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2005.03.02

クォークとグルーオンからなる新たな粒子を発見?

毎日新聞より「ハイブリッド粒子:世界で初めて確認? つくばKEKB

高エネルギー加速器研究機構(茨城県つくば市)は1日、同機構の電子・陽電子衝突型加速器(KEKB)を用いた実験で、3種類の未知の粒子を発見したと発表した。原子核を形作る陽子や中性子は複数のクオーク(素粒子の一種)が結合してできている。今回見つかった新粒子の1種類は、素粒子同士を結びつける力を伝える「グルーオン」と呼ばれる素粒子と、クオークが結合したハイブリッド粒子の可能性があるという。ハイブリッド粒子は理論的には存在が予測されているが、実験では見つかっておらず、確認されれば世界で初めてとなる。
素粒子は物質を構成する最小の単位でクォークの仲間と電子の仲間、そしてニュートリノの仲間に分けられます。クォークの仲間は6種類。アップクォーク、ダウンクォーク、チャームクォーク、ストレンジクォーク、トップクォーク、ボトムクォークと名付けられています。電子の仲間は電子とミュー粒子、タウ粒子の3つ。ニュートリノの仲間は電子ニュートリノ、ミューニュートリノ、ダウニュートリノの3つからなっています。

これらのうちクォークが3個ないし2個結びついて陽子や中性子、中間子を作っています。これらを結びつけるときに働くのがグルーオンという粒子。

KEKBでは電子と陽電子を高速で衝突させて宇宙創成期に近い高エネルギー状態を作り出し、発生する粒子の様子を調べています。これまでに得られた2億7400万個のデータを解析したところ、3種類の新粒子が見つかったとのことです。

これらはX(3940)、Y(3940)、Σ(3940)と名付けられました。X(3940)はチャームクォークと反チャームクォークが結合した中間子の一種。Σ(2800)はクォーク3個でできた陽子の仲間。

問題のY(3940)はその崩壊の過程からグルーオンとクォークが結合したハイブリッド粒子の可能性があるとのことです。

同機構の阿部和雄教授は「ハイブリッド粒子は、グルーオン2個からなるグルーボールという粒子と共に、世界中の素粒子研究者が探しているものだ。これらを数多く発見して性質を調べれば、宇宙誕生時に物質がどのようにしてできたかを解明する手がかりになる」と話している。
これでKEKBにより発見された新たな粒子は計7個となりました。

<参考>高エネルギー加速器研究機構

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