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『宇宙は何でできているのか―素粒子物理学で解く宇宙の謎』村山斉(幻冬舎新書 187)

宇宙は何でできているのか―素粒子物理学で解く宇宙の謎


『宇宙は何でできているのか―素粒子物理学で解く宇宙の謎村山斉(幻冬舎新書 187)

岐阜県の神岡鉱山地下に設置されているスーパーカミオカンデは、すべての星とニュートリノが、同じくらい存在することを突き止めたという。

ところが、目に見える星をすべて足しても宇宙の全エネルギーの0.5%にしかならない。ニュートリノを加えても1%。さらに、目に見えないガスを加え、宇宙にあるすべての原子を集めても、全エネルギーの4.4%程度にしかならないらしい。アインシュタインの「エネルギー=質量×光速の2乗」という方程式によって、物質の質量はエネルギーに換算できるから、宇宙の全エネルギーというのは、質量ということになる。

では、残りの96%の「宇宙は何でできているのか」。

「暗黒物質」と「暗黒エネルギー」と呼ばれるものだが、この2つが何なのか「わからない」というのが、著者の答えである。

著者が機構長を務めるIPMU(東京大学数物連携宇宙研究機構)では、この「暗黒物質」をつかまえようとしている。XMASSという検出器は、1トンの液体キセノンで暗黒物質を岐阜県神岡鉱山の地下で待ち構えるのだ。

これは「鳴くまで待とうホトトギス」という家康的なやり方だが、「鳴かせてみよう」という秀吉風アプローチもある。欧州原子核研究機構(CERN)が運営する大型ハドロン衝突型加速器(LHC)で、太さ数ミクロンで数兆テラボルトという高エネルギーの陽子ビーム同士を衝突させる実験だ。「ビッグバンが暗黒物質をつくれたのだから、俺たちにもできるだろう」ということらしい。

後半では、「素粒子物理学」の歴史から物理と数学、宇宙の3つの学問が融合した「量子電磁気学」の発展を紹介している。

2008年に、小林誠、益川敏英、南部陽一郎の3人がノーベル物理学賞を受賞したが、本書ではその受賞理由も分かりやすく解説されている。

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