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最初に自己紹介 高エネルギー加速器研究機構 素粒子原子核研究所 幅 淳二
幅 淳二 ＢファクトリーにおけるＢ中間子研究を通じて素粒子の世代（generation）の起源をあきらかしたい。
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茨城県つくば市 高エネルギー加速器研究機構
筑波山 茨城県つくば市 高エネルギー加速器研究機構
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Google Earth で探して下さい。 この施設での研究 は、12月の講義で 紹介します。
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高エネルギー物理学 （High Energy Physics）
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素粒子物理学というもの (Elementary Particle Physics)
高エネルギー物理学という人もいます。 粒子と反粒子 素粒子 クォークとレプトン ハドロン 素粒子の分類と 世代 場の理論 量子XX力学（Q*D） 力と相互作用 素粒子物理と宇宙 高エネルギー物理学 東京理科大学
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E = mc2 E=hn=hc/l 重い粒子が現れるのは高いエネルギー 極微を見るのは高いエネルギー （素粒子=高エネルギー）
eV 光学顕微鏡１００倍 MeV 超高圧電子顕微鏡 (1,000,000eV) １千万倍 keV 電子顕微鏡 (1000eV) １万倍 E = mc2 E=hn=hc/l 重い粒子が現れるのは高いエネルギー 極微を見るのは高いエネルギー （素粒子=高エネルギー） GeV KEKB加速器 (1,000,000,000eV) ？？？ 高エネルギー物理学 東京理科大学
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AFM image by IBM, CsI molecules on copper
まず物質は何からできてるか： 顕微鏡でクローズアップすると・・・。 電子 原子核 AFM image by IBM, CsI molecules on copper 高エネルギー物理学 東京理科大学
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物質の成り立ち 陽子 クォーク 原子核 原子 電子 ＋ ー 1000兆分の1メートル 高エネルギー物理学 東京理科大学
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そして人類は、加速器手にいれた。 続々と新粒子が発見されていった。 高エネルギー物理学 東京理科大学
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素粒子の周期律とクオーク クォークの組み合わせでできるハドロン バリオン（核子、重粒子） メソン（中間子） N,D.. p r...
多体系なので各種の励起状態も可能 クォークと反クォーク クォーク3個 高エネルギー物理学 東京理科大学
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クォークとレプトン （１９７３年当時） 通常の原子核と原子を 構成する第一世代 （u, d クォークと電子） 宇宙線の現象で見つかった
クォークとレプトン （１９７３年当時） 通常の原子核と原子を 構成する第一世代 （u, d クォークと電子） 宇宙線の現象で見つかった 新粒子 （sクォークとミュー粒子） １９３２ １９４７ １９３１ １９６２ 加速器によって続々と発見 される「新粒子」 （実は、u,d,sクォークの組み 合わせとその励起状態） １８９７ １９３７ 高エネルギー物理学 東京理科大学
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三種類のクォークで 数多くの「素粒子」が実現できる
p u(^) u(^) d(v) n u(^) d(^) d(v) D++ u(^) u(^) u(^) D+ u(^) u(^) d(^) D-- d(^) d(^) d(^) D- u(^) d(^) d(^) u(^) d(^) s(v) S+ u(^) u(^) s(v) S0 u(^) d(^) s(v) S- d(^) d(^) s(^)
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粒子・反粒子の非対称CP対称性の破れ 小林･益川理論
小林益川モデルの提唱（1973） ３世代６種類のクォークで定式化可能 当時は３種類のクォークしか見つかっていなかった！ 大胆な予想 小林誠 益川敏英 （その後すべてのクォークが発見された） 高エネルギー物理学 東京理科大学
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新しいクォーク・レプトン （1974年の「革命」）
高エネルギー物理学 東京理科大学
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そして最後のクォーク top 高エネルギー物理学 東京理科大学
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世代のなぞ、クォークとレプトンの二重性？なぜ３世代？
素粒子の“周期表” （２００６年現在） １９７４ １９９５ １９７６ １９９８ １９７５ 世代のなぞ、クォークとレプトンの二重性？なぜ３世代？ 高エネルギー物理学 東京理科大学
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表の世界だけではこの世は語りつくせない・・・・・。
高エネルギー物理学 東京理科大学
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粒子と反粒子 ディラックは、反粒子の存在を予言した。(1928) 相対論と量子論を融合させ、粒子の運動を記述するディラック方程式を導いた。
粒子と反粒子は光子から「対生成」によってペアで生成され、お互いが出会えば 「対消滅」し光子になる。 ディラックは、反粒子の存在を予言した。(1928) 相対論と量子論を融合させ、粒子の運動を記述するディラック方程式を導いた。 反粒子は粒子と質量や寿命は等しく、 電荷の大きさも等しいが、符号が反対。 すべての素粒子は、反粒子をもつ。 P. A. M. Dirac そこに負のエネルギー準位の解が存在 高エネルギー物理学 東京理科大学
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電子陽電子(粒子・反粒子)消滅の強い信号を発している銀河系の中心部
高エネルギー物理学 東京理科大学 Credits: ESA/J. Knödlseder (CESR) and SPI team
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アインシュタインは正しかったーー 電子と反電子(陽電子)が消滅してその質量(重さ)に相当するエネルギーE=mc2 の光子が放出された。
高エネルギー物理学 東京理科大学
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この物質を 組み立てる ルールは 何か？ 現代の物質像 高エネルギー物理学 東京理科大学
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力の根源とは何か？ 高エネルギー物理学 東京理科大学
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Exchange force （交換力） 反発力？ 吸引力？ 高エネルギー物理学 東京理科大学
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高エネルギー物理学 東京理科大学
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交換力の到達範囲 （Range of Force）
高エネルギー物理学 東京理科大学
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Feynman diagram 素粒子が時空を移動する様を線で表現 高エネルギー物理学 東京理科大学
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素粒子の消滅と生成 高エネルギー物理学 東京理科大学
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素粒子同士が影響を及ぼす 交換力の表現法 高エネルギー物理学 東京理科大学
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原子を表す （超低エネルギーの電磁気力） 高エネルギー物理学 東京理科大学
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原子核内部（核力） 陽子 中性子 高エネルギー物理学 東京理科大学
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弱い相互作用（β崩壊） 高エネルギー物理学 東京理科大学
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ビッグバン後 一兆分の１秒 ｜ V 一万分の１秒 人類最高の加速器で調べる 素粒子物理の世界 高エネルギー物理学 東京理科大学
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今日の目標： ファインマングラフをものにする
電子と陽電子が弾性散乱する。 電子と陽電子が消滅する。 電子と陽電子を衝突させて荷電B中間子のペアを作る（B+= (u b))。 πー中間子と陽子を衝突させて中性π中間子と中性子ができる。 太陽で核融合のための重水素ができる。（陽子＋陽子ー＞重水素＋陽電子＋ニュートリノ 実は正解は一つじゃない。そこがおもしろい！
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電子の散乱・消滅 電子 陽電子
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ハドロンの反応
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