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はてなキーワード: 電弱統一理論とは
「我々はホログラムの世界に生きているのではない」ということが明らかに - GIGAZINE
シミュレーション仮説ってのは「この世界はコンピュータじゃないか」と哲学者さんが勝手に言っている話や。物理は関係ない。
という数学的な予想や。
みたいな奴やな。
予想と言っても部分的には証明されていて、今でも数々の証拠があがって来とるわけで
多くの人が信じていると思うで。
ブラックホールや原子核や物性理論を弦理論ないし超重力理論で研究できるようになったんやからこれはすごいこっちゃ。
とにかく、物理屋さんはでまかせ言ってるわけやなくて、いろいろ計算しとるわけやな。角度とか。
おっちゃん素人だから読めんのだけど、重力の量子効果を観測しようとした話に見えるよ。
話を進める前に、まず現状の物理理論についておさらいしとこか。
まず、この世界には「電磁気力」「弱い力」「強い力」「重力」の４つの力がある。
これら４つを統一した究極理論があると物理屋さんたちは考えている訳や。
「電磁気力＋弱い力」ここまでは出来とる。
数年前にヒッグス粒子発見で大騒ぎになったやろ？ あれが「電弱統一理論」完成の瞬間だったんや。
次は「電磁気力＋弱い力＋強い力」やな。候補となる理論はいろいろできてて、LHCで超対称性粒子ってやつを探しとる。
ここまで物理屋さんの使ってきた理論を「場の理論（＝特殊相対論＋量子力学）」つうんやけど、
場の理論で重力理論を作ってみるとするな。簡単のため世界をドット絵のように細かく区切って理論を作ろ（格子正則化や）。ここまでは簡単なんや。
ここで、ドットの１辺をずーっと小さくしていって連続極限をとると理論が破綻してしまうんよ。無限大が出て来て取り扱えなくなってしまうのな。
頭のいい人たちがいろいろ考えたんやけどな、ずっと難航しとるんや。
連続極限で理論つくるからだめなんよループで考えましょってやつな。難しすぎて論文出せない絶滅危惧種や
もう一歩進めてこの世は連続的じゃないんや！ 結晶構造みたいに分割されているんや！ ってやつやな。
こっちも難しすぎて絶滅危惧種や
超対称性導入して無限大キャンセルさせるやつや。難しすぎて絶滅危惧種になるかと思いきや、
ホログラフィック原理でいろんな理論との対応が見つかって今めっちゃ輝いとるな！ すごいこっちゃな
ほんなこんなで超難しいんよ。手を出すと死ぬねんで。
難しい原因のひとつは実験結果がないことやな。重力の量子効果をみるにはプランクスケール (10^19 GeV）程度の実験が出来れば 良いのやけれど、
加速器で作ろうとすると銀河系サイズらしいな。こいつは無理や。
こんなんやで「インターステラー」ではブラックホールまで直接観測に行ったわけやな。
そんで、ホーガンさんの研究はな、「主人公、ブラックホールまで行かなくてよかったんちゃう？」って内容なんや。
地球上で実験できるらしいのな。使うのは加速器じゃなくて重力波検出装置や。最近 KAGRA が話題になっとったな。ああいうやつや。
乱暴に言うとな、ながーーーーーいアレを用意してその長さをはかるんや。時空が歪めば長さがかわるっつうわけや。アレというのはマイケルソンレーザー干渉計な。
でもな、おじさんみたいな素人に言わせればな、さすがにプランク長まで測定できんのとちゃう？ 重力の量子効果なんて見えんの？と思うところや。
どうもホーガンさんはある模型でこのへん計算してみたようなんよ。それで意外といけるのとちゃうのと。
そんでGIGAZINEさんによると実験してみた結果それっぽいスペクトラムは出て一度喜んだのやけれども、
おっさん、素人のブタやから間違っとるかもわからんけどこの辺で堪忍な。
仮に、仮にな？ この世界がPCの中でシミュレーションだったとするな。
そうすると、物理屋さんはそのコンピュータ言語を黙々と調べて、本物と同じコードを黙々と書くわけや。
物理屋さんの目的はあくまでこの世の全てを記述する理論を作る事なんやな。それを誰が書いたかは興味ないんや。
上のはたとえ話やけれど、コンピュータ言語を数学に置き換えるとそれっぽい話になるな。
これはゼータ関数(n=-1)
を使って導いた結果や。こんな調子で数学的要請から理論が決まっているんよ。
この世の全てを決めているのが数学なら、数学を作ったのは誰か？っつう話やな。
おっさんは数学者さんだとおもってるけどね。数学者さんが神や。
でも数学者さんは「俺が作ったのではなく自然にあった物を発見したのだ！おお！なぜ数学はこんなにも物理に役たつのか？！」
などと言い始めることがあるからね。わかんないね。おっさん興味ないけど。
ustam: ここは匿名でウンコの話をする場所やで。せめて仮想グルーウンコの話でもしてたらどうや？ ところで重力は距離に反比例するのに距離が0でも無限大にならんのなんでや？ 数学で証明できてないんちゃうん？
実験でニュートンの逆２乗則が確かめられているのは r = 1[mm] 程度なんやな。
不思議なのは4つの力の中で重力だけ異常に小さいというところや。
これを説明する模型が「この世界は高次元空間にあって、重力だけが高次元を伝播する」というやつなんや。
ここで図入りでわかりやすく説明されとるんでもっと知りたい人はそっち読んでな。
で、この模型を検証しているのが LHC やな。マイクロブラックホールの実験って聞いた事あるやろうか？
シュタゲの元ネタや。オカリンはタイムマシン作っとったがこっちは余剰次元（高次元）の確認や。
ところがな、外国のマスコミさんが「LHCのブラックホールで世界滅亡」と騒いだんやな。
そんですんごいデモが発生したもんで加速器の皆さんみんな大変だったんや。
おっさんからみんなにお願いがあるんやけどな。もしマスコミさんが「マイクロブラックホール」の報道をしていたら余剰次元の実験が成功したんやなと心の中で置き換えて欲しいんや。別に危ない事してへんからね。
まあ、おっさんはLHC 程度じゃまだ見つからんとおもっとるけどね。
あとこの手の模型を作った人の１人が美しすぎる物理屋こと リサ・ランドール な。
おっさん好みのべっぴんさんや。知らない人は画像検索してみるとええで。
feita: 違う。ロースおじさんはまず最初全く関係ないネタで脱線するの。でその後何故か急に博識ぶりを披露しだして、で最後にまた脱線するの。はいわかったらこのリズムでもう一度（鬼畜）
なん・・・やと・・ 「グーペおじさん」じゃなくて「ロースおじさん」やったんか・・おっさん素で間違ってたわ。
kitayama: 小4が出てこないので、やり直し
素直に人類の勝利を喜べば良いではないか。
その理論においては 重力・電磁気力・強い力・弱い力 が全て統一されているはずだと考えられている。
1665年、ニュートン力学が誕生。1864年に電場と磁場が統一され電磁気学になった。
「電弱統一理論」と強い力を記述する「量子色力学」を合わせ、現在「標準理論」と呼ばれている。
そしてここで行き詰まってしまった。
人類はこれまで実験によって見つけた理論の破れを、次の理論を作るヒントにして発展して来た。
ニュートン力学で説明できなかったマイケルソン・モーレーの実験は相対性理論へのヒントになり、
当時の理論では説明できなかった光電効果の実験は量子力学へと繋がった。
次の理論に進むためには理論の破れ目を見つけるのが不可欠なのだ。でも、標準理論ではそれが見つからない。
g-2計算なんて3.6兆分の１の精度で理論と実験結果が一致している。
長い間続いた閉塞感と絶望感。この状況に突破口をつくったのがニュートリノ振動だ。
進撃の巨人の言葉を借りれば人類が初めて標準理論に勝利した瞬間である。
標準理論という巨人を倒すのはまだ先かもしれないが、我々人類に取っての大きな進撃なのは間違いない。
数年前に発見されたヒッグス粒子に歓声の声があがったのも実は同じ文脈だ。
標準理論で唯一見つかっていなかったのがヒッグス粒子だったからだ。
それは予想されていた粒子で標準理論を超えてはいないが、その質量が決まるだけでも次のヒントになるのだ。
現在、標準理論を突破するための鍵はニュートリノ振動とヒッグス粒子、それから超対称性粒子を・・期待していた。
標準理論の次の理論、大統一理論候補の多くは超対称性粒子を含んでいる。LHC で見つかるはずだったのだが・・だめなのかな・・
ともかく今日は祝おうではないか。
「お前は研究者だ。学生と思って甘えるな」といった意味が暗に含まれているようにも思う。
こんな中でほぼ唯一、「先生」と呼んでよい存在が南部陽一郎先生だった。
弦理論も、量子色力学も、電弱統一理論とその鍵であるヒッグス粒子も
偉大な仕事がたくさんありすぎて何に対してノーベル賞を与えれば良いかわからない。
「南部は１０年先を行く」
そして10年後に重要性がわかる、もしくは再発見されることが度々あった。
例えば「南部-ヨナラシニオ模型（1961年)」。
量子色力学どころかクォークすらなかった時代に書かれた論文である。
まったく僕には理解ができない。
南部さんの仕事はまるで「全てを知っている未来人が当時の人にわかる言葉で説明したような」研究なのだ。
南部さんはそれだけ超越した天才だった、ということなのだろう。
2008年、益川さん、小林さんと共にノーベル賞を受賞された。
ノーベル賞なんて別に嬉しくないと言った益川さんが「南部先生といっしょに受賞できるなんて」といって泣いた。
あの様子は例えるなら
「藤子不二雄と手塚治虫が講談社漫画賞を同時受賞して藤子藤雄Aが泣いた」
といったところだった。
受賞時にアナウンサーの１人が
「今になって認められたお気持ちはどうですか？」と小林・益川氏にマイクを向けた。
それを見ていた人たちは怒った。
小林さん・益川さんが凄いのだ。
当時いろんな人がいろんな表現で説明しようとしていたけれど
あまりうまく伝わっていなかったように思う。
ノーベル賞自体は４００年後には忘れ去られているかもしれない。
アインシュタインの名も、相対論も、僕らが忘れる事はないように。
南部先生の訃報のあとはてなであまり話題になっていないようで寂しいので書きました。
（本来僕なんかよりもっと詳しい人が書いた方が良いと思うのですが皆 twitter に移行してしまったのか・・・）
この記事を読んで解りにくい、読みにくい、誤解を招く表現などありましたら
それは全て僕の低い文章力や知識の少なさが原因です。申し訳ありません。
http://jodo.sci.u-toyama.ac.jp/theory/Nobelsympo2009jpssp/NobelSymposium-files/PDFS1/Eguchi.pdf
大統一の鍵となる粒子が超対称性粒子。多くの研究者がその存在を信じている。
マスメディアではなぜかダークマターと呼ばれる事が多い。（確かに候補の一つではあるが誤解を招きそうだ）
2015年からLHCのエネルギーを13TeVに上げて探索を開始した。
果たして僕らは世紀の瞬間に立ち会えるのだろうか？
Today’s the day! LHC physics planned to begin at a new energy frontier #13TeV! Read more: http://t.co/Zko4yfjD2R pic.twitter.com/A3qvyFV18O— CERN (@CERN) 2015, 6月 3
この世界は「高次元に埋め込まれた3+1次元の膜」であるとする宇宙モデル。
重力が他の力と比べて異常に弱い理由をうまく説明する。LHCにて検証実験中。
モデルによると従来考えられていたよりも低いエネルギーでマイクロブラックホールが生成できるとしている。（が、LHCで届くかは正直かなり微妙。）
一部メディアが「LHCでブラックホール！世界滅亡！」と報道したために一部住民がパニックに。
大規模なデモが起こったり少女が自殺したり大変なことになってしまった。
Kappa Symmetry, Dp-Brane Super-Lagrangian Action(s), and SuSy Calabi-Yau ‘Tipping’ of… http://t.co/hRRWz5o6GO pic.twitter.com/6YuhurQdxm— George Shiber (@GeorgeShiber) 2015, 6月 26
中性子星の爆発や合体で”伸び縮み”する時空を測る。（要は超精密なマイケルソン・モーレー）
かつて人類が電磁波を手に入れたように、今僕らは重力波を手に入れようとしている。
完成すれば宇宙の構造や進化を巡る研究が大きく進展することになるだろう。
【トピックス】大型低温重力波望遠鏡KAGRAの地下トンネル完成式典 http://t.co/FQQiPeOyOb 7/4に神岡で開催されました。KEKの加速器で培った低温、真空技術が発展的に応用されることになっています。 pic.twitter.com/8C8p8809Pe— KEK 高エネルギー加速器研究機構 (@KEK_JP) 2014, 7月 10
大統一理論の検証実験。候補となる理論の多くは陽子崩壊を予言しているからだ。
が、予想と反して陽子がなかなか崩壊しない。寿命は伸び続けて今は 10^(34) 年以上？
が、サブの実験でニュートリノの発見、ニュートリノ振動とまずはノーベル賞２個分ゲット。
さらにニュートリノを使った地球内部透視に火山研究。原子炉透視と常に快進撃を続ける。
やばい。カミオカンデやばい。「ニュートリノは日本人がお好き」というジョークがあるらしい。
Japón estudia el origen del universo debajo de una montaña. #Kamiokande #ciencia #Koshiba #neutrinos http://t.co/5x39aPRSHW vía @el_pais— Neoyorkino Tupepino (@tupepinonyc) 2015, 2月 21
「お前は研究者だ。学生と思って甘えるな」といった意味が暗に含まれているようにも思う。
こんな中でほぼ唯一、「先生」と呼んでよい存在が南部さんだった。
弦理論も、量子色力学も、電弱統一理論とその鍵であるヒッグス粒子も
南部さんは控えめな方だと知られていた。
自分の発見であってもそれを決して主張されない方だったそうだ。
そして南部さんの理論は往々にして理解されず、10年後に重要性がわかる、もしくは再発見されることが度々あった。
ベーテ・サルピータ方程式はその何年も前に南部さんが発表していたことが「発見」された。
自発的対称性の破れと南部・ゴールドストーンボゾンは今日日あらゆる物理分野に顔を出す。
ハドロンのために創られた弦理論は現在ではTheory of everything 候補だ。
2008年、益川さん、小林さんと共にノーベル賞を受賞された。
ノーベル賞なんて別に嬉しくないと言った益川さんが「南部先生といっしょに受賞できるなんて」といって泣いた。あれは例えるなら
「藤子不二雄と手塚治虫が講談社漫画賞を同時受賞して藤子藤雄Aが泣いた」
ようなものだった。
受賞時にアナウンサーの１人が
「今になって認められたお気持ちはどうですか？」と小林・益川氏にマイクを向けた。
それを見ていた人たちは怒った。
小林さん・益川さんが凄いのだ。
当時いろんな人がいろんな表現で説明しようとしていたけれど
あまりうまく伝わっていなかったように思う。
ノーベル賞自体は４００年後には忘れ去られているかもしれない。
それは奇跡のような事なのに、知らない人がいるのはもったいないと思った。
ノーベル賞の顛末を見る限り、南部さんの死はあまり大きく報道されないのかもしれない。
だから増田で誰かと語りたい、誰かが語るのを聞きたいと思った。
ただ、ただ、悲しい。
南部さんは高齢になられても、たまに阪大付近の研究会に現れては
僕は一度もお会いできないままだった。今は後悔しかない。