突
hadrons
p
g
t
bb
H
g
p
陽子は複合粒子
⇒ 反応は複雑
hadrons
高放射線
高事象頻度
⇒ハイテクが必要
円形電子・陽電子コライダーの限界
反応は単純、実験は容易
E, m
２Ｒ
しかし…
電子は磁場で曲げられると放射光を
出してエネルギーを失う。
一周に失うエネルギーΔE は
ΔE ∝ （E/m）４/Ｒ
E：粒子のエネルギー
ｍ：粒子の質量 Ｒ：半径
ローン破産のような状態
エネルギー欠損を補ってより高いエネルギーを得たい
（１） 重い粒子を回す （陽子質量/電子質量＝１８００） ⇒ LHC
（２） Ｒを大きくする ⇒ ＬＥＰ（周囲２７ｋｍ）が限界 ⇒ ILC
フレーバーの物理

仮に軽いヒッグス粒子や超対称性という大枠が決定しても、何故３世代１２種類のクォー
ク・レプトンが異なる質量を持ち、世代間で混合してるのかという根源的な疑問がのこる。
これに突破口を見出そうとするのがフレーバー物理の実験である。

レプトン
ニュートリノ
混合角、質量下限値、質量階層順（シーソー機構）、CP-violation、Dirac/Majorana
荷電レプトン
μ→eγ τ→μγ など （超対称性と大統一理論）

ハドロン
Ｂ
CKM行列の精密測定
b→s 遷移の精密測定 （超対称性などに起因するCPの破れ）
荷電ヒッグス粒子の効果
Ｃｈａｒｍ、 Ｋ
核子崩壊モードの解明、超対称性の破れの原因、などが解明されれば、新たな突破口が開
かれる可能性がある。
宇宙の反物質が消えた原因 Baryogenesis+Leptogenesis
殆
う
し
。
彼
を
知
ら
ず
己
を
知
ら
ざ
れ
ば
、
一
勝
一
敗
す
。
彼
を
知
ら
ず
し
て
己
を
知
ら
ば
、
百
戦
し
て
殆
う
か
ら
ず
。
彼
を
知
り
て
己
を
知
れ
ば
、
孫
子
曰
く
…..
己＝宇宙・素粒子
彼＝他の分野
戦
う
ご
と
に
必
ず