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はてなキーワード: 標準理論とは
はてなブックマーク - 触れるだけで惑星が崩壊するといわれる「宇宙で最も危険な物質」とは？ - GIGAZINE
「たった1つであらゆる惑星を崩壊させうるという超危険物質「ストレンジ物質」」
「ストレンジ物質は宇宙の法則をねじ曲げ、他の物質に感染し、破壊する物質」
惑星を崩壊させません。感染しません。宇宙の法則を捻じ曲げません。
なんかギガジンさんが翻訳を間違えたのかなと思って元動画を見に行ったら元がぶっ飛んでた。
わたしはストレンジ物質ではなくて、ストレンジ物質が安定に存在する環境が怖いです。
わかりやすくいうと
中性子星の内部に入っていくとクォークごとバラバラになってクォークマターになるぞ
あと、超高密度なので多分ハイペロンでてくるぞ。お前はストレンジ核物質になるんだぞ
ということではないかと思います。感染云々はこの辺を勘違いしたのではないかと。まとめると
捻じ曲げません。
標準理論の破綻を示すような物理現象が発見されたらノーベル賞ものですよ
”状態方程式の計算にハイペロンを取り入れると中性子星の質量上限が変わる” みたいなことをいいたかったのかな？
これはもちろん物理法則が変わるとは言いません。（変わっているのは計算結果だ）
というか中性子星の物理は他にもたくさんあると思うのだけれども、なぜこの人はハイパー核を狙い撃ちしているのかよくわからない・・・
わたしは初耳だったので知り合いの原子核のひとにきいてみたところ
「40年前の理論だよ！うわ〜〜なつかし〜」と実家からビックリマンシールが出てきたときみたいな反応されました。
昔はダークマター候補として探されていたようなのですがその後見つからず・・・ということのようです。
確かに宇宙線で降ってくるとかいわれてたそうだけど別に地球は破壊しないです
このあたりの話題は ハイパー核、（核物質の）状態方程式、中性子星の構造計算、超新星爆発の数値シミュレーション
などの原子核、宇宙、天文のさまざまな分野が関係している領域です。
最近では素粒子理論による原子核研究、中性子星連星合体の重力波観測による状態方程式の研究などが始まり
特にストレンジ物質について知りたいならハイパー核物理のひとたちではないかと思うのですが、残念ながら私はそちらの領域の専門家ではないです。（なので間違いが含まれていたらごめんね。でもあの動画よりはましだと思うよ！）
本来専門家に書いてもらった方が良いのですが 「みてみて〜 Gigazine で 超危険物質とか言われてるよ〜」みたいなメッセージを送れるほど親しい知り合いがそちらにいないので・・
はてなブックマーク - ノーベル賞受賞の梶田隆章教授、NEWS小山慶一郎に「意味が分からない」 - ライブドアニュース
において「ニュートリノ振動は役に立つのか？」が話題になっていました。
以下に個人的な考えを述べます。できる限り誠実に書いてみます。
まずはニュートリノ振動がノーベル賞を受賞した理由を振り返ってみましょう。
研究者達は世界の全てを記述する究極理論を目指しています。その理論においては自然界における４つの力、重力、電磁気力（電場＋磁場）、強い力、弱い力を統一されているはずだと考えられています。
1970年代に電磁気力と弱い相互作用の統一まで完成し、現在では強い相互作用を記述する量子色力学とあわせて標準理論と呼ばれています。そしてこの後、人類は長い停滞期を迎えました。標準理論は実験と合いすぎたのです。
人類はこれまで実験により理論の破れを見つけ、それをヒントにして次の理論を作り上げてきました。マイケルソンモーリーの実験は相対論に、光電効果の実験は量子力学へと繋がりました。標準理論を超えて大統一理論に進むには理論の破れを見つける事が不可欠なのですが、長い間それを見つける事ができませんでした。こんな中で唯一見つかった標準理論の破れ目がニュートリノ振動だったのです。現在私たちの手にする数少ない、 beyond the standard model へ繋がる鍵と呼べるでしょう。
以上より「ニュートリノ振動は何の役に立つのか」は「大統一理論は何の役に立つのか」に言い換える事が出来るでしょう。
しかし残念ながら大統一理論は（候補は日々研究されているものの）まだ完成もしていません。これはちょっと早すぎる質問でしょう。その前にまずは現在の素粒子理論——標準理論は役に立つのか？ を考えてみることにしましょう。
実をいうと僕は素粒子理論は実社会には全く役に立たないのではないかと思っていました。
ところが癌医療への応用や火山研究への応用、加速器の副産物といえる放射光を利用した品種改良や材料開発といった産業利用が次々と成されるのを見て心の中でジャンピング土下座をしました。
いや、僕が「素粒子は役に立たない」と考えたのは単に僕に才能がなかっただけであって、世の中には僕の思いもよらない利用法を考えつくすごい人達がたくさんいるのだと思い知らされました。
ここでようやく表題に戻るのですが、「ニュートリノ振動は役に立つのか？」「大統一理論が完成したとしてそれは役に立つのか？」といった質問に僕なりに誠実に答えてみると以下のようになります。
「正直に言うと僕には役に立つようには思えないし、どう使われるかも全く想像つきません。そして役に立たないと言い切る自信もありません。」
「ただ、これまでの歴史を振り返ると誰かが利用法を考えるかもしれません。世の中には凄い人たちがたくさんいるのですから」
これだけだと誠実じゃないと思ったので追記します。
仮に大統一理論が完成したとしてもお金にはなりません。理論や定理を使う上で特許料は発生しないからです。研究成果は世界に公開されます。
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。
うーん。。。おっしゃっていることがよくわからないのですが、一つずつコメントしてみます。
QEDや原子核辺りでももっと色々地道な計算してみるべき事があると思うけど、素粒子論をやってる人たちはその辺基本スルー（むしろトンデモ扱い）しているように思う。
そんなことないです。トンデモ扱いというのは聞いた事がないですね。
QEDから標準理論のほころびを探す研究としては g-2 の計算があったと思います。
それから、原子核は「原子核理論」の人たちが専門ですが、最近は素粒子理論（格子QCD）の人たちも研究を進めています。
QCDは摂動計算が使えないのでスパコン頼みになってしまいます。
素粒子理論から直接、原子核を研究できるようになって来たのはここ数年の話です。
別にスルーしているのではなく、やりたいのはやまやまだけれども難しくて出来ないといったところです。
これは何か誤解があるように思います。
物理学のほとんどの分野が物性物理です。（参考：http://div.jps.or.jp）
そして物性理論の多くの分野では場の理論や量子力学を使っています。
彼らにより薄膜、超伝導や半導体など実用的な研究がされています。
素粒子分野はニュートンや日経サイエンスなどの一部メディアで露出度が高いので誤解をされたのではないでしょうか？
神様でもない限り無理だよ。
例えば弦理論。
現在でこそ究極理論の候補のひとつで物理学科生に一番人気の分野だ。
でも実はかつて理論の致命的な不具合を指摘され、研究者が絶滅しかけたことがある。
一度死んだ弦理論を最後の１人がコツコツ研究を続けて復活させたんだ。
その人物の名をシュワルツという。
たとえば、1970年代の場の量子論全盛の時代にシュワルツが超弦理論の研究をコツコツと続けられなければ、第一次超弦理論革命も起こらず、それ以後の爆発的発展もなかったでしょう。
シュワルツが研究を続けられたのは、何より彼自身の強い意志があったからですが、それを支えた環境のおかげでもありました。
シュワルツが自らの信念に従って孤高の道を歩んでいたとき、カリフォルニア工科大学の教授であったマレー・ゲルマンは、彼のために十分な研究費を確保し、任期つきの職ながら安心して研究が続けられるように取りはからいました。ゲルマンはのちに、「超弦理論のような絶滅に瀕している分野のために、保護区を設けたのだ」とかたっています。
「公理論的場の理論」の研究者の方が今では絶滅危惧種みたいになっている。[注1]
どの分野が正しそうか？ 何の分野が重要なのか？
その方向が間違っていたときにほんとうに行き詰まってしまうからだ。
だから研究者は「研究の自由」を掲げ、多様性を確保しようとしている。
もう一件、あなたも興味をもちそうなことを書くと
かつてインターネットサービスも郵政省の有識者会議で「商用化は難しい」と結論されている。
10年先のことも予想するのは難しいのだと思うよ。
http://www.ieice.org/jpn/books/kaishikiji/200303/200303-6.html
[1] まだみんな生きて他分野で元気に活躍しているけれど。現在50〜60代？
研究の意味が無かった訳ではない。場の理論の基礎に関する極めて重要な成果を残した。
ROYGB 超弦理論は最近ちょっと分が悪いというニュースもあったような。理論で予測した新粒子が見つかるかどうか。http://www.afpbb.com/articles/-/3055710
コメントありがとうございます。そちらは弦理論ではなく超対称性粒子だと思います。
場の理論で書かれた大統一理論の候補の多くが超対称性粒子を含んでいるので実験で探しています。
一応まとめるとこんなかんじです：
素粒子分野は４つの力を統一する究極理論を目指していて、現在、場の理論と弦理論からのアプローチがあります。
僕の専門から外れているのでエントリ内に間違いが含まれていたらすみません。
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
これは 物理学 Advent Calendar 2014 の記事です。
僕は blog を持っていないので はてな匿名ダイアリー をお借りします。
しばらく話すうちにおじさんが知りたいのは『ヒッグス粒子そのもの』ではなく
『なぜ研究者はヒッグス粒子発見に大騒ぎしたのか？』なのではないかと気が付きました。
研究者がヒッグス発見に大騒ぎした理由はあまり説明されてなかった気がします。（僕が見逃しただけかもしれません）
なのでちょっと書いてみようというのがこの記事です。今更な話ですみません。
床屋での世間話的ないいかげんな話です。あまり中身はありません。
普段はてなを見ている人なら全部知っている内容かもしれません。あまり期待しないで読んでください。
（あと間違いがあったらすみません）
これから物理の基礎理論が大発展する（かもしれない）からです。
場の理論を聞いたことはあるでしょうか？ 量子力学を 相対論＋多粒子系 に拡張したものです。
古典力学は量子力学の、量子力学は場の理論の、近似的な理論といえます。
Ruby が C言語で記述されているように、量子力学は（原理的には）場の理論で記述できるべきものです。
C言語が正しくて Ruby が「間違っている」という訳ではないように
場の理論が正しくて量子力学が「間違っている」訳ではありません。ただ、適用できる範囲が違うのです。
さて、量子力学や場の理論がプログラム言語だとしたら、コードは何でしょうか？
実は「ラグランジアン」と呼ばれているものがそれに相当します。
ややこしいのですが「ラグランジアン」も理論と呼ばれています。
素粒子理論の研究者が「理論を作る／改良する」と言ったら、それは大体ラグランジアンの改良を指しています。 （注[1]）
素粒子理論の研究者は、世界のあらゆるものを記述できるラグランジアンをつくろうとしています。
[これ]が場の理論で書かれたラグランジアン、標準理論と呼ばれているものです。（ごめんね。良い画像が見つからなかった。）
僕たちの世界で現在わかっている ”ほとんど” 全てを説明することができます。
世界の全てを記述するコードがこんなにシンプルなんて結構びっくりでしょう？ そんなことない？
ちなみに一番下の項がヒッグスです。
これまで研究者達は理論の予想と実験結果の違いをヒントに理論を修正してきました。
ところが困った事が起こりました。
実験結果と全部合うなら標準理論が完璧な理論なのか？ ・・というとそうではありません。
多くの研究者が現在の標準理論はまだ不完全であると考えています。
まず重力がうまく扱えません。それどころか様々な理由から場の理論そのものが、より基礎的な理論の有効理論（近似的な理論）ではないかと今では考えられています。
理論は不完全なことが分かっているのに、修正するヒントがなくなってしまったという訳です。
そんなわけで標準理論はここ40年ほどあまり変わっていません。
こんな中、標準理論で唯一まだ発見されていないのがヒッグス粒子だったのです。
ヒッグス粒子が発見されてその質量が決まるだけでも大きなヒントになるというわけです。
それはようやく標準理論のバグ取りが可能になるから。実に40年ぶりに。
つまりヒッグス粒子は研究者にとって最後の希望とかそういう・・いや、最後でもないか。
まだLHCに発見してほしいものはいろいろあります。（超対称性粒子とか・・。）
[1] 場の理論や量子力学の修正ではなく、ラグランジアンの修正です。
皆さんも自分のつくったプログラムにバグがあったら C言語のバグではなく、まずは自分の書いたコードのバグを疑いますよね？ つまりそういうことです。
物理学 Advent Calendar 2014 を立ち上げ管理してくださった id:tanaka733 さん、 id:aetos382 さんに感謝致します。
皆さんの記事を楽しませていただきました。飛び入り参加ですみません。
お目汚しすみませんでした。
メリークリスマス。良い夢を。
id:allthereiznika わかりやすかった。出来れば参考ページ・書籍も示してくれるともっと良かった。
一般向けの解説書は僕はよく知らないのですが
こんなのが出るみたいですね。目次を読む限り良さそうです。
Chapter2 が標準理論の破れの話ですが、どうも最近の話題が入っているようなのでちょっと差し引いて読んでください。
Chapter3 が標準理論の改良の話（超対称性理論etc) 。 それから上でちょっとでてきましたが、
「場の理論」自体がより基本的な理論の有効理論であると思われています。（より基本的な言語・・アセンブリ言語とでも例えるべきでしょうか？）
それらはこれまで得られてる理論体系の中で観測を正しく記述しているよ。
で、その中でも、「不自然だ」ということで、物理の標準理論の中に、階層性問題などがあることは勿論ご存知ですよね？
不自然なのは巨視的に見てるから、自然が崩れてそうなっている、と言うのは現代物理学の1つの考えですよね？
量子力学や相対性理論は、あなたが見れば不自然で数学的にややこしいと思うかもしれないが、
きちんと学べば、数学的に美しいし、そこに不自然さを感じさせないようなものだよ。
数学的に無理矢理どうこうしてる、っていう話しならそれらの理論は信じられはしない。特殊相対論なんかは、その「自然さ」がすごすぎるでしょ。
ニュートン力学で記述しようが天体の数考えれば近似しないと計算できないし正確にしようとするほど計算が複雑になるってのは天動説の頃と変わらん
何が変わらんの？世の中、それが正確だと思われていたものが、実はただの近似だった、なんてことはいくらでもあって、そうやって進化してるものだよ？
「天動説」には物理的な意味合いが全く入ってないんだから、ニュートン力学が入ってきた後とは全く別だよ。
何かが何かの周りをまわってると決めつけないと困るなら相対性理論は困り者だな
周りを回ってる、といういいかたはおかしいかもしれないね、すいません。
ですが、地球が固定されていて、天が動いてる、とすると、その場合、どの様な物理法則で動いてるのでしょうか？
どの様な動きでも、数式で表すことは可能です。どんな複雑な動きであっても頑張れば記述できます。
ですので、周期的な動きであれば、一度きちんと記述すれば予測が出来ます。それはそれで1つのアプローチです。
ですが、その次に、その数式が、何を意味してるか、を考えます。そうやって科学は進歩してきました。
ですので、「数式」で書けたからといって、それが予測出来たからといって、それはまだ「物理」的な根拠は持っていません。
ニュートン力学は、その法則にもとづき、様々な事象を記述しました。ある特定の動きを数学的に解析して行うものではありません。
