【物理学】新粒子「ダイオメガ」−スパコン「京」と数理で予言するクォーク6個の新世界− 理化学研究所[05/24]

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1 :しじみ ★:2018/05/24(木) 17:50:04.41 ID:CAP_USER.net
理化学研究所(理研)仁科加速器科学研究センター量子ハドロン物理学研究室の権業慎也基礎科学特別研究員、
土井琢身専任研究員、数理創造プログラムの初田哲男プログラムディレクター、
京都大学基礎物理学研究所の佐々木健志特任助教、青木慎也教授、
大阪大学核物理研究センターの石井理修准教授らの共同研究グループ※「HAL QCD Collaboration[1]」は、
スーパーコンピュータ「京」[2]を用いることで、新粒子「ダイオメガ(ΩΩ)」の存在を理論的に予言しました。

本研究成果は、素粒子のクォーク[3]がどのように組み合わさって物質ができているのかという、
現代物理学の根源的問題の解明につながると期待できます。

クォークには、アップ、ダウン、ストレンジ、チャーム、ボトム、トップの6種類があることが、
小林誠博士と益川敏英博士(2008年ノーベル物理学賞受賞)により明らかにされました。
陽子や中性子はアップクォークとダウンクォークが3個組み合わさって構成されており、
3個のストレンジクォークからなるオメガ(Ω)粒子も実験で観測されています。
3個のクォークからなる粒子(バリオン[4])は、これまで多数見つかっていますが、
6個のクォークからなる粒子(ダイバリオン[5])は、
1930年代に発見された重陽子(陽子1個と中性子1個)以外には見つかっていません。
今回、共同研究グループは、2個のΩ粒子の間に働く力を「京」を用いて明らかにし、
ダイオメガ(ΩΩ)の存在を予言しました。
これは、6個のストレンジクォークだけからなる最も奇妙なダイバリオンであり、
重陽子の発見以来、約1世紀ぶりとなる実験的発見が期待できます。

本研究は、米国の科学雑誌『Physical Review Letters』に掲載されるのに先立ち、
オンライン版(5月23日付け:日本時間5月24日)に掲載される予定です。

■背景
−南部博士のバトンをつなぐ、クォーク・バリオンの研究−
私たちの身の回りの物質は全て、
「クォーク」と「レプトン[6]」(電子やニュートリノなど)と呼ばれる素粒子からできています。
陽子や中性子、そしてオメガ(Ω)粒子など3個のクォークから構成される粒子は「バリオン」と総称されています。
また、バリオンが複数集まったものが原子核です。
特に、二つのバリオン(クォーク6個)からなる最も簡単な原子核は「ダイバリオン」と呼ばれます。
ダイバリオンは実験的には、重陽子(陽子1個と中性子1個の結合状態)が1930年代に発見されたのみであり、
それ以外のダイバリオンは現在に至るまで観測されていません(図1)。

クォークの運動を決める基礎理論は、南部陽一郎博士(2008年ノーベル物理学賞受賞)によって提唱された「量子色力学[7]」です。しかし、量子色力学の基本方程式を紙と鉛筆だけで解くことは、理論物理学の最先端手法をもってしても困難です。ケネス・ウィルソン博士(1982年ノーベル物理学賞受賞)は、この困難を解決する「格子ゲージ理論[8]」を提唱しました。その後、この理論に基づいた大規模数値シミュレーションを行うことにより、量子色力学の直接計算が可能になりました。さらに、2007年に石井理修准教授、青木慎也教授、初田哲男プログラムディレクターは、格子ゲージ理論を用いて、2個のバリオンの間に働く力を明らかにする新しい方法を提案しました注1)。これにより、量子色力学から直接ダイバリオンの研究を行う道が拓かれましたが、ダイバリオンについての現実世界のシミュレーション[9]は、当時の理論手法とスーパーコンピュータの性能では不可能でした。
図:スーパーコンピュータ「京」(左)とダイオメガ(ΩΩ)のイメージ図(右)
fig - 【物理学】新粒子「ダイオメガ」−スパコン「京」と数理で予言するクォーク6個の新世界− 理化学研究所[05/24]

理化学研究所
http://www.riken.jp/pr/press/2018/20180524_1/
続く)

67 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/06/02(土) 00:55:47.49 ID:OZ2uodb+.net

これが正しいとどうやって立証するのかね
また地球の公転軌道くらいでかい加速器ないと証明できませんてなことになるのか

47 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/25(金) 03:15:02.55 ID:EAGTfAt5.net

>>16
クォークのストレンジネスを使い勝手がよくなれば時間の少し先に物体を置ける!
詰まり静止した空間の中に
ポツンと物体を浮かした状態を維持できる。

28 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/24(木) 19:43:54.69 ID:89B71B6X.net

変形合体しそうな名前

79 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/06/11(月) 11:50:46.77 ID:6oJNOIuD.net

>>68
静止質量は最低限必要なエネルギーであって十分量のエネルギーではないだろ

原価100円なんだから100円で売れと主張する原価厨かよ
100円のおにぎりの原価が30円だとしても人件費、設備費、光熱費、輸送費がかかるように
原価100円の商品を買おうとすれば300〜500円、場合によっては1000円の予算を見るのが当たり前だろ
現時点で見つかっていない新しい粒子を探すのにより強力な加速機を求めるのは間違いではない
これもまた十分とは言えないがね

8 :名刺は切らしておりまして:2018/05/24(木) 18:08:02.99 ID:OyRnA3XK.net

スパコンに頼っといて威張るのかよ

8 :名刺は切らしておりまして:2018/05/24(木) 18:08:02.99 ID:OyRnA3XK.net

スパコンに頼っといて威張るのかよ

12 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/24(木) 18:26:02.60 ID:MKKTA+Yr.net

>>10
頭悪そ

69 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/06/03(日) 17:50:37.92 ID:8NkqDgPD.net

単離出来ない素粒子を考えるのは、数学で複素数を考えるのと同じような
便宜上の架空(imaginary)の存在ではないのだと言い切れるだろうか?

35 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/24(木) 20:17:10.14 ID:u4K0gsR0.net

なんか、ゆで理論とか
ゆでたまご、とか
1200万パワーってのが頭をグルグルしてる

71 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/06/05(火) 02:46:00.06 ID:4mwRC/Jl.net

>>70
> この発見が招来、世の中を一偏させるような発見や発明のきっかけになれば

核融合なんて低エネルギーの反応ですら世の中で実際に役立つようには制御できないのに
それより何桁も大きいエネルギーの反応が世の中を一変させることなど100年先もないから安心しろ
高エネルギー物理の反応はもはや世の中には役に立つ見込みは全くないから安心しろ

というわけでクォークを余計に含む超ハドロンの存在予測なんて代物はノーベル賞には全く値しない

89 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/06/15(金) 12:07:26.19 ID:yzV/hSy3.net

【大地震なら、人工″】 プーチンは知っていた <46分> は、核の起爆時刻、電子制御だから、正確
http://rosie.5ch.net/test/read.cgi/liveplus/1528509829/l50

48 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/25(金) 05:32:43.10 ID:uMuVquK1.net

ダイオメガって、なんかちょっとすごく臭くて死にそう(´・ω・`)

74 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/06/06(水) 06:06:11.59 ID:+FAj86A8.net

アップ、ダウン、ストレンジ、チャーム、ボトム、トップw
全く分かってない奴が書いてるな

84 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/06/12(火) 03:42:55.86 ID:pGhMJsW5.net

>>79
> 静止質量は最低限必要なエネルギーであって十分量のエネルギーではないだろ

だからトップクォーク複数個入りでもない限り、クォーク6個の束縛系として作られる粒子の静止質量など
CERNのLHCの14TeVに比べれば十分小さいからエネルギー的にはLHCで十分すぎるほど生成可能な質量だと言ってるんだよ

考えてみろ、クォーク6個の束縛系としての単一の粒子の静止質量はクォーク3個ずつの束縛系であるバリオン計2個の静止質量の和とは
オーダー的には違わないはずだろうが
もちろん6個の成分クォークが同一のセットだとしても束縛エネルギーの差があるから静止質量は同一にはならないがね

LHCで複数個のバリオン発生を伴う反応など日常茶飯事だろうが
ならば6個のクォークからなる単一粒子もエネルギー的にはLHCの到達エネルギーで十分にお釣りが来るんだよ

55 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/25(金) 18:22:38.29 ID:BfIs77Ji.net

>>20
シンクロニシティはよくできたデマ

39 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/24(木) 21:10:23.41 ID:pygeX0QP.net

大オメガゼロビーム開発の可能性

75 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/06/07(木) 16:03:36.17 ID:O6FezqR8.net

>>71
反物質の安定した製造と貯蔵が出来れば「対消滅エネルギー」の利用は
星系内移動を活発にするのは充分考えられる

2 :しじみ ★:2018/05/24(木) 17:50:23.25 ID:CAP_USER.net

続き)>>1
■研究手法と成果
−スパコン「京」と「HOKUSAI」が解き明かしたクォーク6個の新世界−
共同研究グループは、石井准教授、青木教授、初田プログラムディレクターの方法を発展させ、
現実世界でのダイバリオンの研究を初めて成功させました。
本研究の鍵となったのは、「理論手法の発展」、「計算アルゴリズムの開発」、
「スーパーコンピュータの性能向上」の三つです(図2)。

まず「理論手法の発展」では、時間依存型HAL QCD法[10]という新手法の確立により、
数値計算誤差を指数関数的に縮小させることに成功しました。
また、陽子や中性子だけでなく、Ω粒子を含む多種多様なバリオンの間に働く力を計算できるように理論を拡張しました。
「計算アルゴリズムの開発」では、複雑に絡み合うクォークの運動を高速で計算できる、
統一縮約法[11]という独自の数値計算アルゴリズムを開発し、
これまで難しかった大規模数値シミュレーションを可能にしました。

これら新しい理論手法と計算アルゴリズムに基づき、理研のスーパーコンピュータ「京」や「HOKUSAI」などを用いて、
初めて現実世界でのバリオン間に働く力を計算しました。
この計算は、最先端のスーパーコンピュータでなくては実現困難なもので、それでも約3年の歳月を要しました。

今回のシミュレーション結果の一つとして、2個のΩ粒子間に働く力に興味深い振る舞いが発見されました。
2個のΩ粒子をだんだん近づけていった場合、0.3×10-13cm程度まではお互いに引き合いますが、
それ以上近づくと、強く反発し合うことが分かりました(図3)。
さらに、この引き合う力のおかげで、2個のΩ粒子が結合状態を作る可能性が示されました。

また、この新粒子「ダイオメガ(ΩΩ)」は、重陽子とよく似た性質を持っていることが明らかになりました。
重陽子は陽子1個と中性子1個が弱く結合し、陽子と中性子が空間的に離れて運動しています。
ダイオメガも2個のΩ粒子が弱く結合し、Ω粒子同士が空間的に大きく離れて運動していることが分かりました(図4)。
これは、ダイオメガが重陽子と同様に、
ユニタリー極限[12]近傍という非常に結合が壊れやすい特殊な状態になっていることを意味しています。

■今後の期待
−スパコンと数理によるダイバリオン研究の幕開け−
本成果により、2個のΩ粒子からなる新粒子「ダイオメガ」が現実世界に存在する可能性が明らかになりました。
この予言を受けて、今後、世界各地で行われる重イオン衝突実験[13]により、
重陽子の発見以来、約1世紀ぶりとなるダイバリオンの新発見が期待できます。
また本研究では、現実世界で、量子色力学からバリオンの間に働く力を導出することに初めて成功しました。
今後は、「京」を用いて行った多種多様なバリオン間の力に関する大規模数値シミュレーション結果を発表し、
6個のクォークが織りなすダイバリオンの世界を明らかにする予定です。
スパコンと数理により、クォークがどのように組み合わさって物質ができているのかという、
現代物理学の根源的問題の解明につながると期待できます。

理化学研究所
http://www.riken.jp/pr/press/2018/20180524_1/

34 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/24(木) 20:09:53.50 ID:qd3QvqZI.net

標準理論は、元素→原子→原子核→素粒子みたいに、どんどん小さくなっていき
キリがないとおもってるので、最初から最小単位がハッキリしてる理論のほうが分かりやすくて良い。

時空の原子を追うループ量子重力理論L. スモーリン(カナダ・ペリメター理論物理学研究所)
私たちは空間も時間も連続したものだと考えているが,実は大間違いかもしれない。
相対論と量子力学の統合を目指す新理論によると,「時空の原子」が存在する。
アインシュタインが果たせなかった難問解決の道筋が見えてきた。
この理論によると,空間は個別の小さな塊からできていて,最小の塊の体積はおよそ1立方プランク長だ。
時間の進みは飛び飛びで,その最小単位はおよそ1プランク秒となる。
ループ量子重力理論は純粋に理論的な研究の成果だが,空理空論ではなく,実際に検証できる可能性がある。
http://www.nikkei-science.com/page/magazine/0404/loop.html

力とは何なのか、物質の根源、存在の秘密とは何なのか、それらを分析しながら、理論の統合を果たしてきた物理学の歴史。
そして、すべての物理法則をひとつに統合・理解できる、シンプルでエレガントな究極の統合理論、最終理論と期待される、超ひも理論の世界。
slide14 1 - 【物理学】新粒子「ダイオメガ」−スパコン「京」と数理で予言するクォーク6個の新世界− 理化学研究所[05/24]
slide14 4 - 【物理学】新粒子「ダイオメガ」−スパコン「京」と数理で予言するクォーク6個の新世界− 理化学研究所[05/24]
slide14 5 - 【物理学】新粒子「ダイオメガ」−スパコン「京」と数理で予言するクォーク6個の新世界− 理化学研究所[05/24]
http://fukuoka.hitotsu.info/info/?cat=5

7 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/24(木) 18:07:53.04 ID:eAvN1SB2.net

ダイオメガ、ダイオメガ、クォーク6個

15 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/24(木) 18:33:13.63 ID:iojrUoKE.net

これは物理学つーよりクォーク化学じゃないか。

5 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/24(木) 17:58:49.80 ID:ZC7SF96m.net

新粒子なんて幾らでも発見できる。
けど、ヒッグス粒子の発見で標準理論は完成しいる。
あらたな粒子と言っても雑魚だ。

33 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/24(木) 20:08:24.82 ID:IIjNCz4k.net

       (⌒)
      (((((())  ついに見つけたわ、Ω粒。
      (゚−゚ b___  さぁゴミを燃やす時間よ。
      ( ̄Y ゚̄ )/ |  いいからやって!
     i”√√ i”’i ̄ /  
     (_(_) ̄ ̄|
      

76 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/06/07(木) 22:08:37.20 ID:ZurU79sM.net

>>75
> 反物質の安定した製造と貯蔵が出来れば

量子力学のトンネル効果が教える通り物質の存在しない完全な真空が有り得ない以上、
反物質の安定した貯蔵は不可能だよ

> 「対消滅エネルギー」の利用は
> 星系内移動を活発にするのは充分考えられる

ならば、ノーベル賞に値するのはそういう応用が現実に見えてきてからだね

51 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/25(金) 13:06:20.65 ID:FrPCQc3C.net

>>50
それだけなわけねーだろ

22 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/24(木) 19:05:54.49 ID:PaM5SniR.net

これもいいがアルツハイマーの治療薬にスパコン使ってよ

17 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/24(木) 18:51:06.02 ID:qd3QvqZI.net

標準理論にはキリがないと思ってる。
元素や原子が最小単位だとおもってた時期もあったろ?
標準理論が完璧、完全でない限り、いくらでも新粒子は出せるはず。

9 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/24(木) 18:13:47.80 ID:qO66tfAZ.net

オーメィガーッ

85 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/06/12(火) 04:53:52.26 ID:VnBwR88G.net

>>84
そこでバリオンを例に出す理由が分からん
粒子の生成エネルギー/静止エネルギーの比率が固定であるという理論は聞いたことがない

君の理論が正しいとして現時点で観測されない理由をどう説明する?

49 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/25(金) 12:31:08.40 ID:JbEH+K2a.net

ダイオウイカ

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