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対称性の破れ

索引 対称性の破れ

対称性の破れ(たいしょうせいのやぶれ, Symmetry breaking, Symmetry violation)とは、場の量子論において、ある高い対称性を持ちうる理論が、より低い対称性を持つ状態になっていることを意味する。.

25 関係: 対称性対称性 (物理学)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=アインシュタイン凝縮プランク時代プレオンパリティ対称性の破れビッグバンピーター・ヒッグスアノマリーキュリーの原理ゲージ理論スーパーブラディオンCP対称性の破れ物理学における時間物理学に関する記事の一覧特殊ユニタリ群高エネルギー加速器研究機構講書始量子異常自発的対称性の破れKEKB明らかな対称性の破れ

対称性

対称性(たいしょうせい、ラテン語・ギリシャ語: συμμετρία symmetria, 独:Symmetrie, 英:symmetry)とは、ある変換に関して不変である性質である。 英語を音訳したシンメトリーと呼ぶこともあるが、2つのmは同時に発音されるため、英語の発音は「シメトリー」に近い。.

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対称性 (物理学)

対称性ラベルを示す面心立方格子構造の第一ブリュアンゾーン 物理学における対称性(たいしょうせい、symmetry)とは、物理系の持つ対称性 — すなわち、ある特定の変換の下での、系の様相の「不変性」である。.

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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=アインシュタイン凝縮

ボース=アインシュタイン凝縮(ボース=アインシュタインぎょうしゅく、Bose-Einstein condensation英語では、凝縮する過程を condensation、凝縮した状態を condensate と言い分ける場合もある。)、または略してBECとは、ある転移温度以下で巨視的な数のボース粒子が最低エネルギー状態に落ち込む相転移現象 上田 (1998) E.A. Cornel ''et al.'' (1999) F. Dalfavo ''et al.'' (1999) W. Kettelrle ''et al.'' (1999)。量子力学的なボース粒子の満たす統計性であるボース=アインシュタイン統計の性質から導かれる。BECの存在はアルベルト・アインシュタインの1925年の論文の中で予言されたA. Pais (2005), chapter.23 。粒子間の相互作用による他の相転移現象とは異なり、純粋に量子統計性から引き起こされる相転移であり、アインシュタインは「引力なしの凝縮」と呼んだ。粒子間相互作用が無視できる理想ボース気体に近い中性原子気体のBECは、アインシュタインの予言から70年経った1995年に実現された。1995年にコロラド大学の研究グループはルビジウム87(87Rb)、マサチューセッツ工科大学(MIT)の研究グループはナトリウム23(23Na)の希薄な中性アルカリ原子気体でのBECを実現させた。中性アルカリ原子気体でBECが起こる数マイクロKから数百ナノKという極低温状態の実現には、レーザー冷却などの冷却技術やなどの捕獲技術の確立が不可欠であった (free access) (free access)。2001年のノーベル物理学賞は、これらのBEC実現の実験的成果に対し、授与された。.

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プランク時代

プランク時代(プランクじだい、Planck epoch)とは、宇宙論において、宇宙の歴史の最初の0秒から約10-43秒(プランク時間)の間の時間で、量子重力理論が支配的であった。ドイツの物理学者マックス・プランクにちなんで名づけられた。プランク時間はおそらく時間の最小単位であり、プランク時代はこの長さであるため、時間の最初の瞬間であるとも言える。この瞬間が訪れた約137億年前には、重力は他の基本相互作用と同じくらい強く、全ての力は統一されていたと考えられている。極めて高温高圧で、プランク時代の宇宙の状態は不安定で一時的であり、対称性の破れの進展により基本相互作用が生じた。近代の宇宙論では、プランク時代は大統一理論の時代で、対称性の破れによって宇宙のインフレーションの時代が始まり、極めて短時間に宇宙が爆発的に拡大したと考えられている。.

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プレオン

プレオン (preon) とは、素粒子物理学においてクォークやレプトンを構成すると考えられている仮想上の点粒子である。この語は、1974年にJogesh Patiおよびアブドゥッサラームによって作られた。プレオンモデルへの関心は1980年代に最も高まり、標準模型が素粒子物理をほぼ完璧に記述することに成功して以降はその関心が薄れている。現在までに、クォークやレプトンが複合物であるという実験的証拠は未だ見つかっていない。.

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パリティ対称性の破れ

パリティ対称性の破れ(パリティたいしょうせいのやぶれ、Parity violation)とは、空間反転した(鏡に映した)ときに物理法則が同じにならないこと、または、その様な状態を言う。弱い相互作用が関与する物理現象で起こる。 P対称性の破れ、あるいは、パリティ非保存とも。.

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ビッグバン

ビッグバン理論では、宇宙は極端な高温高密度の状態で生まれた、とし(下)、その後に空間自体が時間の経過とともに膨張し、銀河はそれに乗って互いに離れていった、としている(中、上)。 ビッグバン(Big Bang)とは、宇宙の開闢直後、時空が指数関数的に急膨張したインフレーションの終了後に相転移により生まれた超高温高密度のエネルギーの塊のことである。また、宇宙は非常に高温高密度の状態から始まり、それが大きく膨張することによって低温低密度になっていったとする膨張宇宙論のことをビッグバン理論 (Big bang theory) という。 「ビッグバン」という語は、狭義では宇宙の(ハッブルの法則に従う)膨張が始まった時点を指す。その時刻は今から138.2億年(13.82 × 109年)前と計算されている。より広義では、宇宙の起源や宇宙の膨張を説明する、現代的な宇宙論的パラダイムをも指す言葉である。 ビッグバン理論(ビッグバン仮説)では「宇宙は「無」の状態から誕生した」とされるが、この「無」やなぜ「無」から宇宙が生まれたのかなどの問題は未だ謎のままである。 遠方の銀河がハッブルの法則に従って遠ざかっているという観測事実を一般相対性理論を適用して解釈すれば、宇宙が膨張しているという結論が得られる。宇宙膨張を過去へと外挿すれば、宇宙の初期には全ての物質とエネルギーが一カ所に集まる高温度・高密度状態にあったことになる。この初期状態、またはこの状態からの爆発的膨張をビッグバンという。この高温・高密度の状態よりさらに以前については、一般相対性理論によれば重力的特異点になるが、物理学者たちの間でこの時点の宇宙に何が起きたかについては広く合意されているモデルはない。 20世紀前半までは、天文学者の間でも「宇宙は不変で定常的」という考え方が支配的だった。1948年にジョージ・ガモフは高温高密度の宇宙がかつて存在していたことの痕跡として宇宙マイクロ波背景放射 (CMB) が存在することを主張、その温度を5Kと推定した。このCMB が1964年になって発見されたことにより、対立仮説(対立理論)であった定常宇宙論の説得力が急速に衰えた。その後もビッグバン理論を高い精度で支持する観測結果が得られるようになり、膨張宇宙論が多数派を占めるようになった。.

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ピーター・ヒッグス

ピーター・ウェア・ヒッグス(Peter Ware Higgs, 1929年5月29日 - )は、イギリスの理論物理学者。エディンバラ大学名誉教授。2013年ノーベル物理学賞受賞。.

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アノマリー

アノマリー(英語:Anomaly)とは、ある法則・理論からみて異常であったり、説明できない事象や個体等を指す。科学的常識、原則からは説明できない逸脱、偏差を起こした現象を含む。すでに説明できるようになった現象でも、アノマリーあるいは異常という名称がそのまま残ったものも多い。 超常現象学では、超常現象 についての科学的研究を行う。計算機科学における異常検出とは、関連データから不正データを検出する手法一般に関する事柄である。 下記にアノマリーに関連する語句を示す。.

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キュリーの原理

ュリーの原理(-げんり:Curie's principle または Curie dissymmetry principle)とは、線形な物理学的現象において、原因となる事象が持っていた空間対称性は、それによる結果にも現れなければならないという原理である。逆に言えば、結果に非対称性があれば、それは原因に由来するものでなければならない。 ピエール・キュリーが1894年に結晶に関して述べたもので、物理現象の結果に現れる対称性は、結晶構造と外部からの影響(原因)とに共通の対称性であるというものである。 わかりやすい例を示すと、無重力状態でよく混ぜた砂(砂粒の密度は不均一とする)は高い対称性を持つ(等方的)。ここに重力と等方的な外力が加わると、重力方向の非対称性が現れ、砂粒はその密度に従って分離する。この原理は非線形現象では必ずしも成り立たないことが知られている。 のちにプリゴジン(1947年)が非平衡(線形)熱力学の観点から次のように解釈し、キュリー・プリゴジンの原理とも呼ばれる。 熱力学的な力(原因)と流れ(結果)の間には一般に線形関係が成り立つ。これらの力と流れはテンソル(スカラー、ベクトルも含む)で表現され、例えば一般的な化学反応ならばスカラー(0階テンソル)、拡散・電気・熱などの流れならばベクトル(1階テンソル)、粘性ならば2階テンソルで表される。一般には別種の力・流れの間にも結合(線形関係)が生じる(例えばペルティエ効果、ゼーベック効果など)。しかし空間に関して偶数階テンソルは対称、奇数階テンソルは反対称(空間の反転によりマイナスとなる)であるから、等方的な系を考えると対称テンソルと反対称テンソルの間には線形関係は成り立たない。ゆえに2種類の現象の間に結合が成り立つためには、それらのテンソル階数の差は偶数でなければならない。 ただし非等方的な系(界面や膜などを含む)ではこの限りでなく、細胞膜で膜輸送とATPの分解・合成反応とが共役するなどがその例である。.

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ゲージ理論

ージ理論(ゲージりろん、gauge theory)とは、連続的な局所変換の下でラグランジアンが不変となるような系を扱う場の理論である。.

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スーパーブラディオン

ーパーブラディオン (Superbradyon) は、光速よりも数段速く運動することができる仮説上の素粒子である。タキオンと違って、スーパーブラディオンは正の実数の質量とエネルギーを持つ。.

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CP対称性の破れ

CP対称性の破れとは、物理学、特に素粒子物理学において、CP対称性に従わない事象のことである。 CP対称性の破れは1964年に中性K中間子の崩壊の観測から発見され、ジェイムズ・クローニンとヴァル・フィッチはその功績により1980年にノーベル物理学賞を受賞した。現在も、理論物理及び実験物理で積極的な研究が行なわれている分野の一つとなっている。 現在の宇宙では、物質が反物質よりもはるかに多い。 宇宙の歴史の中でこの非対称性を生成するためにはCP対称性の破れが必要条件であり、 サハロフの三条件のひとつとして知られている。.

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物理学における時間

物理学における時間は、そのによって定義される。すなわち、時間は時計によって読み取られるものである。 古典的な非相対論的物理学では、時間はスカラー量であり、長さ、質量、電荷のように、通常は基本量として記述される。時間は他の物理量と数学的に組み合わせて、運動、運動エネルギー、時間依存の場などの他の概念をすることができる。計時は、技術的および科学的な問題の複合であり、記録管理の基礎の一部である。.

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物理学に関する記事の一覧

物理学用語の一覧。物理学者名は含まない。;他の物理学関係の一覧.

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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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高エネルギー加速器研究機構

大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構(こうエネルギーかそくきけんきゅうきこう、英称:High Energy Accelerator Research Organization)は、高エネルギー物理学・加速器科学・物質構造科学などの総合研究機関として、国立大学法人法により設置された大学共同利用機関法人。2008年ノーベル物理学賞を受賞した小林誠特別栄誉教授が在籍する。 略称はKEK(ケイ・イー・ケイ、または、ケック。機構名のローマ字表記 Kou Enerugii Kasokuki Kenkyū Kikō の略。前身のひとつである高エネルギー物理学研究所のローマ字表記 Kou Enerugii Butsurigaku Kenkyūsho の略を引き継いでいる)。 人間文化研究機構、自然科学研究機構、情報・システム研究機構、宇宙航空研究開発機構と共に「総合研究大学院大学」を構成する。.

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講書始

講書始(こうしょはじめ)とは宮中行事の一環で、毎年1月に天皇の学問始(読書始)として学者による進講を行う。.

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量子異常

量子異常(りょうしいじょう、quantum anomaly)とは、量子化した理論において、古典論における一般的な考察から予想される定理が成り立たなくなることである。単にアノマリーと呼ばれることもある。.

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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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KEKB

KEKB。ベル測定器。加速した電子・陽電子が衝突した際に発生する種々の粒子をこの部分で観測する。 KEKB(ケックビー)とは、高エネルギー加速器研究機構(KEK)に設置されている電子・陽電子衝突加速器。衝突部にはベル測定器が置かれ、CP対称性の破れの研究が行われている。 B中間子が大量に生成されることからBファクトリーとも呼ばれる。 KEKBを5年かけて改造し、性能を40倍に高めた「Super(スーパー)KEKB」が2018年3月21日に稼働した。.

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明らかな対称性の破れ

論物理学において、明らかな対称性の破れ(explicit symmetry breaking)は、理論を定義する運動方程式(典型的には、大半がラグランジアン、あるいは、ハミルトニアンで記述される)による対称性の破れであり、対称性を持たなくなる。通常、このことは対称性の破れが小さい状況のときに使われるので、対称性は近似的に理論により扱われる。例としては、ゼーマン効果において、原子のハミルトニアンの磁気相互作用による摂動のために、スペクトル線が分解することが挙げられる。 明らかな対称性の破れは、自発的対称性の破れとは異なっている。自発的対称性の破れは、定義方程式が対称性に関係するのではなく、理論の基底状態(真空)が対称性を破る。.

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