最 新 宇 宙 誌 番 外 編
ー
マ
ー
現 状
福 江 純 大 阪 教 育 大 学
0. 素 朴 な 疑 問
以 前 年 数 回 い 高 校 出 向
い 話 何 回
一 般 向 講 演 頼
数 年 異 常 増 え い 大 学
地 域 連 携 事 業 や 大 学 訪 問 積 極 的
や 文 人 気 高 高 校
生 向 模 擬 授 業 年 10 回 超 え
う 勢 い
う い う 折 出 質 問 最 近 少
変 化 い 数 年 前 高 校 生
一 般
吸 い 込 う
宇 果
宇 人 居
う 宇 論 宇 人
3 最 近 出
？
い う 日 大 学 訪 問 来 大 阪
府 立 高 校 対 理 系 陽
系 最 前 線 話 講 義 容
関 係 い 質 問 構 わ い い う 質
問 出 模 擬 授 業
陽 系 最 前 線 活 動 体
最 新 宇 論 い う ュ 用 意
い や ぶ 効 果
う 陽 系 最 前 線 希 望 多 い
従 来 3大 質 問
4番 目 入 興 味
深 い 微 妙
質 問
状 況 高 校 限 一 般 社 会 教 育
普 及 現 場 思 う
本 連 載 関 連 深
以 前 観 測 的 理 論 的 ュ
最 近 話
い 最 近 う
思 い 毎 年 刊 行
Annual Review of Astronomy an
Astrophysics 体 物 理 学 年 間 総 合 報 告
い う 書 籍 2010年 版
Dark Matter Candidates from Particle
Physics and Methods of Detection by J. L.
Feng
素 粒 子 物 理 学 候 補
検 出 方 法
い う ン 総 合 報 告 掲 載
眺 候 補
超 WIMP sterile 役 立 ュ
初 耳 素 粒 子 増 え い
書 籍 自 体 手 元 論 文 ン
ン 実 際 以
ン PDF
50
頁 長 い 論 文 関 心 人 手 出
い う い う 連 載 番 外
編 総 合 報 告 容 い
紹 い 以 節 番 号 記
総 合 報 告 節 番 号 合 わ
－4－ ■ 連載 最新宇宙誌 番外編 ■
1. 宇 宙 内 容 物 現 状
宇 容 物 割 合 い 最 新 値
ΩB 0.0456± 0.0016
ΩDM 0.227± 0.014
ΩΛ 0.728± 0.015
い 以 前 調 べ DM
少 う い
通 常 物 質 ン 物 質 4
合 わ 3割 残 7割 皆 目 不
明 話 い 1 桁
精 度 話 う
候 補 表 出 い
い 専 門 的
前 並 べ う 最 近
WIMPs Weakly Interacting Massive
Particles
超WIMPs SuperWIMPs
軽 Light Gravitinos
隠 Hidden Dark Matter
役 立 ュ Sterile Neutrinos
ン Axions
い
2. 素 粒 子 標 準 モ
一 明 章 出
前 現 素 粒 子 標 準 理 論 簡
1
1 物 質 粒 子 力 粒 子 粒 子
並 べ 大 質 量 比 例
い
左 方 物 質 粒 子 側 udcstb
側 ン ュ や 電 子
左 右 3世 代
物 質 粒 子 べ 排 他
う 粒 子
図 1 左 ３ 世 代 物 質 粒 子 中 力
ソ ン 右 粒 子
中 ほ 力 粒 子 う 弱 い 力
W Z ソ ン 質 量 強 い 力
ンg 電 磁 力
子γ 質 量 い 1 描
い い 重 力 重 力 子G
力 粒 子 べ 粒 子
右 方 質 量 生 原 因
粒 子h 素 粒 子 標 準 理 論 要 求
粒 子 う 粒 子 未 発 見 粒
子 最 新 見 積 粒
子 質 量
114.4GeV mh 186GeV
い い CERN 建 設 LHC 大
型 ン 衝 突 型 加 速 器 第 一 目 的
粒 子 発 見 見
ベ 賞 確 実
素 粒 子 標 準 問 題 点 挙
理 解 力 範 越 え
い
3. WI MPs
候 補
調 べ い WIMP Weakly Interacting
Massive Particle W&Z ソ ン 弱
mweak ～ 10GeV 1TeV
い 見 積 い
具 体 的 素 粒 子 超 対 称 性 理 論
予 想 超 対 称 性 粒 子 う
電 磁 的 中 性 何 種 類 粒 子 ュ
総 称 え
重 力 子 粒 子
超 ュ ュ
粒 子
知 ン
い う い 最 近 宇 論
余 剰 次 元 問 題 議 論 い う い
う 余 剰 次 元 存 粒 子
粒 子 超 対 称 性 理 論
粒 子 異 い
わ 検 索
専 門 的 論 文 手 負
え い 笑
ュ 検 出 可 能 性 い
予 想 2 示 2 軸 ュ
質 量 GeV 位 縦 軸 ュ
陽 子 衝 突 断 面 積 cm2 位
い 方 山 形 影 部 標
準 予 想 ュ
範 凸 種 々 曲 線
検 出 器 計 画 中 含 検 出
限 界 表 い
わ い 中 程 少
い 点 線
ン 測 結 果 1996～
2001 一 番 曲 線 極
IceCube い う 装 置 測 計 画
ュ 予 想 域 食 い 込 い
10 年 い う ュ
検 出 い
図2 ュ ー ー ノ 検 出 可 能 性
横 軸 ュ ー ー ノ 質 量 縦 軸 ュ ー ー ノ 陽 子 衝 突 断 面 積
4. 超WI MPs Super WI MPs
初 知 超 WIMPs
Superweakly Interacting Massive
Particles い う 素 粒 子 う
超 超 対 称 性 超
相 互 作 用 超 弱 い superweak 粒 子 い
重 い 超 弱 相 互 作 用 粒 子 訳 い い
う WIMPs 崩 壊 超
WIMPs 理 論 い 具 体 例
や 挙
通 常 WIMP う 違
う わ
い い 調 べ 超 対
称 性 粒 子 中 軽 い 粒
子LSP Lightest Supersymmetric Particle
安 軽 い 粒 子
NLSP Next Lightest Supersymmetric
Particle 超 電 子 類 slepton や 超 ュ
sneutrino ュ
－6－ ■ 連載 最新宇宙誌 番外編 ■
5. 軽 ビ ー ノ
軽 Light Gravitinos
初 聞 い 超 対 称 性 理
論 予 想 重 力 子 粒 子
ン 粒 子
粒 子
質 量 mweak ～ 10GeV 1TeV 程 度
予 想 い 軽
m ～ 1eV 1keV
い 小 い Light
軽 い 意 味
6. 隠 れ ー マ ー
観 測 的 証 拠 以 前 詳
紹 証 拠 べ 重 力
作 用 得 逆 言 え
強 い 相 互 作 用 や 電 磁 力 影 響
い う 証 拠 い 重 力 以 外 力
影 響 い 隠
Hidden Dark Matter 呼 ぶ い
質 量
mHDM ～1GeV 1TeV
程 度 見 積 い 検 索
hidden dark matter い う ワ
い 高 温 銀 河
間 対 使 用 い 例
文 脈 合 わ い
い う わ 具 体 的 わ
い 隠 検 出 可
能 域 3 示 3 軸 隠
質 量 縦 軸 隠
核 子 衝 突 断 面 積 い 2
左 側 方 思 え い い 3 右
ン 測 結 果 隠
3左 側 斜 線 部
可 能 性
図3 隠 れ ー マ ー 検 出 可 能 域
横 軸 隠 れ ー マ ー 質 量 縦 軸 隠 れ ー マ ー 核 子 衝 突 断 面 積
7. 役 立 た ず ュ ー ノ St er i l e Neut r i nos
質 量 物 質 粒 子 わ や
ン う ュ 以 外 粒 子
異 2種 類 左 手
系 右 手 系 小 林 益 川 理 論 新 聞
CP Charge-Parity 反 転 言 葉
出 P 方 問 題
ン 類
ュ 左 手 系 存
い 場 量 子 論 適 用 う
粒 子 質 量 い 実 際
わ ュ 質 量 考
え い ュ 質 量
い 表 出 い い 右 手
系 ュ 存 必 要 い
う 考 え 主 左 手 系 ュ
結 合 生 ュ 活
動 ュ active neutrinos 主
右 手 系 ュ 結 合 生 ュ
役 立 ュ sterile
役 立 ュ い
問 題 重 要 役 立
ュ ほ 相 互 作 用 い
粒 子 重 力 相 互 作 用 点
役 立 ュ 質 量
m ～ 1keV
い 見 積 い WIMPs
質 量 比 べ 非 常 小 い ュ
倒 的 数 多 い 帳 尻 合
わ
通 常 ュ 候 補
失 格 別 形 復
い う
8. ア キ シ オ ン
ン Axions CP問 題 関 連
存 推 測 い 素 粒 子
ュ 簡 触
回 う い う わ
予 想 質 量
m ～ 1μ eV 1meV
程 度 非 常 軽 相 互 作 用 弱 い
粒 子 い
9. 観 測 的 な 検 出 シ オ
最 LHC Large Hadronic Collider
や 計 画 中 International Linear Collider
衝 突 実 験 証 拠 発
見 可 能 性 や 素 粒 子 崩
壊 際 放 射 X線 検 出 可 能 性
い 検 出 挙
い 始 わ
参 照 わ い 多 う
不 明 瞭 解 申 訳 い
文 献
Feng, J. L. 2010 ARA&A, 48：495
