宇宙&物理2chまとめ【物理】ヒッグス粒子は何の役に立つのか?

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【物理】ヒッグス粒子は何の役に立つのか?

[ 2012/07/10 21:01 ] [ 物理 ] [ コメント(4) ]
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1: pureφ ★ 2012/07/10(火) 13:28:11.61 ID:???

ヒッグス粒子は何の役に立つのか?:普通の人々の疑問に答えてみる

ヒッグス粒子は何の役に立つのか? 科学を専攻していない学生たちに対する、物理学准教授の答えとは。標準モデルのひとつのピースを探すことは、『モナリザ』を描くことと同様の、人間の行動だと説く。
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IMAGE VIA ARGONNE NATIONAL LABORATORY

学生、特に科学を専攻していない学生たちに対して、ヒッグス粒子をどう説明したらいいのだろう。

まずは呼び方だ。「神の粒子」と呼ぶのは時代遅れだ。また、個人的には「ヒッグス・パーティクル」とは言いたくない(間違いというわけではないが)。「ヒッグス・ボソン(Boson)」や「ヒッグス場」のほうがいい。

次に、ヒッグス粒子をどうやって説明するかだ。学生でも理解できるように何かを言わなければならないとしたら、「標準モデルに含まれると予想されるもの」と表現するだろう。この言い方ではわからないだろうし、ひどい説明だとは思うが、真実だ。

言いたくはないが、ヒッグス粒子関連は複雑だ──特に科学を専攻していない人たちにとっては。分子と原子の違いもよくわからない人が、ボソンについて語ることはできない。学生を馬鹿にしているわけではない。実際に目に見えないものについて、それらの違いを理解するのは難しい。

※ヒッグス粒子(Higgs Boson)とは、素粒子に質量を与える理由を説明するヒッグス場理論から生まれた。素粒子論と量子力学では、場の存在と粒子の存在は意味がほぼ同じで、ヒッグス場を量子化して得られるのがヒッグス粒子。なお、ボソン(ボース粒子)は、インドの物理学者、サティエンドラ・ボースに由来して命名された粒子の種類。

よい類推となるのは元素周期表

標準モデルとはいったい何だろうか。おそらく、よい類推となるのは元素周期表だ。
元素周期表の完成を目指した探究は、標準モデルの発展とよく似ている。
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元素周期表。IMAGE VIA NASA

ある時点で人間は、物質が、もっと小さな物質からできていると判断せざるを得なくなった。例えば、水はひとつの塊ではなく、水分子からできている、と。その後人間は、水の部分(分子)を、もっと基礎的な構成要素から作り出すことが可能であることを示す証拠を集めていった。この例で言えば、水は水素と酸素から構成される。原子モデルはこのように発展していった。その探求は素晴らしい物語だ(原子モデルに関する私の過去記事はこちら)。
556px-Standard_Model_of_Elementary_Particles.png
基本粒子の標準モデル。IMAGE VIA WIKIMEDIA COMMONS

物理学における標準モデルは、元素周期表に似ているといえば、説明するのに十分だと思う。

※標準モデル(standard model)とは、素粒子物理学の3つの基本的な力、すなわち強い力、弱い力、電磁力を記述するための理論のひとつ。標準模型または標準理論とも言う。

何の役に立つんだ?

「何の役に立つんだ?」というのは、学生が持ちやすい疑問だろう。それは、科学について論じるよい機会になる。手っ取り早くいえば、ヒッグス粒子は何の役にも立たない。

チャド・オーゼル(@orzelc)は「科学は最も基本的な人間の行動だ」と語るのが好きだ。少し言い方を変えれば、「われわれは科学的探求をする、なぜならわれわれが人間だから」。

わたしの好きな、SF作家ロバート・ハインラインの言葉を引用しよう。

「人間は以下のようなことができないといけない。オムツを替える、侵略を計画する、ブタを屠殺する、船の操縦を指揮する、ビルを設計する、ソネットを書く、経理会計を行う、壁を築く、骨折の手当をする、死にかけている人を慰める、注文を取る、命令を出す、協力する、1人で行動する、方程式を解く、新たな問題を分析する、肥料をやる、コンピューターをプログラムする、おいしい食事を作る、効率よく闘う、立派な態度で死を迎える」 >>2あたりに続く

TEXT BY RHETT ALLAIN TRANSLATION BY ガリレオ -矢倉美登里/合原弘子
WIRED NEWS 2012年7月6日
http://wired.jp/2012/07/06/what-can-we-do-with-the-higgs-boson/ple/
Image Credit:anieto2k
元スレ:http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1341894491/











2: pureφ ★ 2012/07/10(火) 13:28:24.98 ID:???

標準モデルのひとつのピースを探すことは、『モナリザ』を描くことと同様の、人間の行動だ。なぜ多くの人がブラックホールに関心を持つのだろう。ブラックホール技術に実用性があるのだろうか。たしかにあるのかもしれないが、近い将来は難しいだろう。われわれは、人間だからこそブラックホールに関心を持つのだ。

今後、これらの高エネルギー粒子加速器の「副産物」として新しい技術が登場するのだろうか? もちろん登場するだろう。だが、それが目標ではない。ヒッグス粒子に基づいた技術は登場するのだろうか? おそらくはそうなるだろう。しかし探求の理由はそれではない(技術が登場するとしても、それは遠い未来の話だ)。

※著者のレット・アランはサウスイースタン・ルイジアナ大学の物理学准教授。WIREDでは科学ブログ「DOT PHYSICS」を書いている。日本語版過去記事はこちら。
http://wired.jp/2012/03/22/analysis-of-the-human-birdwings/ (本文終わり)


60: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 14:43:06.20 ID:jaJy+tlq



5: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 13:30:53.80 ID:GWRifzB0

そいつをググッと飲み干すんだよ
そしたら 今日はいいことあるかもね


145: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 18:49:06.74 ID:gRqGl2kF

>>5
それはまさかミックスジュ・・


7: 【関電 88.9 %】 2012/07/10(火) 13:31:26.38 ID:K9f7HQxm

>>1 よい類推となるのは元素周期表だ
これだな。分かりやすく他人に説明できるなw


13: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 13:36:15.78 ID:nvrYiKUP

>ヒッグス粒子は何の役に立つのか?

科学の驚異的な新発見の当座は、この質問が必ず出てくる。そして、その答えも、
「何の役にも立たない」
「科学は最も基本的な人間の行動だ」
が常套句。

しかし、何年後か何十年後かに、必ず役になってしまうのも科学的発見なのだ。
ヒッグス粒子もいつか必ず役に立つだろう。ただ、今、我々が知らないだけだ。


14: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 13:36:48.85 ID:ME3Pn/Yn

ヒッグス粒子を操る能力者ネタは誰が一番に使うだろう?


19: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 13:43:02.15 ID:pqyKx6e7

ヒッグス粒子が突然なくなったら、その瞬間に世の中(宇宙)の物質が
(星も物体も生物も)素粒子に分解してしまうと言う事だ。
昔、光の媒体をエーテルと呼んでその存在を推論していた時期があったが、
まさにその媒体が見つかったって事さ。光の速度はヒッグス粒子の密度に
関係しているんだ。これ世界中の誰も発表していない豆な。


40: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 14:11:13.45 ID:g0n5IUuG

>>19
アインシュタインは後悔したまま死んじゃったな。
なんとも皮肉だ。


21: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 13:44:38.62 ID:ejSrQdUP

ヒッグス粒子っていうのは「ある」ものなの?
それとも実験装置で「つくり出す」ものなの?
「ある」ものなら、なぜ今までわからなったの?


26: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 13:50:56.78 ID:pqyKx6e7

>>21
宇宙はヒッグス粒子で満たされているんだ。
なくなったら我々は存在できない。


31: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 13:53:34.10 ID:pqyKx6e7

>>21
ヒッグス粒子の存在は予言されていたが、それを検出する技術がなかった。


22: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 13:46:29.66 ID:0fpl9Lgn

現在の技術レベル水準じゃ何の役にも立たないでしょ。
相対性理論だって実生活で役に立つのに理論発表から80年の歳月がかかった。


28: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 13:51:05.48 ID:rAdN4fld

GPSの仕様書には相対性理論は使われていない


まめちしきな


30: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 13:53:17.02 ID:0fpl9Lgn

>>28
そりゃ使われてないだろ
ワロタw


32: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 13:54:54.04 ID:fqsiKQDt

なぜ、ヒッグス粒子は光子には質量を与えなかったのか?


36: 忍法帖【Lv=5,xxxP】 2012/07/10(火) 14:02:30.68 ID:j/qbQ3Ub

>>1-2
現実を説明している理論というより、
現実を近似できる数学モデルって感じだもんなぁ

間違いじゃないけど真理とも程遠いイメージだわ


39: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 14:09:46.85 ID:nvrYiKUP

あと100年もすれば、今CERNでしか扱えない超高エネルギーを、その辺の町工場で
扱えるようになる。そのときには、ヒッグス粒子の使い道も見つかるだろう。


41: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 14:12:09.60 ID:X/strjk6

あの山手線より大きな加速器という箱物を作るために
たくさんの雇用が創出され

その運用、解析にあたるたくさんのオーバードクターにも
生活の糧を与えてきた。
 
13番目の最後の粒子が発見されてしまうと
本当にまずいと思う。


43: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 14:14:11.14 ID:X/strjk6

結局、それ何の役に立つの?という問いかけはむなしい

おまえのスマホ
おまえの書き込み
おまえの存在

そう、問いかけられているのと
同じだからだ。


44: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 14:15:19.11 ID:p6Ni56Yf

役に立つ立たんの問題じゃなく、今、目に見えている我々の全てを構成する
もととなっている粒子で、必ず存在しているはずだが証明できなかったものな
わけだから、それが「何の役に」っていう疑問自体がおかしくね?


58: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 14:38:31.21 ID:0gZJevjp

>>44
その通りなんだよ。
役に立つのを目的にしていない。

殺人事件の捜査中の警官に対して、

「そんなことして、いくら儲かるの?」

なんていう質問をするのと同じくらい馬鹿げている。


45: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 14:16:25.80 ID:OA8XkKS9

二言目には「それ何の役に立つの?」「利益出るの」って言葉しか出ない連中って
いるよな。性根が卑しい連中だよ。


51: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 14:25:27.79 ID:J4s/83c4

役に立つ立たないじゃねーよ
地球も生物も人間もこれがなかったら存在してなかったってこと


53: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 14:27:00.24 ID:uYY2UF+p

よく中性子をぶつけて、とか、陽子をぶつけて
とか聞くけど、実際どうやって中性子や陽子を取り出してんの?
消去法で残ったのが中性子だったりするのか?


59: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 14:42:34.60 ID:Up7uiZDW

>>53
まず水素の負イオン (電子を増やした水素) を作って加速し、
途中で炭素の薄膜を通過させると、電子が剥ぎ取られて陽子になる。
これを線形加速器である程度まで加速してから、
次第に大きくなる三段のシンクロトロンで加速して行くのがLHC。

中性子ビームを作るには、高エネルギーに加速された陽子を、重金属のターゲットにぶち当てる。
このターゲットは瞬時に金属が気化するほど猛烈に温度が上がるので、
薄い金属管の中に水銀などを高速で循環させて冷やす仕組みになっている。


55: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 14:34:18.29 ID:Z7thA5O5

ヒッグス粒子が無いと証明されたら物理学者はまた新しいモデルを作らにゃいかんと
いう事で溜息つきながらも半分笑顔でまた研究に没頭するんだろうけどな。
無いっていう結果でも歴史的事件なんだろうけど世間の反応は凄い事になってたな。


63: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 14:52:59.64 ID:h0rD2GXP

歴史研究がなんの役に立つのか
古文漢文の勉強が何の役に立つのか


64: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 15:12:14.80 ID:pxkF0m+Z

>何の役に立つんだ?
>ヒッグス粒子は何の役にも立たない
当然だ。このような愚問を投げかける奴はバカ。

シークスピアを研究して何になる?
古代エジプトを研究して何になる?

すべて同じ答。
「興味を持ったから」、「知りたかった」
だけ。


66: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 15:20:00.79 ID:Up7uiZDW

まず「知る」ということそれ自体が人間にとってはじゅうぶんに価値ある目的だから、
なんの役に立つかといえば「より深く知る」ことに役立つ。
なぜ人は立ったのか。目の位置を可能な限り高くして、地面に落ちている木の実だけでなく、遠くの世界を見るためだ。
探求する、知る、ということは、人間が人間である理由と言っていい。

より知るためには検証が必要だ。
人類が今現在、せいいっぱいの知恵を絞って得ている物の見方は、どこまで正しいか。
とりあえずそれを検証しないと、今以上に精度の高い探求はできない。
だからこうしてたゆみなく検証を続けている。

Higgs場を巨視的に操作するなんてことは無理なので、直接の応用は無いに決まっている。
けれど、Higgs場が生み出される一般的な仕組みの方は、自然界にものすごく普遍的な原理であることが
次第にわかってきた。とても身近なものの上にも、おそらくその仕組みが働いている。
だからその意味でなら、近い将来にも幅近い応用範囲があるだろう。


67: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 15:25:31.35 ID:c5XQ/CVP

全ては「現象」なのだから何かの役に立つかどうかなど全く関係ない


68: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 15:27:13.91 ID:uYY2UF+p

この疑問を持つ意味の裏には、利益が生むならいいけど、無意味な事に無駄遣いするな
と、言いたいんだろうな。
アインシュタインだって光がなんなのか?に疑問を抱いて時間と光の関係を明らかにし
相対性理論を作ったことで、GPSができた。
空気を解明したから天候を予測できるようになったし。
電気と磁気の関係が解ったからモーターが開発されタービンが出来て、電気が作られるようになった。
疑問の積み重ねを経て、解明して結局生活の一部になっていくんだよ
寝てる間も世話になってんだろ

疑問を持つことを忘れたら人間ダメになるだろうな


74: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 15:47:06.29 ID:Z7thA5O5

まぁLHC自体が最早一国の予算じゃ運営できない規模だからな。
それなりに成果みたいなもんが無いと次の研究も大変だな。
軌道エレベーターとか核融合発電作るのも無理目なんだが実用性高いから
そっちの方に金出したいっていう人間もいるだろうな。


77: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 15:55:42.33 ID:4wXrb/GI

モナリザを描くのに多額の税金は投入されていない。1円もね。しかしこれは・・・w
この手の研究予算が高い研究はノーベル賞与えて、物理学会は納税者をごまかしとるがw


79: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 16:04:25.47 ID:G8uZCCmi

ヒッグス粒子を人の意思で変化を与えて何かに利用しようと思っても、
その時の温度が、何十兆度か何千兆度かという超高温で、分子や原子どころか原子核でさえバラバラな世界なのだからな。
素粒子の形でしか質量が0になる事は叶えられないので、人間はどうあがいても質量0になれない。
でも、この超高エネルギーを何かに利用する事はあるかもしれないが。


82: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 16:16:41.99 ID:iBYgeM8M

「役に立つ」の定義をはっきりさせてくれんことには何とも言えん
宇宙のしくみを理解することをやめれば、人類の知的生命への進化はありえんぞ
ゴキブリのように進化を止めて蔓延るだけならそれでいいのかもしれんが


91: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 17:02:50.53 ID:a9oZkDah

すでに役に立ってるのにな。
粒子加速器の建設で雇用があっただろ。


92: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 17:06:28.08 ID:5+eL3gxE

俺も全然わかってないがなんとなく
空気は目に見得ないけどそこにあってとても重要なもの
ヒッグス粒子も観測できないが宇宙の成り立ち(重力?)にはかかせない重要なものって思ってる


124: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 18:07:49.10 ID:WU016zxX

何の役に立つか気になる人は自分が何の役に立つのかを気にした方がいいんじゃね?


127: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 18:14:57.25 ID:Z3YQWhoo

今回の実験でわかったことは
「真空」とは「何もない」のではなく「何か」が充満しているということ
その「何か」が何であるかは今のところわからないということ


160: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 19:12:20.09 ID:4BJin208

科学+ですら、やれ役に立たないから駄目だ、だののレスが多いからな。
この >>1-2 はそういうときのテンプレにいいかもしれない。


163: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 19:20:24.36 ID:85L+xvRF

人間の体からヒッグス粒子を取り除いたらどうなるんだろう。


171: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 19:42:40.05 ID:BTJJLWMD

>>163
物質は空間に一様に満たされたヒッグス場の中に存在しているのだから
人体のある範囲だけ上手く取り除く事なんて出来ない


165: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 19:24:17.68 ID:qV33kM/u

そもそもヒッグス粒子は人体を構成する素粒子じゃない


100: 名無しのひみつ 2012/07/10(火) 17:25:50.96 ID:trGjOPE4

宇宙は何の役に立つか?





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