'素粒子' に関する記事のまとめ

2009.05.12 火曜日 [ Latest News, サイエンス, 大学]

益川敏英教授 講演会@駒場

5月9日東京大学駒場キャンパス900番講堂で昨年ノーベル物理学賞受賞された益川先生の講演会があった.
参加は無料で,新入生を対象という建前の講演会であったが,翌日(新入生だけで模擬店を開催する)「新フェス」が行われるための準備で新入生があまりいなかったのも事実ではある.(とはいえそこそこいた)
そういう僕ももはや二年生であるが…

講演開始時間は14時,しかし受付開始は12時半とちょっと早め.
僕はさらに早い12時10分ごろ東大についた.
しかし,もうすでに列ができていた.
さすが,ノーベル賞受賞者への関心は高いんだなあと改めて実感.

といっても早めに列に並んでまで整理券を受け取るのも面倒だったので,12時半ごろまでは生協購買部や食堂で友人とまったり.
12時半ちょっと前にいくと,列の長さはさらに長くなっていた.
といっても200人はいなかったように感じる.
人気,といえるのかどうか微妙な人数だ.

とにかく,友人の分の整理券も受け取らなくてはならなかったので,一度整理券をとって席を確保してから再び列に並びなおした.
学生には学生証をチェックしていた建前上,一度に複数枚とることが認められていなかったからだ.

ところで,講演会開催には事務方のスタッフが必要になる.
今回の講演会の企画は,駒場の理系の研究室の先生方と,一部の手伝いの学生で構成されていた.
その学生スタッフのうち二人ほどが知り合いだった.
二回目の整理券確保後,スタッフの友人と話していると,後ろから
「益川先生が到着されました.いま正門にいらっしゃいます.」
とのこと.
いやいや,要人は裏側の門から招き入れるんじゃないのか? と思いながら,一緒に講演を聞きに行ったHとともに正門に行ってみることに.

・・・
まさかおひとりでいらっしゃるとは思いもしなかった.
正門入ってすぐ右の守衛所の横に立っているではないか!
900番講堂は正門入って左にあるからか,益川先生目当ての人は(門の右側に立っている)白髪の人に気づかないまま,左の目的地に急いで歩いていく.
何という滑稽な光景だろうか.

とはいえ僕自身も直接話しかける勇気がなかったので遠巻きに見ているだけだったが...
しばらくすると後ろから,駒場のお偉い物理の先生方が迎えに来た.
益川先生は別室に連れて行かれるようなので,僕らも会場にもどった.



そして講演会開始.
まずは,物理学会のときの講演会と同様に,主催者の挨拶ののち,CP対称性の破れについての解説があり,その後に益川先生の講演である.
解説をされた先生は,普段は益川先生のことを「益川さん」と呼んでいるようなのだが,今回の講演では「益川先生」と呼ぶように努力していた.(大学側からの要請か?)
解説中「益川さん」と口走ってしまい,あわてて「益川先生」と言いなおすことが頻繁にあった.
普段通りの呼び方で呼んだほうがよさそうに感じるのだけど…

また,益川先生は以前東大の原子核研究所(今の高エネ研)に所属された時代もありその当時,東大で試験監督をされたこともあるらしい.
たぶん当時の学生は将来ノーベル賞を受賞する先生だとは想像もしなかっただろう :苦笑

さて,そして益川先生のご講演が始まった.
あらかじめ用意した講演内容とは異なり,気の向くままに話してくださったようだ.
物理学会の市民講座のときと同じ論題だったので,同じ話もあったが,だいぶ市民講座とは内容が異なっていた.

彼は,天才の定義についても話をしていた.
天才は3種類のタイプに分類される.と
一つ目は秀才タイプの天才.
何人かの物理学者の例をあげていた.

二つ目は変人タイプの天才
ランダウという有名な物理学者がいるが彼はこれに該当する.
誰も信じそうもないような仮定から,理論を展開し現実を説明する彼の理論の展開のやり方は確かに有名だ.
今でもランダウ物理学教程という本は邦訳本もいくらか出版されているが,その本が難しいといわれる理由は,理論の出発点(公理)が現実と乖離しているように感じられるからであろう.
しかし,それはきれいな理論体系 (少ない公理から豊かな定理が生み出される体系) を実現するために敢えて洗練された公理だけを採用しているのかと思いきや,益川先生によると,彼はもともとの思考回路がそのような信じがたい公理系からの理論の導出をするようにできていると言っていた.
確かに,そのような一般人とは違う論理で物事を考えるからこそ”変人”といわれるわけだが.


他には友人の存在の必要性を話していた.
益川先生自身,ノーベル賞をとる際には小林先生の存在があった.
しかし実は小林先生と益川先生が一緒に研究したのは必然性によるものではなかったようだ.
というのも,益川先生は小林先生よりも年上ということもあって先に京都大学へ助手として行った.
その後小林先生が京大にいくわけだが,京都での生活などについて研究室の先輩であった益川先生に手紙で(メールでないところが時代を感じる)話を伺っていたようだ.
文通の中でお互いの興味のある研究の話になり,お互いCP対称性の破れというテーマに興味をもっていることが分かり共同研究をすることになったようだ.
当時,理論ではCP対称性という対称性(粒子と反粒子は対称的に存在する)と考えられていたのだが,ある加速器による実験結果から対称性が破れていることが判明していた.

とにかく,それ以来益川先生と小林先生は共同でCP対称性の破れの理論について議論を重ねて理論を作ったようだ.
益川先生曰く,友人の存在は教官の存在以上に重要だ.と
たしかに教員は学生よりは年上であるし,権威もある.
権威があるということは,責任が大きいということ.
できるだけ嘘を言いたくないという思いが強くなる.
そうすると,新しい理論の提唱だとかはふと頭の中で思いついたとしても嘘かもしれない,という恐れから新しい理論を口外する事が出来なくなる.
(これは益川先生だけでなくいろいろな人が,同じようなことを言っているが.)

つまり,学生が新しい理論を考えたと言って先生にもってきたとしても,先生はこの恐れから従来の理論からあまりにも逸脱した内容の考えには賛同しかねてしまうようだ.
野依さんの講演会で,ある院生が自分の実験についてアイデアを伺いたくて講演の休憩時間に直接質問をしたところ,野依さんからの返答は「自分の思うようにやりなさい」だったとか.
これも,上記の理由によることだろう.

だからこそ(教官の存在以上に)友人の存在は重要.
一人で研究するより,二人で研究したほうが能率がだいたい1.5倍になると言っていた.
友達は必要だし,活用すべきだと.

そういえば,僕が高校時代通っていた塾(現在のバイト先)の合格祝賀会で卒業生代表のスピーチをした際に「友達は便利です」だなんていう失言!?をしてしまった記憶があるのだが,
その意図としては,益川先生のおっしゃったような,友人と議論することで新たな発見が生まれたり,切磋琢磨しながらより知識を増やすことができる.ということだ.
さまざまな (限られたメンバーだと視野が狭くなるのでできるだけ幅広く多くの) 友人との議論を積極的に行うように心がけなければ,と思った.


そして,益川先生は,研究者(とくに理論屋)は自分の見た参考文献を見なかったことにする傾向にある とも話された.
あくまで,自分が論文中の理論をすべて導いたかのような美しさをアピールしたいという気持ちになるからだそうだ.
この点についてはあまり具体例を知らないが,確かに僕が理論屋であるなら,論文の最後に書く参考文献はあまり多くしたくないかもしれない.


また,理論の発見は,(お互い無関係の研究者たちから)同時期に発表されることが多い,ということも言っていた.これも様々な理論において有名な話だ.
実際には,実験物理学の範疇でもしばしば,複数の研究所で同時にある事象が発見されることもある.

科学の進歩は何らかの時系列に従って発展するのかもしれない.と言っていた.
裏を返せば,現地点では全く解決できそうもない問題も,全力を尽くして取り組めば,いつかは (その問題が解決されるべき時がくれば) 解決されるであろう,ということだ.
(ちょっと論理的には飛躍がないわけでもないが:笑)


他にもいろいろと面白い話をしていただいたが,僕が記憶しているのはこの程度まで.
また講演会がある際にはできるだけ記録に残しておきたいと思う.

2009.04.01 水曜日 [ Latest News, サイエンス]

物理学会ーノーベル賞記念講演ー

29日は立教大学へ
「日本物理学会市民科学講演会 ノーベル物理学賞受賞記念講演会
ーサイエンスへの限りない好奇心ー」を聴きにいった。
午前中はバイトがあったために、会場へはギリギリで到着した。
生協食堂でカツカレーをかきこみ、開始時間に間に合った。

初めは物理学会長の二宮先生、そして協賛者の二人の方の挨拶で始まった。
その後、素粒子物理学の先端の理論物理学者の東島清教授(阪大)、CP対称性の破れの実証のリーダーをされた高崎史彦教授(KEK)のお二人の解説がある。
物理学会ということもあり、解説する内容はとても深い内容まで、しかも高校生にでも分かるように丁寧に話されていた。
ファインマンダイアグラムをもちいた電子の対消滅対生成の話と、CP対称性、カイラル対称性のお話、そして、K中間子のCP対称性の破れの発見とそこから得られた小林益川理論に至るまでのお話を伺った。
途中、行列が登場したのだが、行列の成分の中にファインマンダイアグラムが入っていて、何じゃこりゃ?と理解に苦しむ部分もあったが。(なんとなくいいたいことは分からなくもなかったが。。。)
やっぱり素粒子物理やる人の数学って難しそうだなぁー。と実感。

にしても、世間で騒がれる割に、まったく小林・益川理論の内容を知らなかった僕にはとてもいい講演を聴けた。

そして、高崎先生。
やっぱり実験物理学者もすごいなぁと実感させられた。
小林益川理論を最終的に証明したのはKEK(高エネルギ加速器研究機構)のKEKB加速器(Bファクトリー)とスタンフォード線形加速器センターのPEP-II 加速器である。
日本としては、KEKBで理論を実証出来たことはとても誇りに思えることだ。
KEKBの性能はとても高い。
しかも、加速器は整備点検などで停止することがしょっちゅうあるのだがKEKBは年間の9割以上の時間運転を続けている。
しかし、その高い性能を維持することはとても大変だそうだ。

いつも思うのだが粒子加速器の技術力の高さはすごい。
特にKEKBはLHC(スイスにある世界最高エネルギーの加速器)の陽子反陽子衝突と異なり、電子と陽電子(電子の反粒子)のビーム衝突で実験する。
電子ビームは陽子ビーム以上に小さい半径のものだ。
それを逆方向から飛んでくる陽電子と衝突させるわけだ。


以前、日本科学未来館で展示解説のボランティアをしていた時、KEKBについての展示が新しくなる際に、KEKBの研究者のお話を伺う機会があった。
そのときは、陽電子を加速するのは電子よりも難しいため、電子ビームに比べ、陽電子ビームのエネルギーは上げにくい(あまりエネルギーが大きすぎると、陽電子から出る光によって加速器の配管から電子が放出され追従滅してしまうため。)ということ、
そしてその技術はとてもすごいものだということ、くらいしか分からなかった。
しかし、今だからこそこの講演会を聴くことで、分かったこともとても多かった。


さて、二人の先生の解説のあと、江崎先生、小柴先生の挨拶があった。
(さすがは物理学会。ノーベル賞受賞者を4人同時に生で見れるとはすごすぎる。。)
そのご益川先生、小林先生のご講演があった。
お二方からも興味深いお話を伺うことが出来た。
理論の解説というよりも、どちらかというと一個人の物理学者としていままでやってきたことを聴かせて頂いたという感じだ。
しかし、ここのところの疲れと、理論・実験双方の解説で集中力を使い果たしてしまったため、実はちゃんと話をすべて聴くことができなかったのは内緒にしておこう。

今度、夏の物理チャレンジの際のご講演を聴く際にはちゃんと体調を万端にして講演を伺いたいと思う。



講演終了後は会場はサイン会と化していた。
僕は、大学の知り合いや先輩達(学会のお手伝いをされている方もいる)とおしゃべりしながらサイン会の様子をぼんやりと見ていた。
(人だかりで1mくらい離れたところにしか、いられなかったというだけのことであるが:笑)
結局ミーハーな方々がサインをもらっているのを眺めるだけで帰ることにした。
サインもらったところで、そんなことに浮かれていて勉強を怠ってしまっては本末転倒だもんなぁ・・・
(と書きつつも、本当は若干サインは欲しかったかも… :笑)

2008.10.08 水曜日 [ Latest News, サイエンス, 大学]

理論物理学とノーベル賞

昨日は2008年ノーベル物理学賞が南部先生、小林先生、益川先生が決定したことで盛り上がった。
本日も化学賞に下村先生ら3人に受賞することが決定したらしい。
ノーベル賞は毎年恒例のことではあるが、受賞研究の内容は、(あたりまえではあるが)とても素晴らしいと思う。

今年は、日本生まれが4人(以上)。
ただ単に同じ国民である、というだけのことであるが、やはりすごいことだ。
と言えども、科学研究は国際協力が欠かせない。
日本人が受賞したからといって、度を過ぎて「同じ日本人」として誇りに思ったり、自分のことのようにうかれすぎてもいけないなぁとも個人的には思ってはいる。
(あまりニュースでのインタビューなどに答える人が、何も実態も分からないままにインタビュアーにのせられて、喜んでいる様子は個人的には見ていて快いものではなかった。)

しかし、日本人がノーベル賞受賞することでいいことが無いわけではない。
まず、言語が同じこと。
論文などを読むのは英語であるので、(今の僕には)すらすらと読めないのだが、受賞者は日本語で講演を行ったり、日本語で書かれた本を出版している。
容易に研究内容の深いところまで知ることができるのがとても嬉しい。
講演会等があればいってみたいものだ。

さて、残念ながら化学賞を受賞された下村脩先生は恥ずかしながら全くどのような先生かを知らない。
勉強不足である。
GFPと呼ばれる蛍光蛋白質(紫外線などを照射すると特定の色に光る蛋白質)を発見されたらしい。
夏学期の生命科学の授業ではGFPを利用した手法をいくつか聞いたのだが、具体的にどのような仕組みで、またどのような場合にどう用いるのか、などについてはよく分かっていない。
残念だ。

しかし、ここでは物理のことを書きたい。
3人の受賞者は物理を志す人の間では大変有名な理論物理学研究者である。
物理を専攻する人は知らない人がいないと言ってもいいほどだ。
と言っても、素粒子研究の理論は理論物理学の中でも極めて理解が難しい(らしい)。
それは理論物理は数学を用いて、世界を記述していくわけだが、当然のことだがその数学が極めて難しいからだそうだ。
だからこそ、このように難解な素粒子理論でノーベル賞を受賞されるのは本当に貴重で素晴らしいと思う。

実験により確立された理論はまだしも、殆どわずかなデータ(実験誤差のように見えるわずかな違いなど)から壮大な理論を構築したものは、すぐには受賞にはなり得ない。
今回の受賞内容はこのような意味で壮大な理論である。
論理的に欠陥がなく、素晴らしいと思われる理論でも、実験による裏付けがなければ成立し得ない訳だ。

益川先生の話によれば、実験で自分の理論が裏付けされた時が最も嬉しかったらしい。
受賞決定直後のインタビューは落ち着けないものだろうが、あまりノーベル賞は嬉しくないと言ったのは、むしろそれ以上の喜びを実験による自論の裏付けで得ていた、という意味なのだろう。

そういう点でやはり理論学者に対してどのタイミングでノーベル賞を与えるかはノーベル財団自身も悩んだことなのではないかと思った。
実験による理論の裏付けがなされたとしても、その実験が正しいかどうかを判断する必要もあるだろうし、手間取って、受賞のチャンスを逃してしまっていたのだろう。
今年は、LHCというスイスの世界最大の粒子(陽子)加速器が稼働した年でもあり、(といっても故障で、現在停止中らしいが。)素粒子物理学においては一つの大きな節目が得られそうなところである。
だから、今年をチャンスと考え、素粒子理論学者の3人に受賞を決定したのではないかと思う。
(昨日同様のことを先輩であるT.N.さんも言っていた。)

僕が素粒子論に興味を持ち、彼らの業績を知ったのは中学生の時に読んだ本だったであろうか。
それ以来、ノーベル賞受賞者が発表されるたびに彼らの名前が挙げられないのに不思議に思っていた。
他にも素晴らしい研究をされた理論研究者はたくさんいる。
しかし、ノーベル賞が受賞されるのは理論を発表した直後でなく、実験などによる裏付けが得られるまではお預けのようだ。

そういえば、先日(9/22)に大学の友人3人と東大駒場キャンパス数理科学研究棟内の加藤研究室にお伺いした。
加藤先生のご専門も素粒子理論をはじめとした内容の理論である。
お話を聞きに行った3人とも、まだまだ素粒子理論について全くと言っていいほどわからないので、先生には大変ご迷惑をかけてしまったかも知れない。
しかし、理論系研究室を実際に見たのは生まれて初めてである。
実験系の研究室や工学系の研究室ならば今まで何回か伺ったこともあったが、理論系の研究室は今までの印象とは全く違う。
まず、研究室が整然としている(笑)

書棚には理論系の本がびっしりと並び、論文を入れるらしき棚もあり(中までは見ていないが)資料が沢山あるのだなぁという印象を受けた。
しかし、「理論学者は紙と鉛筆(と計算機)さえあれば研究ができる」といわれている通り、研究者は黙々とさまざまな仮説を提唱しては証明、失敗という試行錯誤を繰り返しているようだ。

前回お伺いしたときは、話をしている途中から先生が学部一年生の我々に物理を教授し始めてくださり、ちょっとしたセミナーのようになってしまった。
100%理解しきれなかった自分の勉強の足りなさには情けなく思いつつも、とても面白い話を聞けた。

彼は、物理学者ながらも数学者であり、数学的側面からの物理学の理解が重要であると教えてくださった。
どんなに複雑な物理法則があったとしても、実は数学的な側面から見たら単純であったりする、というわけである。
しかし、単純といってもその数学の側面を理解するのには、相当量の数学の習得が必要なようだ(笑)

そのためには高等教育の数学の内容をもっと考えるべきだとも、おっしゃっていた。
確かに高校数学の指導要領は学問が発展し続けているのに対して昔から殆ど変っていない。
現行のままだと大学に入ってから数学の内容に苦労するわけだ。
微分積分や、行列などの範囲は大学入ってから更に重要になるのだから、もっとしっかりとやるべきである、ということだ。
大学に入ってみてわかったことは、意外にも多くの学生が高校の指導要領の内容ばかりの数学しか知らないということ。
前期の力学の授業など、(個人的には)当たり前に思っていた数学の表示について、質問する学生が多く少しショックだった。

最近、理論物理学に興味を持ち始めた。理論物理は勉強するべきことが沢山あるが、周囲の八王子組の友人や塾の仲間とともに切磋琢磨していきたいと思う。
頑張るぞ。