09　スーパーシンメトリーの世界 - 素粒子とノーベル賞と宇宙の謎。

ほぼ日サイエンスフェロー早野龍五の“オタク”な研究者探訪シリーズ VOL.１

ある分野を深く、深く研究する人がいます。
その人たちは世間一般に「研究者」と呼ばれ、
おどろくべき知識量と、なみはずれた集中力と、
子どものような好奇心をもちながら、
現実と想像の世界を自由に行き来します。
流行にまどわされず、批判をおそれず、
毎日たくさんのことを考えつづける研究者たち。
ほぼ日サイエンスフェローの早野龍五は、
そんな研究者たちを敬意を込めて
「オタクですよ（笑）」といいます。
世界中のユニークな研究者と早野の対談を通じ、
そのマニアックで突きぬけた世界を、
たっぷり、じっくりとご紹介していきます。

小林誠先生ってどんな人？

スーパーシンメトリーの世界

小林: 「スーパーシンメトリー」は、
「超対称性理論」とも呼ばれています。

乗組員Ａ: 超対称性理論。

小林: 物理の大前提の話として、
エネルギーというのは、
質量に関係しています。

早野: アインシュタインの「Ｅ=ｍｃ²」ですね。

小林: 質量というのは、
軽いものから重いものまで、
いろいろとありますが、
重さの基本的なスケールが
何によって決まるかというと、
いまは２つの可能性があります。

ひとつは、最近発見された
「ヒッグス粒子」に関係したもの。
物質に質量を与えることから
「神の粒子」とも呼ばれています。

それからもうひとつは、
重力に関係しているもの。
これはとんでもなく
巨大なエネルギーのスケールで、
標準スケールよりも
10ケタ以上も大きいとされています。

早野: 10ケタどころか、
実際には17ケタのちがいです。
兆の上の単位の、
10京（けい）倍くらいちがう。

小林: はい、そうなんです。
「ひとつの宇宙」のことを、
物理学で解き明かそうというときに、
それだけ異なるエネルギーのスケールが、
理論の中に無関係に存在するのは、
どう考えてもちょっと気持ちが悪い。
それは「本当の理解じゃない」気がする。

そういうときに、
スーパーシンメトリーの理論があれば、
あきらかにちがう２つのスケールに、
ある程度の理屈がつけられます。
そういう理由から、
この理論を支持する物理学者はけっこういます。

乗組員Ａ: なるほど‥‥。

早野: スイスのジュネーブに
「ＬＨＣ」という加速器があります。
この加速器がつくられた
いちばんの目的は、
先ほどの「ヒッグス粒子」を
発見しようというものでした。
そのヒッグス粒子は、
念願かなって2012年７月に発見されました。

乗組員Ａ: ニュースでも大きな話題になりましたよね。

早野: つまり、ＬＨＣの当初の目的は
すでに達成されたわけです。
それにも関わらずＬＨＣでは、
いまもなお実験がつづいています。
その理由は、
スーパーシンメトリーを証明する未知の粒子を、
たった１個でもいいので、
なんとかして見つけだそうとしているんです。

乗組員Ａ: もし、それが１個でも見つかったら‥‥。

小林: それは人類が誰も知らない、
未知なる世界が存在する証拠になります。
いまＬＨＣは、
その未知なる世界の端っこを、
力ずくで引っかけようとしているんです。

乗組員Ｂ: 未知なる世界を‥‥。
ほとんどＳＦ映画のような話ですね。

早野: もし、スーパーシンメトリーの端っこが
ちょっとでも観測されたら、
それはもちろんノーベル賞ものだし、
その事実はまぎれもなく、
人類の大きな転換点になります。

乗組員Ａ: ちなみに、それが見つかる可能性は
どのくらいあるんでしょうか。

早野: 小林先生、そのへんはどう思いますか？

小林: うーん、なんともいえませんが、
未知の粒子の「質量」しだい、
ということになります。
スーパーシンメトリーの粒子の発見には、
巨大なエネルギーが必要になります。
そのエネルギーというは、
ＬＨＣの中を加速する陽子の
「運動エネルギー」のことです。

ＬＨＣが生み出す運動エネルギーが、
未知の粒子をつくるのに
十分なら可能性はありますが、
もし足りないようであれば、
いくらやってもダメでしょうね。

乗組員Ａ: エネルギーを増やしたりは、
できないんですか？

早野: 加速器という装置は、
つくりだせるエネルギーの限界値が
ある程度は決まっていて、
簡単に「2倍、3倍」という
わけにはいかないんです。

乗組員Ａ: そうなんですね。

早野: じゃあ、新しい加速器をつくればいい、
という話になるのですが、
建設する土地や費用のことなど、
クリアすべき問題はたくさんあります。

ちなみに、ジュネーブのＬＨＣは、
大きな輪っかのような装置を
地下に埋めているのですが、
その装置の全周は「ＪＲ山手線」くらいで、
建設費用は１兆円近くかかっています。

乗組員Ａ: ひゃーー！

乗組員Ｂ: いろいろケタ違い（笑）。

小林: 「小林・益川理論」を証明した
つくばの加速器は
「Ｂファクトリー」と呼ばれていましたが、
もともとは「トリスタン」という名前の、
別の加速器だったんです。

乗組員Ａ: あ、そうなんですか。

小林: 「トリスタン」を開発した目的は、
当時まだ未発見だった
「６番目のクォーク」を、
世界で最初に見つけようというものでした。
でも、「６番目のクォーク」が、
予想をはるかに超える重さで、
「トリスタン」ではエネルギー不足ということが、
建設したあとに判明したんです。

乗組員Ａ: うわぁ、それはショック！

小林: ただ、その「トリスタン」があったからこそ、
その後継の「Ｂファクトリー」を建設するとき、
費用を安く抑えることができました。
トンネルもそのまま使えましたからね。

早野: トンネルから何からつくるとしたら、
もっと予算が必要になるので、
計画そのものが承認されなかった
可能性もありますよね。

「トリスタン」があったからこそ
「Ｂファクトリー」計画が承認され、
そこで「小林・益川理論」の正しさが証明され、
小林先生はノーベル賞を受賞されたわけです。

乗組員Ａ: へぇー、おもしろい。

乗組員Ｂ: ノーベル賞の裏に、
そんな物語があったんですね。

小林: 物理だ、科学だ、といっても、
すべてのことには人間が関わっています。
論文や数式ばかりを知るだけじゃなく、
人間ドラマや歴史をいっしょに知ると、
物理学というものが、
もっとおもしろく感じると思いますよ。

（終わります）

2018-08-01-WED