ヒッグス粒子発見にノーベル物理学賞

ついに、質量を与えたと言われるヒッグス粒子発見にノーベル物理学賞が授与された。ヒッグス粒子（ヒッグスりゅうし、英: Higgs boson）とは、1964年にピーター・ヒッグスが提唱した、ヒッグス機構において現れるとされる素粒子である。素粒子が質量を持つ仕組みを説明する機構のひとつであるヒッグス機構においては、ヒッグス場と呼ばれるスカラー場が導入され、自発的対称性の破れにともなって特徴的なスカラー粒子が出現するとされている。このスカラー粒子が、ヒッグス粒子である。 ヒッグス機構を含む理論模型が現実の物理に適用できるかどうかを判定する上で、その模型に対応するヒッグス粒子の存在が実験的に確かめられるかどうかが鍵となる。特に標準模型（ワインバーグ＝サラム理論）においては、ウィークボソン（W⁺,W^-,Z）はヒッグス機構により質量を獲得しているとされており、クォークやレプトンもヒッグス場との相互作用を通して質量を得ているとされている。ヒッグス粒子という言葉は、広い意味ではヒッグス機構において現れる粒子のことで、狭い意味では標準模型のヒッグス粒子を指して使われる。本記事では便宜上ヒッグス機構・ヒッグス粒子の双方について説明する。質量の合理的な説明のために、ヒッグス機構という理論体系が提唱されており、その理論内で「ヒッグス場」や「ヒッグス粒子」が言及されているという関係になっているためである。

　スウェーデン王立科学アカデミーは8日、2013年のノーベル物理学賞を、万物に質量を与える「ヒッグス粒子」の存在を提唱した英エディンバラ大のピーター・ヒッグス名誉教授（84）とベルギーのブリュッセル自由大のフランソワ・アングレール名誉教授（80）に授与すると発表した。ヒッグス粒子を発見したスイスの欧州合同原子核研究所（CERN）の実験には、多数の日本人研究者が貢献した。
　ヒッグス氏らは1964年、宇宙のあらゆる所を満たしている素粒子によって他の素粒子の動きが邪魔され、動きにくくなることで質量が生じるとの理論を発表した。土台になったのは、08年にノーベル物理学賞を受賞した南部陽一郎米シカゴ大名誉教授（92）が60年に提唱した理論だった。
　この素粒子はヒッグス粒子と呼ばれ、半世紀にわたって探索が続けられてきた。南部氏らが構築した物理学の標準理論で存在が予測された素粒子の中で唯一見つからず、「神の粒子」とも言われた。
　CERNでは二つの国際実験グループが、ジュネーブ郊外の地下にある1周27キロの大型ハドロン衝突型加速器（LHC）でほぼ光速まで加速した陽子同士を衝突させ、ヒッグス粒子が瞬時に崩壊する様子を観察。昨年7月、「ヒッグス粒子とみられる新粒子を発見した」と発表した。その後も実験を重ね、今年3月にはヒッグス粒子と断定。今月7日付の専門誌に論文を発表した。