世界最大の粒子加速器の科学者たちは、宇宙の隠された構造を発見するのに役立つ可能性がある新しいツールを入手する予定です。
欧州原子核研究機構 (CERN) は、「将来の円形衝突型加速器これは、組織がすでに運用している装置よりも、いわゆる「隠れ粒子」に対して 1,000 倍敏感です。
スーパーコライダーを使用すると、科学者は、宇宙が最初にどのように膨張したかを説明する物理理論であるビッグバンの状態を再現できます。
この新しい装置は粒子を粒子同士ではなく硬い表面に衝突させるもので、これは宇宙が何でできているかを解明するために現在科学者によって使用されている技術である。
この衝突型加速器は、CERN の隠れ粒子探索プロジェクト (SHiP) の一部です。このプロジェクトは、宇宙に存在する弱い粒子の一部を研究するために 10 年かけて進められてきたプロジェクトです。
CERNの上級物理学者であるリチャード・ジェイコブソン博士は、このプロジェクトは宇宙の創造に関する科学者の考え方を再定義する「大きな進歩」となる可能性があると述べた。
「SHiPは、私たちの宇宙だけでなく、宇宙における私たちの立場についてのまったく新しい知識体制に私たちを実際に導く可能性のある、パラダイムを変える可能性のある実験の1つです」とジェイコブソン氏はインタビューで語った。
「これまで私たちが想定してきたことの多くは、実際にはまったく異なるものになる可能性があります。」
ジェイコブソン氏によると、科学者たちはこれまでこの種の粒子の検出に成功したことがなく、それは適切な技術を持っていないからだという。
ゴースト粒子とは何ですか?
ジェイコブソン氏によると、星や惑星を含め、宇宙から肉眼で見えるものはすべて、宇宙の実際の物質の約5パーセントを構成しているという。
ジェイコブソン氏によると、残りの95パーセントは今のところ、およそ26パーセントが暗黒物質、69パーセントが暗黒エネルギーに分かれているという。
科学者は、17 の異なる粒子を認識する標準モデルを使用して、宇宙が何でできているかを説明します。
2012 年、CERN の科学者は大型ハドロン衝突型加速器を使ってヒッグス粒子と呼ばれる新しい標準模型粒子を発見し、この発見により 1 年後にノーベル物理学賞が受賞されました。
それ以来、科学者たちは、同じ衝突型加速器を使用して、暗黒物質や暗黒エネルギーを構成する可能性があるが、標準模型の一部ではない隠れた粒子を測定することに失敗してきました。
「（ヒッグス粒子の発見は）何か新しいことを予測することなく穴を埋めた」とジェイコブソン氏は語った。
「このプロジェクトのアイデアは、物理学を別の角度から探求したいと考えていたさまざまな分野の人々とほぼ偶然に集まりました。」
「隠れた」粒子またはゴースト粒子は目に見えず、科学者がすでに発見している粒子よりも結合が弱いため、検出が困難です。ジェイコブソン氏は、これらの粒子が宇宙の一部または残りを構成している可能性があると述べた。
すでにCERNに設置されている大型ハドロン衝突型加速器内の新しい粒子は、衝突現場から最大1メートル離れたところで検出できるが、隠れた粒子は姿を現すまでずっと目に見えないままである。
そのため、SHiP プロジェクトの新しい衝突型加速器の検出器はより遠くに配置され、これらの粒子を最終的に識別する方法として、固定された背景に対してより多くの衝突を生成します。
SHiP プロジェクトは、大型ハドロン衝突型加速器を含む他の CERN 実験と並行して作業します。
SHiP の新しい地下施設の建設は 2026 年に開始され、最初の実験は 2032 年頃に行われる予定です。
一方、将来のサーキュラーコライダーは2040年代半ばに開始される予定だが、その可能性が最大限に発揮されるのは2070年になるだろうとBBCの報道は述べている。
