素粒子論総合スレ2 (43ﾚｽ)
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7(1): 2024/07/22(月)21:19 ID:DWpjDTWd(1) AAS
標準模型におけるゲージ対称性と、ヒッグス機構による質量生成のメカニズムを説明せよ。
11: 2024/07/23(火)09:54 ID:??? AAS
>>7
標準模型：宇宙の最小構成要素
私たちの周りにある全ての物質は、電子、クォーク、光子、W、Zボソンといった、たった12種類の基本的な粒子で構成されていると考えられています。これらの粒子と、それらを結びつける4つの力（電磁気力、弱い力、強い力、重力）を統一的に記述する理論が、標準模型です。
標準模型は、まるでレゴブロックのように、基本的な粒子を組み合わせて、様々な物質を構成していく仕組みを説明しています。例えば、電子と陽子は、それぞれ2つのクォークで構成されています。また、光子は電磁気力を、WとZボソンは弱い力、グルーオンは強い力をそれぞれ媒介しています。
ゲージ対称性：物理学の美しい法則
標準模型は、ゲージ対称性と呼ばれる美しい法則に基づいています。これは、ある変換を行っても物理的な法則が変わらないという性質です。例えば、電磁気力の場合、電荷の符号を変えても、電磁気学の法則は変わりません。
質量の謎：標準模型の矛盾
しかし、標準模型には大きな矛盾がありました。それは、ゲージ粒子と呼ばれる、力を媒介する粒子の質量を説明できないことです。標準模型によると、ゲージ粒子は質量を持たないはずなのに、実際にはWとZボソンは重い質量を持っています。
ヒッグス機構：謎を解き明かす鍵
1964年、ピーター・ヒッグス氏をはじめとする物理学者たちは、この矛盾を解決するために、ヒッグス機構と呼ばれる理論を提唱しました。
省6
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