大型ハドロン衝突型加速器（ＬＨＣ） - 1220986230

1：名無しの物理学徒：2008/09/10(水) 03:50:30: ★質量の謎に迫る　超大型加速器、１０日始動

・生まれたばかりの宇宙の状態を地上に再現し、「物質に質量があるのはなぜか」など現代物理学に
　残された謎の解明が期待される世界最強・最大の粒子加速器が１０日、ジュネーブ郊外で始動する。
　約５千億円かけて建設されたもので、１７０億円近くを拠出した日本からも約１００人の研究者が
　参加している。

　この装置は大型ハドロン衝突型加速器（ＬＨＣ）と呼ばれ、欧州合同原子核研究機関（ＣＥＲＮ
　（セルン））が運営する。スイス・フランス国境をまたぐ１周２７キロの地下トンネルのリングに
　世界最大級の超伝導電磁石約１７００台を並べ、陽子の集団をほぼ光速まで加速して
　正面衝突させる。

　衝突のエネルギーは現在世界最強の加速器である米国のテバトロンの７倍で、宇宙誕生時の
　大爆発ビッグバンから１兆分の１秒後の超高温・超高圧状態を再現する。

　現代素粒子物理学の「標準理論」では、ビッグバン後、物質に質量を与えたというヒッグス
　粒子の存在が予言されており、発見が期待される。

　また宇宙の質量の約２割を占めるといわれる謎の暗黒物質の候補「超対称性粒子」や、私たちが
　住む宇宙が４次元（時間も次元と考えると５次元）以上である証拠が見つかる可能性がある。
　いずれもノーベル賞級の成果となる。
　http://www.asahi.com/science/update/0909/TKY200809090183.html

※画像：日本も開発・実験に参加する粒子検出器ＡＴＬＡＳ。高さは２５メートル、奥行きが４４メートルある。
　中央下の人の頭上付近で陽子が衝突する＝ＣＥＲＮ提供
　http://www.asahi.com/science/update/0909/images/TKY200809090186.jpg

※図：http://www.asahi.com/science/update/0909/images/TKY200809090185.jpg
　http://www.asahi.com/science/update/0909/images/TKY200809090187.jpg
5：名無しの物理学徒：2010/03/22(月) 08:42:48: 　今週からの再稼働ではLHCはまだ全力を出せないが、アメリカのイリノイ州にある
フェルミ国立加速器研究所の粒子物理学者で、LHCによる小型ミューオン・ソレノイド
（CMS）実験のメンバーでもあるダン・グリーン氏は、「それでも興味深い科学的発見が
たくさん期待できる」と話す。

「7 TeVは重要なステップだ。高エネルギー物理学に新たな探究の道が切り開かれるだろう。
LHCは半分の力でも“超対称性理論”を支持する証拠をもたらす可能性がある。超対称性理論
では、これまでに知られているすべての粒子にはそれぞれに対応するはるかに質量の大きな
パートナーが存在すると予想されているが、まだそのような粒子は発見されていない。
また、広大な余剰次元の姿も明らかになるかもしれない。線で示される1次元、平面の
2次元、立体3次元については誰もが知っているが、それを超える次元は未知の領域で、
LHCの活躍が期待されている」。

　余剰次元は“ひも理論”でその存在が仮定されている。ひも理論は「素粒子は振動する
小さなひものように振る舞う」と想定する考えだが、まだ証明されていない。

「さらに、素粒子に質量をもたらすとされているヒッグス粒子についても、未完成のLHC
でも証拠を発見できる可能性がある」とグリーン氏は話す。

　LHCのようなデリケートな実験装置にとって期待が大きすぎるとも思えるが、前述の
コリア氏は、「これまでのシステムチェックの間、見事なパフォーマンスを示している」と
話す。「非常に安定しており、実験結果も再現可能であることが証明されている。科学実験
ではこの再現性が特に重要だ。

　優れた運用体制も備えている。2009年末の稼動再開からすぐ初期実験の実施に至った
迅速さがその証拠だ。

（引用ここまで）
6：名無しの物理学徒：2010/04/03(土) 00:10:13: 　世界最大の加速器が実験に成功【2010年4月2日 CERN】

欧州原子核研究機構（CERN）は、3月30日に世界最大の加速器「LHC」が、
3.5兆電子ボルトという過去最高のエネルギーの陽子どうしを衝突させる実験に成功したと発表した。

衝突で生成された粒子の分析によって、宇宙に存在する物質の起源や宇宙に満ちる暗黒物質の正体の解明、
未発見の素粒子の検出などが期待されている。

大型ハドロン衝突型加速器（LHC）は、 2008年9月に稼動を開始した世界最大の加速器である。

スイス・ジュネーブ郊外からフランスとの国境をまたぐ土地の地下100mに設置されており、
高い磁場を生みだして全周27kmの円形のトンネル内で陽子どうしを加速させ、未発見の素粒子の検出などを行う大型施設である。

LHCでは、中央ヨーロッパ夏時間（以下同様）3月30日の早朝から、3.5兆電子ボルトの陽子どうしを正面衝突させる実験の準備が始まった。

午前中に何度かビームの入射が行われたのち、午後1時6分に2つの逆方向のビームが3.5兆電子ボルトにまで加速され、
陽子どうしの正面衝突が見事観測された。これは、これまでの加速器で実現された衝突エネルギーの記録を3.5倍も上回るものだ。

このような高エネルギーの衝突は、自然界では繰り返し起きており、そのプロセスで宇宙線が発生する。

しかし、そこから研究に役立つような意味のあるデータを抽出するのは、ひじょうに難しい。

また、人工的にそのような衝突をつくりだすには、LHCにおいて数千もの部品が確実に作動しなければならず、
円滑な稼動のためには数百か所の制御が必要となる。

それだけに、実験当日のCERNコントロールセンターは、万が一の事態に備え、10数名の担当者がコンピューターの
モニター前に配置されるなど、興奮や緊張、期待と不安の入り混じった雰囲気に包まれていたという。

実験の成功について、1988年のノーベル物理学賞受賞者Jack Steinberger氏は「LHCにおける、3.5兆電子ボルトのビームの衝突
、合わせて7兆電子ボルトのエネルギー。これは、素粒子物理学者にとって実にすばらしいニュースです。

宇宙の暗黒物質とは何なのかを明らかにできるかも知れません。今後の安定稼動に期待しています」と話している。

また、CERN理論グループのJohn Ellis氏は「人類は、物質というものをより深く見ることになります。たくさんの理論がありますが、
そのうちどれが正しいのかは、実験で証明するしかありません。

なぜ粒子に重さがあるのか、宇宙に満ちる暗黒物質とは何なのか、宇宙に存在する物質の起源とは何なのか。これらの疑問に対する答えが、
LHCにおける発見によってもたらされ、この宇宙の働きや進化に関するわれわれの理解を大きく変えることでしょう」と話している。

LHCでは、すでに衝突で生成された粒子の解析が始まっているが、今後18か月から24か月にわたる連続稼動で、
さらに研究に必要なデータが蓄積される。

その後は、運転休止期間に入り、2008年の9月19日に起こった事故の最終修理や、14兆電子ボルトでの衝突のための改良が施される。

なお、日本の高エネルギー加速器研究機構の加速器は世界最高レベルの性能を誇っており、LHC改良への日本の参加について、現在話し合いが進められている。

▽　ソース　AstroArts
http://www.astroarts.co.jp/news/2010/04/02lhc/index-j.shtml?ref=rss
▽　画像
http://www.astroarts.jp/news/2010/04/02lhc/first-collision.jpg

http://gimpo.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1270212440/l50