科学者達は「ゴースト・パーティクル」を測定しようとしています
科学者達は「ゴースト・パーティクル」を測定しようとしています
(図 Fractal Pixabay by Enrique Meseguer)
「科学者達が、ゴースト[幽霊]を測定しようとしている」は、どのように聞こえますか。
しかし、はい、彼らは、「ニュートリノ(Neutrino)」としても知られるゴースト・パーティクル(ghost particle)の実際の質量を測定するために、宇宙の援助をしています。
ニュートリノはフェルミオン(Fermion)で、弱い原子内の力および重力を介してのみ相互作用します。ニュートリノがそう呼ばれているのは、電気的に中性だからで、また、その静止質量は全くもって小さいために、それは長い間ゼロと考えられていたためです。ニュートリノの質量は、他の既知の素粒子(elementary particles)の質量よりも遥かに小さいです。
ここで、私達は次のことについて議論します。科学者達のチームが、3つの異なるタイプのニュートリノの中で最も軽い質量の上限を、初めて設定した方法。 それらは時々「ゴースト・パーティクル」と呼ばれます、何故ならば、それはら検出が大変に難しいからです。
カールスルーエ・トリチウム・ニュートリノ(Karlsruhe Tritium Neutrino)実験、またはカトリン(KATRIN)の科学者達は、「今後10年間に」測定を行い、そして「インパクトのある結果を生み出すことを望んでいます」と、述べました。
弱い相互作用は、3つのレプトン(lepton)フレーバー(flavors)の1つのニュートリノを創ります：対応する荷電レプトンに関連して、電子ニュートリノ(νe)、ミューオン(muon)ニュートリノ(νμ)、またはタウ(tau)ニュートリノ(ντ)。
ニュートリノは長い間、質量がないと信じられていましたが、異なる小さな値を持つ3つの個別の(discrete)ニュートリノ質量があることが、今では知られています。しかし、それらは3つのフレーバーに一意に対応していません。 特定のフレーバーで作成されたニュートリノは、3つの総ての質量状態の、特定の量子重ね合わせ(quantum superposition)が関連付けられています。
ニュートリノは、次のようなさまざまな放射性崩壊(radioactive decays)により創られます：
- 原子核(atomic nuclei)か、またはハドロン(hadron)のベータ崩壊
- 星の中心核で起こるような自然核反応
- 原子炉、核爆弾、または粒子加速器(particle accelerator)での人工核反応
- 超新星(supernova)の間
- 中性子星(neutron star)のスピンダウン
- 加速された粒子線か、または宇宙線(cosmic rays)が原子に衝突したとき
地球の近傍(vicinity)で検出されたニュートリノの大部分は、太陽の核反応からのものです。
ニュートリノは豊富ですが、しかし小さく、捉まえどころがなく、私達には質量を計算するために利用可能なあらゆる知識が必要でした。そして私達の方法は、同様に、宇宙学者達や素粒子物理学者達を困惑させる、他の大きな質問に適用できます。
ニュートリノの質量の計算には、データの処理するために50万計算時間以上かかります；これは、シングル・プロセッサ[単一の演算器]で約60年に相当します。」と、ロンドン大学(University College London)の宇宙学者、アンドレイ・クチュ(Andrei Cuceu)氏は述べました。
しかし、グレース(Grace)氏が、それをやりました：スーパーコンピューターは、0.086エレクトロン・ボルト(electron volts)[電子ボルト、エネルギーの単位のこと]の3つの中性子の中で最も軽い質量(下限はゼロ)、または約 1.5×10-37 [10の-37乗]キログラムの質量を返答しました。
チームはまた、3つのニュートリノの合計質量 -0.265エレクトロン・ボルトも計算しました。これらの両方の結果は、95パーセントの信頼区間(confidence interval)です。
----- 出典 -----
(掲載終了した元記事のウェブ保存版)
Scientists are trying to measure "Ghost particles" | Space Documentary
(関連記事)
www.sciencealert.comwww.sciencealert.com
----- 2019/09/23公開の記事を読んで -----
物質の最も小さな素粒子の中に、ニュートリノと呼ばれるものがあります。岐阜県の神岡という(富山県に近い)ところ、カミオカンデというニュートリノ観測施設があり、2015年に梶田 隆章さんがノーベル賞となったことで広く知られるようになったと思います。
おおざっぱなイメージとしては、極限的に軽い物質? 物体? ほのかなエネルギー体? どのような表現がいいのでしょうか。小さすぎるので、私達の身体でもなんでもスルーします。スルーする... つまり、特別な検出器でないとスルーしてしまうので、ニュートリノを観察するのは困難を極めます。単体を調べようとすると、あるのか無いのかわからないようなニュートリノですが、膨大な量で宇宙を構成しているのでしょう。
この先ニュートリノが技術的に応用できるかは未知ですが、真空という理解を変える１つなのかも知れません。
Quantum superposition - Wikipedia
ニュートリノって何？ | スーパーカミオカンデ 公式ホームページ
----- パズルのピース -----
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