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2008年10月 8日 (水)

南部先生おめでとうございます。(ノーベル賞)

 他人の威を借りて自分のブログを合理化するのはどうかと思うし,ベストセラーとかノーベル賞とかメジャーな話は本当は好きではありませんが,

 今回ノーベル物理学賞をもらった3人については,私自身の実存的側面から賞賛したくなりました。。

 昔からノーベル賞くらいの賞なら10個程度はもらっても不思議じゃないと思っていた南部さんが賞をもらったので,今日(10/7夜)は金もないし外で飲む予定はなかったのに,思わず近くの店で祝杯を挙げてしまいました。

 しかし巷ではまだノーベル賞をもらったという話も知られてないし,ましてや南部先生のことなどは誰も知らなかったですね。。。

 本当は,かつての私の恩師の(故)谷川安孝先生にも,生きているうちに,こうした賞をもらって称えてあげたいという思いがありましたけれど。。。。

 (谷川先生には東京で最初に就職した会社を紹介してもらったり,色々とお世話になりました。)

 南部先生は,温度を下げていくと磁性体のスピンが無秩序状態から急に一定方向を向いて磁気が発生するというように,常温では等方的だったという対称性が低温で自然に破れるという物性理論での性質からのアナロジーで

 素粒子論でも"自発的対称性の破れ"が起こることを提議し,南部-Joha-Lasinioモデルなどを発案しました。

 素粒子論では,"自発的対称性の破れ"が生,じて質量がゼロのNGボソン(南部・ゴールドストーンボソン:例えばπ中間子などもNGボソンの1つ)が発生することなどを提案しました。

 例えば,初期宇宙の高温の火の玉状態では,全ての素粒子の質量はゼロであったのにビッグバンと共に宇宙が冷えてゆくに従って,こうした"自発的対称性の破れ"によって質量を獲得するというヒッグスメカニズムも,元は南部さんの発案だったと思います。

 (ヒッグスメカニズムの卑近な模式的説明としては,宇宙が冷えてゆくと共にヒッグス粒子というものが宇宙空間に充満して,元々質量のなかった素粒子の動きを邪魔するため慣性が発生して事実上素粒子に慣性質量が出現したように見えるという見方です。

 これは,素朴な古典論の相対性理論では否定された(というか在ってもいいが理論とは関係ないとされた真空中のエーテルという架空媒質がヒッグス粒子という形で再出現したという見方もありますが。。。)

 現在の"超弦理論"の元になる"ひも模型(弦模型)"の元々の発案にも確か南部先生がからんでいたと思います。

 かつてのDiracやFeynmanのように,,昨今の新理論のほとんどのアイデアには南部氏がからんでいるように思いますね。

 一方,小林-益川理論は,GIM機構(Glashow-Iliopoulos-Maiani)で提唱されたクォーク2世代(u,d)(c,s)だけでのカビボ混合角'Cabibbo angle)による説明では,

 弱い相互作用でのCPの破れ="C:荷電共役=粒子・反粒子の対称性,とP:パリティ)=左右対称性の破れ"という現象を説明するにはパラメータが足りなくて,

 クォークは3世代以上((u,d)(c,s)の上に,(t,,b)も)なければならないということを予言した理論ですね。

 そして,実際1990年代には,先にボトム(b),そしてトップ(t)のクォークから成る粒子が確認されたと思います。

 もっとも,素粒子としてのクォーク自身は閉じ込められていて,未だに直接的にはその実在は確認されていませんが。。。

 まあ,手前味噌ですが,私自身の学生時代の専門が素粒子論で,当時は朝永氏の”くりこみ理論”にも関連した話と考えて,量子異常(アノマリー)の1つで,カイラルな三角グラフのWard-Takahashi identtyと関わって生じるアノマリーを勉強,研究していました。

 結局,トフフト(t'Hooft)らによって提唱されたように,カラークォークとレプトン(lepton)が共に丁度3世代であるなら,アノマリーフリーになる条件が満たされるということもあります。

 (2006年4/23の記事「くりこみ回避のアイデア」 や2006年5/11の記事「波動関数の位相と電磁場」 参照。)

 (レプトンというのはクォークで構成されたハドロン(重粒子と中間子)とは別の,それ自身構造を持たない軽粒子,つまり電子,ミュー粒子,ニュートリノとその反粒子のことをいいます。

 (その昔,π中間子の存在しか知られていなかった時代にミュー粒子(当時はミュー中間子と呼ばれていました)の存在を予言したのが謂わゆる「坂田・谷川の2中間子論」でした。谷川というのは,谷川安孝先生ですね。。。)

 私の修士論文が丁度当時(1974年)発見された"J(ψ)粒子"をカラー8重項グルオンとも見なせるのではないか?という話だったのですが,

 これは後にチャーム粒子(c-クォークから成る粒子)であると確認された,というのも何か因縁めいたものを感じますね。

 まあ,純粋な素粒子論の理論物理としては湯川,朝永以来の受賞ですね。

 純粋な理論ではなく宇宙線ですが,カミオカンデの小柴さんも言ってたように「基礎理論は実際的応用にはクソの役にも立たない」とはいえ,南部氏については遅すぎますね。

 ノーベル賞は平和賞などは憲法九条のおかげもあって佐藤栄作氏ももらったという胡散臭いところがあり,お金のからみなどもあると聞きますが,物理学賞はまだましなのかな。。

PS:インタビューで益川氏が泣いていたのはノーベル賞がうれしかったというわけではなくて,南部先生が賞をもらったこと,そして南部先生と同時に評価されたことに感激したのだと思います。

 (たかがノーベル賞ごときで,神の領域をめざしているだろう益川先生が感涙するわけがないと思います。。

 アインシュタインが光量子仮説で賞をもらって相対性理論では死ぬまで賞をもらえなかったのを見ても,当時も今も,選考する側の方がアインシュタインや南部先生よりもはるかに,レベルが低いはずだと思いますしね。。。)

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コメント

現状では、標準理論にフィットさせると格子定数が10^-18mのオーダーになります。これはカットオフ付近の数値にも思えるのですが、飛躍のある理論なので、まともなものが出来ればまた訪問させていただきます。お相手有難うございました。

投稿: k. | 2009年3月29日 (日) 00時06分

 どもkさん。。TOSHIです。 

 なるほど,ヒッグス場(エーテル)を例えば格子のような時空の構造に求めるというモデルですか。。。それならよくわかります。。

 もちろん,私の書いたのは啓蒙書にエーテルの復活と模式化されているものを紹介した程度でそこまで考えていません。

           TOSHI

投稿: TOSHI | 2009年3月28日 (土) 04時08分

ご返答有難うございました。
W-S模型を変更するものではありません。
模索中のアイデアはいくつかの概念定義上の飛躍があってヒッグス場の格子構造を仮定し2種のゲージ場の運動項を生成するものですから必然的にエーテル思想になってしまいます。TOSHIさんの文中にエーテルの単語がありましたのでヒッグス場とエーテルに関連して何かお考えをお持ちなのかと思った次第です。

投稿: k. | 2009年3月27日 (金) 15時56分

kさん,はじめまして。コメントありがとうございます。TOSHIです。

>弱ボゾン場の運動項全体がヒッグス場よって形成されても(ヒッグス場=エーテル)不思議は無いと考える者ですがTOSHIさんのお考えを知りたく初コメントとなりました。

 弱ボゾン場の運動項というのは,破れる前のいわゆる3+1個のヤン・ミルスのゼロ質量のゲージ場の2種の運動項FμνFμν/4から自然に生まれてくるというのがWeinberg-Salamモデルです。

 普通,ヒッグス場単独の項以外のゲージ場とのクロス項は弱ボゾンの質量項のみに寄与します。

 この模型では破れた後の質量以外の残りのヒッグス場とゲージ場から生まれた弱ボゾンのベクトル場の運動項,つまり弱ボゾン場の微分項と残りのヒッグス場はカップルしませんから運動項に寄与するというの新模型考えないと無理でしょう。。

 真空期待値の意味ではヒッグス場は弱ボゾンの質量項に寄与するだけです。

 何か現状の理論に不都合か矛盾があって新説で補う必要があるのでしょうか?

 W-S模型に不都合があるわけではないけれど同じ結論が出て何か有意義な追加メリットがある新模型があるのなら聞きたいものです。

 それとも電磁場1個と弱ボゾン3個をつくるのに3+1個のヤン・ミルスゲージ場は不要でヒッグス場だけで全部まかなえるという意味でしょうか?そういう新説なら論文かなにかで詳しく教えてもらわなければ対応しようがありません。

 またW-S模型の解釈の話だけなら私自身は現状で満足しています。わからないというだけなら,ここはブログですし私は他人に説明したり教育したりできるほどには理解していませんからご自分でお考えください。。。。

             TOSHI


投稿: TOSHI | 2009年3月27日 (金) 14時48分

ヒッグス場が弱ボゾンの質量項を形成しますが、質量項というのが運動項の一部だとすれば弱ボゾン場の運動項全体がヒッグス場よって形成されても(ヒッグス場=エーテル)不思議は無いと考える者ですがTOSHIさんのお考えを知りたく初コメントとなりました。
突然の投稿ですがお許しください。

投稿: k. | 2009年3月26日 (木) 23時13分

TOSHIさん、ご足労をお掛けして申し訳ありません。
ところで、
>坂田というと坂田-谷川の2中間子論もありますが,ゲルマン-ツヴァイクのクォークモデルよりもかなり前の坂田モデルが有名すぎてニュートリノは知りません。
の件についてですが、
http://wwwsoc.nii.ac.jp/jps/jps/butsuri/50th/noframe/50%282%29/50th-p90.html
によると、1964年にゲルマンがクオークモデルを提唱したとのことなので、1962年に提唱されたニュートリノ振動は、坂田モデルの理論的検証作業の中で見出されたものと考えられます。
因みに、引用記事によると、坂田博士はゲルマンに対して以下の批判をしたとのことですが、この批判内容からも、坂田博士が武谷博士の武谷三段階論を受け継いでいる事が良く分ります。
>一方坂田はこの新しい要素を彼の階層論の立場に沿うものとしてすんなり受け入れており,むしろその実在性をないがしろにするGell-Mannを批判しているのである.
また、この文章の直後に以下の文章が続いていますが、南部博士らが、ゲルマンがクオークモデルを提唱した直後に量子色力学の概観を提唱している事が分ります。
>これらクォークはさらに厳密なSU(3)対称性に従う三つの(カラーと呼ばれる)自由度を共有すべきことが,Han・南部陽一郎,宮本米二および堀尚一らによってそれぞれ独立に提唱されており,それはまたクォークが単体で(半端電荷が)見いだせないことの理論構築の可能性を与えている.
当時の理論物理学の前進のスピードには、驚くべきものがあると思いました。

投稿: 凡人 | 2008年10月12日 (日) 00時22分

 ども凡人さん。TOSHIです。

>1962年に牧二郎・故中川昌美・故坂田昌一の三氏は、

 なつかしいお名前ありがとうございます。

 さすがに坂田先生はお会いしたことはありません。

 坂田というと坂田-谷川の2中間子論もありますが,ゲルマン-ツヴァイクのクォークモデルよりもかなり前の坂田モデルが有名すぎてニュートリノは知りません。

 クォークが世に出る前の坂田モデルはP,N,Λが基本粒子で最初は実在粒子が基本でしたかねえ。。。

 牧先生は講義受けたのは1度くらいで学会では何回かお聞きしたことがありましたが弱い相互作用については??です。弱い相互作用というと阪大の森田先生などかなあと思ってました。。

 中川先生は講義も受けたし10回以上会っていると記憶してますが牧先生と同じくクォーク関係の話ばかりで弱い相互作用の話は出ませんでした。。。なくなっておられるのですか。。

 いずれにしろ弱い相互作用はやっとβ-decayのパリティの破れと関連してくりこみもできないフェルミのV-Aのカレント×カレントをフィ-ルツ変換などで解釈してPCACや低エネルギー定理などの話を扱っていて,丁度ワインバーグ-サラム理論もできて数年の頃で論文のレビューは回っていましたが,まだ実際の弱ボソンは発見されてはいなかった時代だったし,発見されるかも半信半疑でした。

 修士1年のときにGIMの予言したチャームが見つかったけどチャームかどうかもわからなかったです。私の論文ではグルオンですしね。そもそもクォークの実在についても発見できるかどうかをK助教授と賭けていましたし。。

 (いや,上の私の論文でも新粒子を予言していて,最近忘れたころに高エネルギー研で見つかっているという話くらいはあるんですよ。いわゆるexotic粒子というやつでクォーク2つ反クォーク2つで合計クォーク4つの粒子ですがね。。)

 GIMのGlashowがu,d,sを1個増やしてc=チャームにすればそれまでのSU(3)がSU(4)になるいうのと同じく,誰もがクォークを5個とか6個に増やしてSU(6)にすればどうなるかと言うのを考えるのが結構はやっていた時代です。

 とはいっても強い相互作用の話で小林・益川さんの話も強い相互作用のそれと思っていたし,強いも弱いも同根であるという統一理論はまだ認知されていなかったので,CPの破れと関係あるとは当時は知りませんでした。

 レッジェポールからひも模型をやる人はベネチィアノ模型からの双対共鳴モデルでようやく26次元でゴーストフリーという話に到達したばかりだったし,ファインマンのパートン模型とかは,まだゲルマンのクォークとは別物の話だったし。。

 いろいろな,問題が未解決のまま山積していて,化学の周期律表しかなくて原子存在が疑問視されていたころのように対称性はあってもクォークは実在しないとかいう考えもありその頃は興味は分散していて今と違って主要な研究ははるかに多くの方向に分散しており,素粒子論の側では,ダークマターとのかかわりとか宇宙論に応用するほどの余裕がある人はまだ少なかったのではないでしょうか。。

 だから坂田研究室関係がニュートリノ振動の話をやっていたとしても,まずはフェルミ相互作用のカレントが確実にV-Aであるかどうかの検証もあり,それらはまだニュートリノの質量がゼロの前提だったと思うし,ニュートリノ質量なんてあっても弱い相互作用より何十桁も小さい重力の話なんで,関心を持つにしてもまだ先の先でした。いろいろなところでの新しい話を全部チェックする余裕はないと思います。

 (しかもまだほんの学生なので既存の理論を把握するにしても啓蒙書もなけりゃ啓蒙書レベルまで説明できる先生もなし,計算からやらきゃ新しい論文を理解できるはずもないです。ファインマングラフを使ってくりこみの4次の計算を追いかけても追体験するだけでも数ヶ月はかかりました。)

 やはり最後は統一されるとしても力が大きいはでなほうが人気あったと思います。。

 所詮学生というほんの数年の身分では上面だけで特に理論の畑では完成前の模索段階の分野では新しいものを生み出すのは既存のものを勉強するのとは別の才能なので両立は大変でした。

 この手の話はきりがありませんからまた機会があったらということで,当時でもよほど注目されていたものなら知っているはずですが。。

          TOSHI

投稿: TOSHI | 2008年10月11日 (土) 21時48分

TOSHIさん
>ニュートリノの質量などが日常的レベルで存在するのなら,せっかく学生時代から勉強して身に付けてきたゼロ質量の場合の2成分スピノル理論がまたしても破綻するので間違いであってほしという気持ちも少しあります。
との事ですが、
http://www2.yukawa.kyoto-u.ac.jp/~sg/award_s/sg-l.1392.html
によると、
>1962年に牧二郎・故中川昌美・故坂田昌一の三氏は、当時名古屋グループを中心に精力的に研究されていた名古屋模型の立場から,ニュートリノ混合とバリオンのウィーク電流混合の関係を提唱し、異なるフレーバーを持つニュートリノ間の振動の可能性を世界ではじめて指摘した。
>論文では,名古屋模型とそこでの「B物質」という考え方に基づいて,レプトンとバリオンの対応を論じている。
>その中で,ニュートリノに質量がある場合には,ニュートリノ混合と振動が起こる可能性を明確に指摘している。
とされています。
TOSHIさんの学生時代では、坂田先生ら提唱したニュートリノ振動は標準的な理論として認められていなかったのでしょうか?
尚、南部陽一郎博士のカイラル対象性の自発的破綻が発表されたのは1961ですので、1960年代前半は、理論的に物凄く活力があった時代だと思いました。

投稿: 凡人 | 2008年10月11日 (土) 19時58分

 ども凡人さん。。コメントありがとうございます。TOSHIです。。

>こちらをご覧下さい。
http://www.mext.go.jp/b_menu/houdou/15/12/03120201/006/002.pdf

 ↑これは見たけど計画とかでよくわかりませんでした。

 ニュートリノ振動も初期の論文はほとんどチェックしていて忘れてしまってはいますが,そうした振動があれば質量スペクトルに有為な揺らぎがあるということとなども理解してはいます。

 ただ実験というか宇宙腺観測というか,これらには詳しくはないけれど,ニュートリノに関するものは検知することがとてもむずかしいと思いますからねえ。。。

              TOSHI  

投稿: TOSHI | 2008年10月11日 (土) 02時45分

>ニュートリノ振動については追実験はなされたのでしょうか?
こちらをご覧下さい。
http://www.mext.go.jp/b_menu/houdou/15/12/03120201/006/002.pdf

>自分自身の認識を変えて修正していくことをわずらわしく思うようではもう先は長くないかなあ。。。
私は、物質の深層を理解していないからという事もありますが、最近、殆ど理論を構築された物理学者の人柄のイメージで理論の真偽を判断しているので、あまりこういう悩みは持たずに済んでいます。

投稿: 凡人 | 2008年10月10日 (金) 21時34分

どもDEWさん。いらっしゃい。凡人さん。コメントありがとうございます。

>でも、素粒子論は日本の
「お家芸」という記事に
ちょっとムカッと来ました。

 どういう意味でムカッときたのかは,私とは違うかもしれませんが,別に日本じゃなくてもどこでもいいですよねえ。。。


 ニュートリノ振動については追実験はなされたのでしょうか?

 ニュートリノの質量などが日常的レベルで存在するのなら,せっかく学生時代から勉強して身に付けてきたゼロ質量の場合の2成分スピノル理論がまたしても破綻するので間違いであってほしという気持ちも少しあります。

 まあ,タキオンがあった場合にも対応できるような相対論の認識の修正とかモノポールがあってゲージ不変が成り立たないときの電磁気学の方程式とか非局所性によるエンタングルによる因果律の認識の修正とか時代と共に自分自身の認識を変えて修正していくことをわずらわしく思うようではもう先は長くないかなあ。。。
             TOSHI

投稿: TOSHI | 2008年10月10日 (金) 13時47分

南部博士がノーベル賞を受賞して、超気持ちいいです。
また、小林博士や益川博士も受賞されて、嬉しいです。
故坂田博士や故牧博士や故中川博士がニュートリノ振動の提唱で受賞出来なかった事を思い出して、複雑な気持ちです。

投稿: 凡人 | 2008年10月 8日 (水) 23時07分

DEW です。
南部先生、ついにですね!!
(遅すぎw)

でも、素粒子論は日本の
「お家芸」という記事に
ちょっとムカッと来ました。


嬉しいからまあいいや。
僕は今夜、祝杯を挙げますw

投稿: DEW | 2008年10月 8日 (水) 05時10分

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