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ウィークボソン

索引 ウィークボソン

ウィークボソン (weak boson) は素粒子物理学において、弱い相互作用を媒介する素粒子である。弱ボソンとも言う。 ウィークボソンはスピン1のベクトルボソンで、WボソンとZボソンの二種類が存在する。Wボソンは陽子の約80倍、Zボソンは約90倍と他の素粒子に比べて大きな質量をもち、ごく短時間のうちに別の粒子に崩壊してしまうという特徴を持つ。 Wボソンは電荷 ±1 (W+,W−)をもち、両者は互いに反粒子の関係にある。 Zボソンは電荷 0 で、反粒子は自分自身である。 1968年に理論で存在が予言され、1983年に欧州合同原子核研究所にてその存在が確認された。.

33 関係: 南部陽一郎崩壊弱い相互作用ノーベル物理学賞ワインバーグ=サラム理論ボース粒子ヒッグス機構フェルミ粒子フェルミ相互作用ニュートリノベータ崩壊ベクトルアブドゥッサラームゲージ粒子シェルドン・グラショージュリアン・シュウィンガースピン角運動量スティーヴン・ワインバーグ光子素粒子素粒子物理学繰り込み特殊ユニタリ群講談社質量重力相互作用自発的対称性の破れ電磁相互作用電気素量陽子欧州原子核研究機構湯川秀樹湯川相互作用

南部陽一郎

南部 陽一郎(なんぶ よういちろう、1921年1月18日 - 2015年7月5日 産経新聞 2015年7月17日閲覧 大阪大学 2015年7月17日閲覧)は日本出身、アメリカ国籍の理論物理学者。シカゴ大学名誉教授、大阪市立大学名誉教授、大阪大学特別栄誉教授、立命館アジア太平洋大学アカデミック・アドバイザー。専門は素粒子理論。理学博士(東京大学 1952年)。 日本の福井県福井市出身。自宅が大阪府豊中市にあり、シカゴに在住していた。1970年に日本からアメリカ合衆国へ帰化した。.

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崩壊

崩壊(ほうかい).

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弱い相互作用

弱い相互作用(よわい そうごさよう、)とは、素粒子の間で作用する4つの基本相互作用の内の一つである。弱い核力、あるいは単に弱い力とも呼ばれる。この相互作用による効果として代表的なものにベータ崩壊がある。電磁相互作用と比較して、力が非常に弱いことからこの名がついた。.

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ノーベル物理学賞

ノーベル物理学賞(ノーベルぶつりがくしょう、Nobelpriset i fysik)は、ノーベル賞の一部門。アルフレッド・ノーベルの遺言によって創設された6部門のうちの一つ。物理学の分野において重要な発見を行った人物に授与される。 ノーベル物理学賞のメダルは、表面にはアルフレッド・ノーベルの横顔(各賞共通)、裏面には宝箱を持ち雲の中から現れた自然の女神のベールを科学の神が持ち上げて素顔を眺めている姿(化学賞と共通)がデザインされている。.

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ワインバーグ=サラム理論

ワインバー.

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ボース粒子

ボース粒子 (ボースりゅうし) とは、スピン角運動量の大きさが\hbarの整数倍の量子力学的粒子である。ボソンまたはボゾン (Boson) とも呼ばれ、その名称はインドの物理学者、サティエンドラ・ボース (Satyendra Nath Bose) に由来する。.

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ヒッグス機構

ヒッグス機構(ヒッグスきこう、Higgs mechanism)とは、ピーター・ヒッグスが1964年に提唱した、ゲージ対称性の自発的破れと質量の生成に関する理論である。 ゲージ理論において、ゲージ場は質量項を持つことができないが、この理論では、ヒッグス場が真空期待値を持つことで系の対称性を破り、ゲージ粒子はヒッグス場との相互作用を通して質量を獲得するものと考える。 ただし、この理論によれば真空と同じ量子数を持つスカラー粒子が現れるとされるので、この理論が現実の物理に適用できるものだと証明するためには、その粒子(ヒッグス粒子)を実験的に見つけることが課題になる『改訂 物理学事典』 p.1710 「ヒグス機構」。 この機構(メカニズム)は、まず1962年にフィリップ・アンダーソンによって提唱され、類似のモデルが1964年に3つの独立したグループによって発展させられた。すなわち (1) ロベール・ブルー:en:Robert Broutとフランソワ・アングレール 、(2) ピーター・ヒッグス、および(3):en:Gerald GuralnikとC. R. HagenとTom Kibbleの3グループである。よって、このメカニズムは次のような様々な呼称で呼ばれている。Brout–Englert–Higgs mechanism(ブルー・エングレール・ヒッグス・メカニズム)、あるいはEnglert–Brout–Higgs–Guralnik–Hagen–Kibble mechanism, Anderson–Higgs mechanism, Higgs–Kibble mechanism(アブドゥッサラームによる)あるいはできるだけ頭文字だけにしてABEGHHK'tH mechanism (Anderson, Brout, Englert, Guralnik, Hagen, Higgs, Kibble and 't Hooftの頭文字。ピーター・ヒッグスが他の研究者たちに敬意を払ってこう呼んだ。)。.

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フェルミ粒子

フェルミ粒子(フェルミりゅうし)は、フェルミオン(Fermion)とも呼ばれるスピン角運動量の大きさが\hbarの半整数 (1/2, 3/2, 5/2, …) 倍の量子力学的粒子であり、その代表は電子である。その名前は、イタリア=アメリカの物理学者エンリコ・フェルミ (Enrico Fermi) に由来する。.

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フェルミ相互作用

素粒子物理学において、フェルミ相互作用(フェルミそうごさよう、Fermi interaction)とは、フェルミのベータ崩壊の理論 で導入された相互作用である。 フェルミの理論においては、4つのフェルミ粒子が1点で直接的に(他の粒子を媒介せずに)相互作用すると仮定する。中性子のベータ崩壊の場合、中性子、陽子、電子、反電子ニュートリノが1点で相互作用すると考える。標準理論、特にワインバーグ=サラム理論の枠組においては、ベータ崩壊は媒介粒子としてのWボソンを導入することによって記述されるが、フェルミ相互作用は媒介粒子の伝達を点状相互作用として置き換えることで、実際の現象を精度良く記述しており、このような近似は有効場の理論の一例である。.

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ニュートリノ

ニュートリノ()は、素粒子のうちの中性レプトンの名称。中性微子とも書く。電子ニュートリノ・ミューニュートリノ・タウニュートリノの3種類もしくはそれぞれの反粒子をあわせた6種類あると考えられている。ヴォルフガング・パウリが中性子のβ崩壊でエネルギー保存則と角運動量保存則が成り立つように、その存在仮説を提唱した。「ニュートリノ」の名はβ崩壊の研究を進めたエンリコ・フェルミが名づけた。フレデリック・ライネスらの実験により、その存在が証明された。.

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ベータ崩壊

ベータ崩壊(ベータほうかい、beta decay)とは、放射線としてベータ線(電子)を放出する放射性崩壊の一種である。 後にベータ線のみを放出するとするとベータ線のエネルギーレベルの連続性を説明できないことから、電子(ベータ線)と同時にニュートリノと呼ばれる粒子も放出する弱い相互作用の理論として整理された。.

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ベクトル

ベクトル()またはベクター() ベクトルは Vektor に由来し、ベクターは vector に由来する。物理学などの自然科学の領域ではベクトル、プログラミングなどコンピュータ関係ではベクターと表記される、という傾向が見られることもある。また、技術文書などではしばしばJIS規格に準拠する形で、長音を除いたベクタという表記が用いられる。 は「運ぶ」を意味するvehere に由来し、18世紀の天文学者によってはじめて使われた。 ベクトルは通常の数(スカラー)と区別するために矢印を上に付けたり(例: \vec,\ \vec)、太字で書いたりする(例: \boldsymbol, \boldsymbol)が、分野によっては矢印も太字もせずに普通に書くこともある(主に解析学)。 ベクトル、あるいはベクターに関する記事と用法を以下に挙げる。.

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アブドゥッサラーム

アブドゥッサラーム(, Abdus Salam、1926年1月29日 - 1996年11月21日)は、パキスタンの物理学者である。スティーヴン・ワインバーグやシェルドン・グラショウとともにワインバーグ・サラム理論を完成させ、これにより1979年のノーベル物理学賞を受賞し、イスラム教徒では初のノーベル科学賞受賞者となった。.

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ゲージ粒子

ージ粒子(ゲージりゅうし、gauge boson)とは、素粒子物理学において、ゲージ相互作用を媒介するボース粒子の総称である。 特にその相互作用がゲージ理論で記述されている素粒子間において、(仮想粒子として)ゲージ粒子の交換により力が生じる。 標準模型においては、電磁相互作用を媒介する光子、弱い相互作用を伝えるウィークボソン、強い相互作用を伝えるグルーオンの3種類がある。 また重力相互作用もゲージ理論で記述されていると考えられており、これを伝える重力子がある。.

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シェルドン・グラショー

ェルドン・グラショー(Sheldon Lee Glashow, 1932年12月5日 – )は、アメリカ合衆国の物理学者。ボストン大学の、数学と物理学の教授である。.

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ジュリアン・シュウィンガー

ュリアン・セイモア・シュウィンガー(Julian Seymour Schwinger, 1918年2月12日 - 1994年7月16日)はアメリカ合衆国の理論物理学者。繰り込み理論によって量子電磁力学を完成させた功績で朝永振一郎、リチャード・P・ファインマンとともに1965年のノーベル物理学賞を受賞した。.

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スピン角運動量

ピン角運動量(スピンかくうんどうりょう、spin angular momentum)は、量子力学上の概念で、粒子が持つ固有の角運動量である。単にスピンとも呼ばれる。粒子の角運動量には、スピン以外にも粒子の回転運動に由来する角運動量である軌道角運動量が存在し、スピンと軌道角運動量の和を全角運動量と呼ぶ。ここでいう「粒子」は電子やクォークなどの素粒子であっても、ハドロンや原子核や原子など複数の素粒子から構成される複合粒子であってもよい。 「スピン」という名称はこの概念が粒子の「自転」のようなものだと捉えられたという歴史的理由によるものであるが、現在ではこのような解釈は正しいとは考えられていない。なぜなら、スピンは古典極限 において消滅する為、スピンの概念に対し、「自転」をはじめとした古典的な解釈を付け加えるのは全くの無意味だからであるランダウ=リフシッツ小教程。 量子力学の他の物理量と同様、スピン角運動量は演算子を用いて定義される。この演算子(スピン角運動量演算子)は、スピンの回転軸の方向に対応して定義され、 軸、 軸、 軸方向のスピン演算子をそれぞれ\hat_x,\hat_y,\hat_z と書き表す。これらの演算子の固有値(=これら演算子に対応するオブザーバブルを観測したときに得られる値)は整数もしくは半整数である値 を用いて、 と書き表せる。値 は、粒子のみに依存して決まり、スピン演算子の軸の方向には依存せずに決まる事が知られている。この を粒子のスピン量子数という。 スピン量子数が半整数 になる粒子をフェルミオン、整数 になる粒子をボゾンといい、両者の物理的性質は大きく異る(詳細はそれぞれの項目を参照)。2016年現在知られている範囲において、.

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スティーヴン・ワインバーグ

ティーヴン・ワインバーグ(Steven Weinberg, 1933年5月3日 - )は、アメリカ合衆国出身の物理学者。アブドゥス・サラム、シェルドン・グラショーとともに、電磁気力と弱い力を統合するワインバーグ=サラム理論を完成させた。これによって、1979年にノーベル物理学賞を受賞した。.

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光子

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素粒子

物理学において素粒子(そりゅうし、elementary particle)とは、物質を構成する最小の単位のことである。基本粒子とほぼ同義語である。.

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素粒子物理学

素粒子物理学(そりゅうしぶつりがく、particle physics)は、物質の最も基本的な構成要素(素粒子)とその運動法則を研究対象とする物理学の一分野である。 大別して素粒子論(素粒子理論)と素粒子実験からなる。また実証主義、還元主義に則って実験的に素粒子を研究する体系を高エネルギー物理学と呼ぶ。 粒子加速器を用い、高エネルギー粒子の衝突反応を観測することで、主に研究が進められることから、そう命名された。しかしながら、現在、実験で必要とされる衝突エネルギーはテラ電子ボルトの領域となり、加速器の規模が非常に大きくなってきている。将来的に建設が検討されている国際リニアコライダーも建設費用は一兆円程度になることが予想されている。また、近年においても、伝統的に非加速器による素粒子物理学の実験的研究が模索されている。 何をもって素粒子とするのかは時代とともに変化してきており、立場によっても違い得るが標準理論の枠組みにおいては、物質粒子として6種類のクォークと6種類のレプトン、力を媒介する粒子としてグルーオン、光子、ウィークボソン、重力子(グラビトン)、さらにヒッグス粒子等が素粒子だと考えられている。超弦理論においては素粒子はすべて弦(ひもともいう)の振動として扱われる。.

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繰り込み

繰り込み(くりこみ)とは、場の量子論で使われる、計算結果が無限大に発散してしまうのを防ぐ数学的な技法であり、同時に場の量子論が満たすべき最重要な原理のひとつでもある。 くりこみにより、場の量子論を電磁相互作用に適用した量子電磁力学が完成した。場の量子論にくりこみを用いる方法は、以後の量子色力学およびワインバーグ・サラム理論を構築する際の規範となる。.

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特殊ユニタリ群

次の特殊ユニタリ群(とくしゅユニタリぐん、special unitary group) とは、行列式が1の 次ユニタリ行列の為す群の事である。群の演算は行列の積で与えられる。 特殊ユニタリ群 はユニタリ群 の部分群であり、さらに一般線型群 の部分群である。 特殊ユニタリ群は素粒子物理学において、電弱相互作用のワインバーグ=サラム理論や強い相互作用の量子色力学、あるいはそれらを統合した標準模型や大統一理論などに出てくる。.

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講談社

株式会社講談社(こうだんしゃ、英称:Kodansha Ltd.)は、日本の総合出版社。創業者の野間清治の一族が経営する同族企業。.

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質量

質量(しつりょう、massa、μᾶζα、Masse、mass)とは、物体の動かしにくさの度合いを表す量のこと。.

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重力相互作用

重力相互作用(じゅうりょくそうごさよう、gravitational interaction)とは、自然界に存在する4つの基本相互作用のうち、重力による相互作用を指し、力の強さは距離の2乗に反比例する。.

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自発的対称性の破れ

自発的対称性の破れ(じはつてきたいしょうせいのやぶれ、spontaneous symmetry breaking)とは、ある対称性をもった系がエネルギー的に安定な真空に落ち着くことで、より低い対称性の系へと移る現象やその過程を指す。類義語に明示的対称性の破れや量子異常による対称性の破れ、またこれらの起源の1つとしての力学的対称性の破れなどがある。 主に物性物理学、素粒子物理学において用いられる概念であり、前者では超伝導を記述するBCS理論でクーパー対ができる十分条件、後者では標準模型においてゲージ対称性を破り、ウィークボソンに質量を与えるヒッグス機構等に見ることができる。また、この他、磁気学における強磁性体の磁化についても発生の前後で自発的対称性の破れが考えられている。.

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電磁相互作用

電磁相互作用(でんじそうごさよう)は、電場あるいは磁場から電荷が力を受ける相互作用のことをいい、基本相互作用の一つである。電磁気学によって記述される。場の理論においてラグランジアンに対してU(1)ゲージ対称性を付与することで現れるU(1)ゲージ場の成分が電磁気学におけるいわゆるスカラーポテンシャル及びベクトルポテンシャルと対応し、また自身についても対応する自由ラグランジアンを持っている。ラグランジュ形式で議論することで、物質に対応する変数でオイラーラグランジュ方程式を解くことで電磁場から物質に対しての影響を、逆に電磁場に対応する変数でオイラーラグランジュ方程式を解くことで物質側から電磁場に与える影響を導き出すことができ、それぞれ、通常の力学でのローレンツ力とマクスウェル方程式のうちのガウスの法則とアンペールマクスウェル方程式を導出することになる。.

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電気素量

電気素量 (でんきそりょう、elementary charge)は、電気量の単位となる物理定数である。陽子あるいは陽電子1個の電荷に等しく、電子の電荷の符号を変えた量に等しい。素電荷(そでんか)、電荷素量とも呼ばれる。一般に記号 で表される。 原子核物理学や化学では粒子の電荷を表すために用いられる。現在ではクォークの発見により、素電荷の1/3を単位とする粒子も存在するが、クォークの閉じ込めにより単独で取り出すことはできず、素電荷が電気量の最小単位である。 素粒子物理学では、電磁相互作用のゲージ結合定数であり、相互作用の大きさを表す指標である。 SIにおける電気素量の値は である2014年CODATA推奨値。SIとは異なる構成のガウス単位系(単位: esu)での値は であるParticle Data Group。.

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陽子

陽子(ようし、())とは、原子核を構成する粒子のうち、正の電荷をもつ粒子である。英語名のままプロトンと呼ばれることも多い。陽子は電荷+1、スピン1/2のフェルミ粒子である。記号 p で表される。 陽子とともに中性子によって原子核は構成され、これらは核子と総称される。水素(軽水素、H)の原子核は、1個の陽子のみから構成される。電子が離れてイオン化した水素イオン(H)は陽子そのものであるため、化学の領域では水素イオンをプロトンと呼ぶことが多い。 原子核物理学、素粒子物理学において、陽子はクォークが結びついた複合粒子であるハドロンに分類され、2個のアップクォークと1個のダウンクォークで構成されるバリオンである。ハドロンを分類するフレーバーは、バリオン数が1、ストレンジネスは0であり、アイソスピンは1/2、超電荷は1/2となる。バリオンの中では最も軽くて安定である。.

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欧州原子核研究機構

欧州原子核研究機構(おうしゅうげんしかくけんきゅうきこう、) は、スイスのジュネーヴ郊外でフランスと国境地帯にある、世界最大規模の素粒子物理学の研究所である。.

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湯川秀樹

湯川 秀樹(ゆかわ ひでき、1907年(明治40年)1月23日 - 1981年(昭和56年)9月8日)は、日本の理論物理学者。 京都府京都市出身。 原子核内部において、陽子や中性子を互いに結合させる強い相互作用の媒介となる中間子の存在を1935年に理論的に予言した。1947年、イギリスの物理学者セシル・パウエルが宇宙線の中からパイ中間子を発見したことにより、湯川の理論の正しさが証明され、これにより1949年(昭和24年)、日本人として初めてノーベル賞を受賞した。 京都大学・大阪大学名誉教授。京都市名誉市民。1943年(昭和18年)文化勲章。位階勲等は従二位勲一等旭日大綬章。学位は理学博士。.

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湯川相互作用

湯川相互作用(ゆかわそうごさよう、Yukawa interaction)とは、素粒子物理学において、1つのボソンと2つのフェルミオンが関わる相互作用のことである。 4つのフェルミオンが関わるフェルミ相互作用を修正して湯川秀樹により導入された。 湯川相互作用は、核子(フェルミ粒子)の間に働くパイ中間子(擬スカラー)により媒介される核力の記述に用いることが出来る。また、標準模型においてクォークや電子(これらは質量ゼロの粒子として導入する)とヒッグス場の間の相互作用の記述にも用いられる。自発的対称性の破れでヒッグス場が真空期待値を持つことにより、クォークや電子は真空期待値に比例した質量を獲得する。.

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