反物質?ニュートリノ?宇宙の起源を紐解く研究でしていること

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日本の高エネルギー加速器研究機構などのT2K実験チームが「反物質」消滅の新証拠を掴んだ可能性があると発表しました。

この消滅の新証拠が真実であればノーベル賞級の大発見だということです。

宇宙の誕生時に生まれた「反物質」消滅の新証拠か 高エネ研など(livedoorニュース)

ですが、反物質の消滅の証拠と言われても、そもそも反物質が何なのか良く分からなかったり…。

そこで、反物質とは何なのか、宇宙の起源を知るためにどのような実験を行っているのかを調べてみました。

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反物質とは何か?

反物質とは簡単に言えば、物質と全く正反対の電荷をもつもののこと。

物質が電子(-)+陽子(+)+中性子(0)という素粒子の組み合わせでできているのに対し、反物質は陽電子(+)+反陽子(-)+反中性子(0)という素粒子の組み合わせでできています。

物質と反物質がぶつかると高エネルギーを放出して、消滅することが分かっています。
そのエネルギー効率はなんと100%!
1グラムの反物質で広島の原爆以上の威力を持つと言われています。

また人工的に作り出すことは非常に困難で、1グラム作るためには世界を1万9000年停電させなければならないそうです。
反物質1グラムのお値段は5000兆円=1京円とも言われています(そんな値段でも当然大赤字です…)。

反物質が消滅した理由は?

宇宙誕生時(ビックバン時)には物質と反物質が半々で存在していたとされています。

上で書いたように、物質と反物質はぶつかると消滅する性質があるため、普通に考えれば、今でも物質と反物質は半々であるはずです。

ですが、現実的には周りを見渡しても物質ばかりで反物質はありません。

なぜ、反物質は姿を消してしまったのか?

これを研究しているのが最初の記事に出てきたT2K実験チームなんですね。

これまでの研究では、反物質をつくる反粒子は物質をつくる粒子とわすかに動きが違っており、その違いが消滅に繋がったとされています。

T2K実験チームは、その理論を確認するためニュートリノと反ニュートリノを飛ばして、物質と反物質の動きの違いを観察していたのです。

結果、ニュートリノと反ニュートリノの間で地下を通過中に、ミュー型から電子型に変身する頻度の差があったということが分かりました。

この変身確率の違いに反物質消滅の原因があるかもしれないということですね。

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