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CERN( セルン）研究所

CERN( セルン）研究所. ・ 1954 年に発足した。 ・加盟国：　ヨーロッパ２０カ国 ・年間予算：　約 1,000 億円 ・ 職員 ：　約 2,500 人 ・ユーザー：　約 10,000 人（世界 71 カ国から） ・ 1990 年　 WWW を発明した。 ・ 15 年かけて ＬＨＣ加速器 を建設し、現在運転中。. LHC ( L arge H adron C ollider ). 周長　 26.6 km 主な実験装置 ATLAS CMS ALICE LHCb 計画承認 1994 建設完成 2008 建設コ費～１兆円.

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Presentation Transcript

  1. CERN(セルン）研究所 ・1954年に発足した。 ・加盟国：　ヨーロッパ２０カ国 ・年間予算：　約1,000 億円 ・職員：　約2,500 人 ・ユーザー：　約10,000人（世界71カ国から） ・1990年　WWWを発明した。 ・15年かけてＬＨＣ加速器を建設し、現在運転中。

  2. LHC (Large Hadron Collider ) 周長　26.6 km 主な実験装置 ATLAS CMS ALICE LHCb 計画承認 1994 建設完成 2008 建設コ費～１兆円

  3. CERNを利用するユーザーの国別分布（2011年6月27日現在）CERNを利用するユーザーの国別分布（2011年6月27日現在） 71カ国から 10482名 加盟国： 62 % オブザーバー国：29 %（日本 1.8 %） 　　国別順では アメリカ　1786 名 イタリア1406 名 ドイツ1220 名 ロシア　　 822 名 フランス905 名 イギリス732 名 　　・・・・・・ 　　・・・・・・ 日本　　　 190 名 3

  4. d d d u u u 電子（e） 陽子（p） 水分子（H2O） 酸素原子（O） 中性子（n） クォーク

  5. 自然界の４つの力 強い力>電磁気力　>弱い力>>>重　力 原子核を作る 光・原子・分子・結晶・半導体・電波・雷・・・・ 原子力・原爆・ 水爆・太陽・・・放射能 落下りんご 月・太陽・星・・・体重 加速器を使って3つの力を研究中 → → →ヒッグス粒子があるはずだ！

  6. 力（相互作用）は粒子の交換で伝わる 1949 粒子を交換することによって力が伝わる。 湯川秀樹 強い力>電磁気力>弱い力>>>重　力 力を伝える粒子：　グルーオン　　光　Ｗ、Ｚ粒子　　グラビトン 力の到達距離：　　　　短い　　　　　無限大　　　　　　短い　　　　　　　無限大 粒子の質量:0 0 陽子の100倍0 6 なぜか？

  7. 素粒子 mg=0 mg=0 mW=80 GeV mZ=91 GeV ヒッグス粒子のみ未発見。 この発見がLHC計画の主目的。 7

  8. R.ブラウト F. エングラー , P.ヒッグス 自発的対称性の破れの提唱 2008 1979 南部陽一郎 ヒッグスメカニズムの提唱 ヒッグス場がＷ、Ｚ粒子やク ォーク・レプトンの質量を作る。 S.ワインバーグ, A.サラム, S.グラショー　 8

  9. 宇宙初期 　現　在 光 速 光 速 光 速 よ り も 遅 い 光 速 よ り も 遅 い 抵 抗 抵 抗 レ プ ト ン ク オ ー ク レ プ ト ン ク オ ー ク 抵 抗 光 W 光 光 速 W 光 速 光 速 よ り も 遅 い ヒ ッ グ ス 場 の 海 ヒッグス場による質量の創生 • 本来、粒子の質量はあってはならない。　←理論（対称性）の要請 • 現在の真空はヒッグス場で満ちている。　←南部のアイデアが素になっている。 • W/Zやクォークはヒッグス場に引かれ質量をもつ。光はヒッグス場を感じない。 • ヒッグス場があるとヒッグス粒子が存在するはず。 相転移 9 註：　実は　陽子の質量　= 　クオークの質量（２％）＋強い力（９８％）

  10. アインシュタインの質量エネルギー等価式E = MC2 光速 質量 エネルギー ：原子力・原水爆 核融合・太陽/星 エネルギー 質量 ：加速器・ビッグバン エネルギー 質量

  11. 加速器の原理 電場で加速する ビーム 陽子 力 磁場 力 磁場で曲げる 電流 （フレミングの左手の法則）

  12. 加速器の主要素：超伝導電磁石 1232 台の超伝導電磁石がビームを曲げる。

  13. 建設中のアトラス実験装置　2005年11月

  14. ATLAS : 日本が担当者た検出器の例 端部ミューオントリガー装置 (日本＋イスラエル＋中国) つくば市 つくば市 神戸大学 セルンの地下実験ホール セルン地上

  15. 実際に観測されたイベントの例。このような衝突が毎秒２千万回起こっている。実際に観測されたイベントの例。このような衝突が毎秒２千万回起こっている。

  16. ヒッグス粒子が発生すると m m m m ４本の高エネルギーのミュー粒子（→矢印）が出てくる。

  17. ヒッグス粒子さがしの現状 　　観測されたイベント数 　　　　　予想： 2012年中に発見できる 世界の物理学者がここ40年探してきたので大発見となる。トップニュース・新聞一面記事は確実。 ヒッグス粒子の質量 [GeV] ここに兆候が見える。CMS実験にも。

  18. LHCで10-12秒後までさかのぼる！ 18

  19. 重力レンズ効果 銀河クラスターの衝突 銀河の回転速度 暗黒エネルギー 暗黒物質 銀河クラスターの運動 LHCで発見 されるかも 光を出す通常物質 ３°Ｋ宇宙背景輻射 我々の宇宙の４％しか理解してない！ 19

  20. 超対称性粒子があると大統一が可能になる。 既に見つかっているもの 暗黒物質の 有力候補 ニュートラリーノ でも超対称性粒子はまだ１つも見つかってない。 20

  21. 1 TeV付近に超対称性粒子群があれば、 ３つの力が1025 eV付近で一点に交わる！　　 大統一理論 観測値 LHCで到達できる部分 21

  22. ま　と　め １．セルン（CERN）を全世界からの研究者が使っている。 ２．物質はクォークとレプトンから出来ている。 　その間に働く力は４種類ある。 ３．超伝導を使った加速器で新粒子を作る（E→mc2）。 ４．ヒッグス粒子がもうすぐ発見されるかも知れない。 5.ビッグバン直後の物理法則を研究している。 　超対称性粒子や暗黒物質も発見されるかも。

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