宇宙&物理2chまとめ【物理】数十億光年彼方のガンマ線バーストの観測によりCPT対称性の破れは1000兆分の1以下と検出

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【物理】数十億光年彼方のガンマ線バーストの観測によりCPT対称性の破れは1000兆分の1以下と検出

[ 2012/12/15 11:31 ] [ 物理 ] [ コメント(1) ]
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1: 一般人φ ★ 2012/12/12(水) 01:16:33.59 ID:???

東京大学 国際高等研究所 カブリ数物連携宇宙研究機構(カブリIPMU)は12月7日、大阪大学および金沢大学の
協力を得て、宇宙航空研究開発機構(JAXA)が打ち上げた小型ソーラー電力セイル実証機(太陽光宇宙帆船)
「IKAROS」に搭載した日本独自の偏光検出器「GAP」を用いて、数10億光年彼方の「ガンマ線バースト現象」
からの偏光を従来より高い精度で検出し、その長い旅路の間に光の偏りが測定できるほど光が回転していない
ことを明らかにし、「CPT対称性の破れ」があるとしても従来の予想の1000万分の1以下よりも遙かに小さい
1000兆分の1以下であることを明らかにしたと発表した。


成果は、阪大大学院 理学研究科の當真賢二研究員、カブリIPMUの向山信治特任准教授、金沢大大学院
自然科学研究科の米徳大輔准教授らの共同研究グループによるもの。研究の詳細な内容は、米国東海岸時間
12月11日付けで米国物理学会誌「Physical Review Letters」のオンラインに掲載される予定だ。

ガンマ線バーストとは、数10億光年の彼方に端を発し、数10秒程度の間にわたって強烈なガンマ線が観測される
現象であり、天空上で年間1000個程度発生する。そのエネルギーは強烈で、全宇宙で最も明るく激しい現象と
言われている。ガンマ線バーストは数々の種族に分類されるが、その内ある種族に関しては、星が最期に
崩壊する際に起こす超新星爆発の特殊なものであると考えられている。

そのガンマ線バーストで発せられた光(ガンマ線)は、前述したように地球に届くまでに何10億光年も宇宙を
旅してくるわけだが、この超大スケールの宇宙からの光を使うことで、量子重力理論が対象とするような
超ミクロのスケールでの時空構造を調べることが可能だ。

現在の地上実験で扱っているようなスケールにおいては、粒子と反粒子の役割を入れ換え、鏡に映し、時間の
流れを逆向きにした場合の現象は、元の現象とまったく同じであることがわかっている。このことを「CPT対称性が
保存されている」という。

しかし、アインシュタインの相対性理論と量子論の統一を図る「超弦理論」や「ループ重力理論」のような
量子重力理論が予測するところによれば、超ミクロのスケールにおいては、時空構造が通常考えるものとは
まったく異なり、この対称性が保たれていない(破れている)可能性があるのだ。

(本文>>2以降に続く)

▽記事引用元 マイナビニュース(2012/12/07)
http://news.mynavi.jp/news/2012/12/07/172/index.html

▽カブリ数物連携宇宙研究機構プレスリリース
http://www.ipmu.jp/ja/node/1455

▽Physical Review Letters(掲載予定)
「Strict Limit on CPT Violation from Polarization of Gamma-Ray Bursts」
http://prl.aps.org/
© By NASA Goddard Photo and Video
元スレ:http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1355242593/








2: 一般人φ ★ 2012/12/12(水) 01:16:48.21 ID:???

>>1続き)

もし、この対称性が破れていれば、天体から光が伝わる長い旅路の間に効果が蓄積され、光の偏りが測定できる
ほど回転することになる(画像1)。今までの観測データでは、その効果は1000万分の1程度以下と見積もられていた。

画像1は、今回の研究理論の仕組みだ。宇宙で起きたガンマ線バーストの光は、その振動がある程度直線的に
偏っている。それは左右回りの振動の重ね合わせで表せる。もし対称性が破れていれば、左右回りの振動の
速度が異なり、その結果、光の直線的偏りがゆっくり回転することになるというわけだ。この効果は光の
波長ごとに大きさが異なり、観測によって検出することが可能となる。

今回、IKAROS(画像2)に搭載されたGAPによって、非常に遠方のガンマ線バーストの光の偏りを従来より高い
精度で検出することに成功し、偏りの回転がないことが証明された。この結果を受けて研究チームは、
理論的計算を行ない、対称性の破れが1000兆分の1以下であるという、これまでで最も厳しい制限を課すことが
できたのである。

アインシュタインの相対性理論と量子論を統一する量子重力理論の構築は、現代基礎物理学の大きな目標だ。
前述したようにこれまでさまざまな種類の統一理論が提唱され、盛んに議論されてきた。

今回の研究は、これらの理論が対象とするスケールにおいても基本的な対称性が保たれていることを証明した
もので、このことは、対称性を破るような統一理論モデルを排除することになる。今後は、今回の研究の結果に
沿うような理論モデルの構築が進み、統一の夢に近づくことが期待されるという。

画像1。今回の研究理論の仕組み
ko09hh.jpg
画像2。IKAROSのイメージ。(c) JAXA
bjhvhh5.jpg

(以上本文引用ここまで)


5: 名無しのひみつ 2012/12/12(水) 01:29:43.51 ID:/2hSOlQI

イカロスきたああああああああああああ


7: 名無しのひみつ 2012/12/12(水) 02:16:48.81 ID:lgXOdis+

破れを制限すんなよ。そこが大事なのに。


9: 名無しのひみつ 2012/12/12(水) 02:38:36.04 ID:5vZL+awn

やべぇ、イカ坊にまさかのノーベル賞来る!?


10: 名無しのひみつ 2012/12/12(水) 02:54:05.03 ID:btKzdiQ7

<<9
あっ、
ヒトじゃなくてもいいのかな。でも「生きて」ないと駄目なんだよね?


12: 名無しのひみつ 2012/12/12(水) 03:38:28.47 ID:U/7Zrh9f

そうか。いよいよ物理法則は時間軸に対して対称のようだな。
意識や観測問題を考える上では、ちょっとだけ嫌な話かもしれんな。


35: 名無しのひみつ 2012/12/13(木) 23:11:30.20 ID:Xf8G9uR3

>>12
その理解は違う
CPT対称性は、CPT 全部を一度にひっくり返すと対称だ、という法則だ。

CP が破れていることは確からしいので
CPT が破れないためには T がそれを補うだけ破れていなければいけない。

つまり >>1 の主張は、物理法則は時間軸について対称ではないということ

CPT対称性 - Wikipedia
物理法則のチャージ、パリティ、および時間を同時に反転させる変換に対する基本的な対称性である。



14: 【関電 75.9 %】 忍法帖【Lv=40,xxxPT】(1+0:8) 2012/12/12(水) 07:30:15.36 ID:P70oD5ev

これって証明したことになるの?


16: 名無しのひみつ 2012/12/12(水) 09:31:51.64 ID:2tV/Hdh6

イカはそんなものを積んでたのか


19: 名無しのひみつ 2012/12/12(水) 11:28:58.28 ID:K6Xm/jQK

ああ、なるほど、うん、まあ、ねえ……


21: エラ通信! ◆0/aze39TU2 2012/12/12(水) 11:56:58.51 ID:H0x5Ga4n

つまり、常識の壁は破れなかった、ってことか。

光は光で、ミクロの世界に、その存在のあり方をときほぐすきっかけがあると思ってたが、
ないか、ほとんど存在しない、と。


22: 名無しのひみつ 2012/12/12(水) 15:19:22.28 ID:pqZukWN6

GAPってそんな精度の高いものだったんだ
イカロスやるね~
基礎科学でもこんな大きな成果をだすとは


23: 名無しのひみつ 2012/12/12(水) 15:57:16.90 ID:sBBb3w92

特殊相対性理論とCPT対称性は等しいわけだ
この発見で一般相対性理論的なスケールでもCPT定理が成り立つとわかったってわけかな?


24: 名無しのひみつ 2012/12/12(水) 17:05:57.55 ID:A08AQXpG

つまりCPT対称性の破れを実験的に引き起こすには今まで予想してた以上の加速器が必要になるってこと?
てかこの辺のエネルギースケールだともう人間じゃ無理だよね…
宇宙観測で偶然それっぽいイベントを見つけるしかなさそう


25: 名無しのひみつ 2012/12/12(水) 18:12:12.88 ID:X3kViKCO

あのさ、ちょっと何言ってるかわかんない


28: 名無しのひみつ 2012/12/12(水) 23:48:46.32 ID:NTZU4pNy

CPT対称性は超高エネルギーで破れるとされてる
現在人が観測しうる最大のエネルギー発生イベントはガンマ線バーストだけどその領域では対称性が破れてなかったてのが結論
こんな程度のエネルギーじゃ破れないってのはわかってたことなんだけどとりあえず機材乗っけて仕事させてみたってのがつまるところ


33: 名無しのひみつ 2012/12/13(木) 21:22:55.85 ID:NwsurLht

>>28
勘違いしてるようだけどガンマ線のエネルギーの高さは関係ないよ
ここで重要なのはガンマ線バーストが飛んできた距離
ガンマ線バーストはものすごく明るいから宇宙のはるかかなたから観測できる
その飛んでくる時間の間に偏りが起きていなかった


30: 名無しのひみつ 2012/12/13(木) 20:17:37.72 ID:wXdpViJt

神は簡単にボロを出さない(by俺)


37: 名無しのひみつ 2012/12/13(木) 23:39:36.15 ID:lohuktDH

>>30
そのてのやつならアインシュタインの方が有名だな。「神は巧妙だが悪意はない」


31: 名無しのひみつ 2012/12/13(木) 20:24:57.55 ID:G5qSbQYl

宇宙の法則が乱れるまで読んだ


36: 名無しのひみつ 2012/12/13(木) 23:35:47.64 ID:/Aei76LA

いや元々ガンマ線が真空を10億光年走っただけじゃ、現在の観測器機にかかるような
CP破れは出ないだろ。だからそれを補償するT破れの必要もないでしょ。


29: 名無しのひみつ 2012/12/13(木) 20:11:54.43 ID:9FQvSV9n

破れてたら面白かったのにね
観測は無理なのかねえ

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よく分からないけど流石イカロスだな
[ 2012/12/16 04:48 ]
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