対称性

たまには研究内容について書いてみる。

ここ（このブログのリンクからも行ける）に書いてあるように、素粒子物理学というのは対称性と切っても切れない関係にあるらしい。全ての粒子に質量を与える源となっていると考えられている仮想的な粒子にヒッグスボソンというものがある。ゲージ対称性という数学的な（群論に基づく）対称性の考察から、実在の粒子に質量があるのはゲージ対称性が破れているためだ。という考え方を押し進めた帰結として、そのヒッグスボソンというものの存在を予言している。そのために、我々を含めて世界中で多くの研究者がヒッグスボソンの発見と、その性質の解明をすべく、日夜研究に励んでいるのである。

現代の素粒子物理学では、ほぼ全ての実験事実が標準模型という理論の予言と一致している。しかし、理由は省くが、標準模型が究極的な理論だとは誰も思っていない。より本質的な理論は別にあって、その近似版が標準模型だと信じられているのだ。そういうわけで、最近、たぶん過去10年、いや20年は、標準模型では理解できない現象（＝「新しい物理」と呼ばれている）の探索が精力的に行われている。では、その標準模型を超える新しい物理というのはどういう理論かと言うと、ここでもまた対称性なのである。