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今年のノーベル物理学賞を取った研究について

今年のノーベル物理学賞を3人の日本人の方が受賞しましたが、 簡単に言うとどのような研究だったんでしょうか? 高校生レベルの物理が分かる程度の人向けに説明をお願いします。 おおまかでいいので。。

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  • sanori
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こんばんは。 わかりやすさ優先で書きますね。 高校生レベルでしたら、原子核は陽子と中性子でできていることはご存知かと思います。 陽子はプラスの電荷を持っていますから、お互い反発し合い、単純考えでいくと、1箇所に固まっていることは難しいです。 そこで、湯川先生は核力を担う中間子の存在を予言し、その後、それが実際に発見されました。(パイ中間子) ところが、その後、クォークという粒子があることがわかってきました。 陽子や中性子は3つのクォークでできており、中間子は、たとえば、π+中間子は2つのクォークでできています。 益川先生と小林先生は、クォークの種類が、少なくとも3世代(6種類)存在することを理論的に予言しました。 南部先生は、益川先生と小林先生よりも約20年先輩ですが、 対称性の自発的な破れ(自発的対称性の破れ)を予言しました。 これの解説は難しいのですが、これによって起こる現象の一つとして、 1個1個のクォーク自体の質量は軽いのに、3つ合わさって陽子や中性子になると、非常に重くなるということが挙げられます。 いわば、ピンポン玉を三つ合わせたら、突然、鉄球に変身するというようなイメージです。 これについては、下記の2つのリンクをどうぞ。 http://www.kek.jp/ja/news/press/2007/supercomputer2.html http://www.nhk.or.jp/bakumon/previous/20080429.html 追伸 南部先生は現在、アメリカ人です。(1970年に帰化) 1978年に文化勲章を受章してはいますが。

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質問者からのお礼

回答ありがとうございます。 なんとなくですが分かりました。 普通の常識からは、かけ離れたイメージですね。 ところで「自発的対称性の破れ」の例え話として、 以下のような話を聞きました。 丸いテーブルを大勢の人が囲んでいます。 テービルの上には、自分から見て右手にも左手にもナプキンが置いてあります。 一人の人が、どちらのナプキンを取るかは自由でばらばらのはずです。 たまたま一人の人が、左手のナプキンを取ると、全員が左手のナプキンを使わなければなります。 この話と陽子や中性子の質量と、どのような関係があるんでしょうか?

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  • sanori
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お礼のお言葉をありがとうございました。 円卓にナプキンですか。ほー 一人の人の選択が、玉突きのように他の人達に連鎖するということなんですかね。 何を言いたい例えなのか、私にはわかりません。 ワインのびんの底って、真ん中が盛り上がっていて、端に行くほど低いですよね。 それを使った例えがよいみたいです。 1. こちらの中の、「メキシカン・ハット(ワイン・ボトル)型ポテンシャル」の項をご覧ください。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%87%AA%E7%99%BA%E7%9A%84%E5%AF%BE%E7%A7%B0%E6%80%A7%E3%81%AE%E7%A0%B4%E3%82%8C 2. こちらの記事は、式(※)が難解だと思いますが、右側にある図を、上記1の記事の説明のイメージ図として利用するとよいでしょう。 (ワインのびん底の形状) http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%AF%BE%E7%A7%B0%E6%80%A7%E3%81%AE%E7%A0%B4%E3%82%8C ※: 式の中に「eのiθ乗」というのが出現していますが、これは、映画「博士の愛した数式」の中で登場した式です。 iとeは高校数学で習いますが、「eのiθ乗」は、たぶん大学に上がってからだと思います。 ちなみに、 eのiθ乗 = cosθ + i・sinθ です。 (あまりにも有名な、オイラーの公式) 実用性もちゃんとある公式で、工業高校で習う電気回路の計算に応用されていたり、私自身は電気以外の仕事で使ったことがあります。 しかし、オイラーの公式でさえ基礎の基礎であって、3人の先生の理論は、それより遥か向こうにあります。 では。

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質問者からのお礼

回答ありがとうございます。 リンク先を読んでみました。 さすがに難しいです。。。 円卓ナプキンの例については、 もう一寸調べてみたいと思います。

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