この宇宙は多くの謎に包まれている。「なぜ、この宇宙は、反物質でなく物質からできているのか」というのもその一つだ。物理学の教えるところによれば、物質を構成する粒子は反粒子と共に対生成し対消滅していく。ならば、この宇宙が物質だけでできているのはなぜか。考えれば不思議なことではないだろうか。本書「消えた反物質 素粒子物理が解く宇宙進化の謎」(講談社ブルーバックス)は、ノーベル物理学賞の受賞者である小林誠さんが、この謎に対して現代物理学がどれだけ迫っているのかを解説したものである。

 現在物質が反粒子ではなく粒子のみから構成されているのは、宇宙進化の中で粒子の方が反粒子より多くなったかだらと思われている。その有力な原因だと考えられているのが「CP対称性の破れ」だ。ここでCとは荷電共役(charge conjugation)のことで、C変換とは粒子と反粒子を入れ替えることだ。またPはパリティ(parity)のことで、P変換とは空間の3軸すべてを逆転させるもの。これは結局鏡に映す操作と等価になる。CP対称性というのは、C変換とP変換(CP変換)を続けてやっても物理法則は変わらないということだが、対称性の破れというのはこの物理法則が崩れているということである。しかしこの現象を裏付けるようなもので、現在までに見つかっているものは、K中間子がπ中間子2個に崩壊するということだけらしい。

 そして今期待されているのはB中間子である。B中間子系の崩壊においては、粒子と反粒子のあいだの対称性が大きく破れていることが理論的に預言されるというのだ。このB中間子を大量に効率よく作るための加速器はBファクトリーと呼ばれて近年注目を浴びているという。だが宇宙が反物質ではなく物質の方が優位であるのは、未知の素粒子の未知の相互作用でCP対称性の破れが起きているからだという見方が大勢を占めているようだ。それではこれらにどのような関係があるのかと考えると極めて興味深い。

 正直に言えば本書は決して門外漢に分かりやすいとは言えないと思う。ファインマン線図や量子力学特有の数式の記法が説明なしに使われていたり、出てくる数式の説明が十分でなかったりと、あまり物理の知識がない者にはかなりの参入障壁があるように感じる。それでも序章の部分をしっかり読みこみ、あとは理解できるところだけでも読んでいけば、この分野の概要は掴めるのではないだろうか。もちろんしっかり読みこなせば、素粒子理論全般に渡ってかなりの知識が得られるだろう。この分野を志す者は、高度な専門書に進んで行く前に一読しておけば有益ではないかと思う。

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