元スレ【物理】反物質への重力作用の謎解明に光、CERN

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1 = :

　科学の重大な疑問の1つ「反物質にも同じ重力の法則が適用されるのか」の答えの探求に
大きな前進が見られたとする、欧州合同原子核研究所（European Organisation for Nuclear
Research、CERN）の実験チームによる研究が、30日の英科学誌ネイチャー・コミュニケーション
ズ（Nature Communications）に発表された。

　反物質は、約140億年前のビッグバン（Big Bang）の瞬間には物質と同じ数だけ存在したと考
えられているが、現在ではほとんど存在していない。そのため、反物質粒子を科学的に研究す
るには、反物質を製造する必要がある。宇宙では、反物質粒子は主にブラックホールの周囲
や宇宙線に存在していると考えられている。

　科学者たちは50年以上にわたり、重力が反物質粒子に引力を及ぼすのか反発力を及ぼす
のかについて議論してきた。反物質は、従来の物質と同様に落下するのか、あるいは「反重力」
の作用で「上昇」するのだろうか。

　この疑問に対する答えは今のところまだ出ていないが、CERNのALPHA（Antihydrogen Laser
Physics Apparatus）実験チームは、最終的な解決につながると思われる試験の開始に成功し
たという。

　反物質粒子は、電荷などの特性に関して、通常の物質粒子とは正反対の性質を持っている。
例えば、正の電荷を持つ陽電子は、負の電荷を持つ電子の反粒子に相当する。

　粒子と反粒子が出会うと、一瞬でエネルギーを放出して互いに消滅する。ビッグバン後も数
の均衡が保たれていたなら、この宇宙が出現することはなかったはずだ。

　現在の不均衡がどのようにして発生したかは、素粒子物理学の大きな謎の1つになっている。
反物質が重力から「反発」作用を受けると仮定すると、現在の宇宙がほぼ通常の物質でできて
いる事実を説明できるとする説もあるが、いまだ確証は得られていない。

■反物質に作用する重力の効果を測定

　CERNのALPHA実験チームは今回初めて、「自由落下」状態の反物質に作用する重力の効
果を直接測定した。ただし、この測定値は試験的なもので、非常に大きな幅の範囲内にある。

　実験ではまず、最も単純な原子である水素原子の反物質に相当する「反水素原子」の製造
と捕捉（トラップ）を行う。反水素原子は磁気トラップ装置内に保持され、トラップのスイッチを切る
と、トラップから「自由落下」して装置の壁に衝突し、エネルギーを放出して一瞬で消滅する。

　この反水素原子が壁のどの部分にどのくらいの速度で衝突するかを解析することで、重力が
反水素原子に対して通常の水素原子とは異なる作用を及ぼすかどうかの判別が可能になると
いう。

　反物質も物質と同じ挙動を示すとすると、慣性質量に対する重力質量の比も同様に1になる
だろう。この比が1未満なら、反物質は上向きに「落下」することになる。重力質量は、重力に対
する物体の反応によって決まり、慣性質量は、加速度に対する物体の抵抗の大きさを示すもの
だ。

　今回の初期段階の測定から研究チームは、この比の範囲をプラス110からマイナス65に限定
することができたという。この幅については、実験装置と方法のさらなる精度の向上によって、よ
り詳細な値が得られることが見込まれている。

　声明によると、実験は現在改良中で、来年の再開時にはさらに正確なデータが得られるように
できるはずだという。(c)AFP/Mariette LE ROUX

ソース：AFPBB News
http://www.afpbb.com/article/environment-science-it/science-technology/2941688/10671266

3 :

さらっと書いてるが、反水素原子の作り方を教えれ

4 :

反物質は重力の作用にない箇所（恒星・惑星・星間ガスば無いエリア）に集まってる？

5 :

いよいよ大空魔竜ガイキングが

6 :

反物質が離れていく特性を持っていたとしても
周囲に物資ばかりじゃ逃げ場なくね?

つまり、生成された段階で宙に浮く感じで振動してるイメージ

7 :

イルミナティが反物質を入手

8 :

これは楽しみな研究だ
俺でも実験の趣旨が理解できるｗｗｗｗ

9 :

問題

負の質量を持った物質を、地面から１ｍの高さで手放した場合、その物質は上へ向かうか、下へ向かうか。

10 :

訳が解からなくなって物理が廃止になればいいのに

11 :

今ある素粒子理論じゃ判断できないってこと？

12 :

どれぐらいの真空に引いてあるんだろうか

13 :

>>9
手放す前に手と反応してエネルギーとして消滅してしまう。

14 :

>>3 反陽子と半電子を混ぜればＯＫ

16 :

対消滅で発生する反物質を持たない「光子」が重力に引かれて周波数を落とすんだから
反物質にも「引力」がかかると考える。
もし「斥力」が働くんなら光子には重力が影響しないと思うんで。

17 :

>>9
慣性質量と重力質量が等しいならば、負の質量をもつ物質は下に向かう

18 :

比の範囲がプラス110からマイナス65
て何なんだろうな

まあ１の前後ということだとして、
プラスのやつとマイナスの奴が両方あるというのはどうだ
しかもプラスのが２に対してマイナスのが１の割合
あるいは+-の強さの分散自体が正規分布　量子分布

いろいろ素粒子の理論が総書き換え

19 :

光も周波数もエネルギーのある種の状態。
強烈な光が物質を生成して、一方で反物質を生成した。
反物質もエネルギーであり重力に引かれる。
重力だけが他と次元が異なるエネルギー。
これが空間と時間を成す原因。

20 :

神は言われた。「水の中に 大空あれ。水と水を分
けよ。」 神は大空を造り、大空の下と大空の上に
水を分 けさせられた。そのようになった。

21 :

量子力学も極めればここまでくるってことか
重力粒子の探査はどこまでいくのやら

22 :

反物質ってほんとにあるの？
裏付けのない机上の空論の産物じゃなの？

23 = 22 :

ごめん、wikiをみたらありました。

24 :

>9

重力加速度は質量によらず一定。質量０でも光(光子)が曲がることから
質量０が特に特異点でもない。よって質量が負でも一定と考えるのが妥当。

25 :

結論だけ、書く。

失敗した失敗した失敗した失敗した失敗した
失敗した失敗した失敗した失敗した失敗した
失敗した失敗した失敗した失敗した失敗した
失敗した失敗した失敗した失敗した失敗した

あたしは失敗した失敗した失敗した失敗した
失敗した失敗した失敗した失敗した失敗した
失敗した失敗した失敗したあたしは失敗

26 :

重力子の反物質があったらどうなるの？

27 = 26 :

よく考えたら電荷0だった

28 :

>>現在の不均衡がどのようにして発生したかは、素粒子物理学の大きな謎の1つになっている。

これに関しては、CP対称性の自発的破れでとりあえず決着してんじゃねーの？
実証もされてない理論にノーベル賞が授与されるなんて事あるのか？

29 :

>>16
それを証明するために実験を行うんじゃないか

30 :

知られている方法で手に入る反粒子で比がAである、と分かったとして
それが直ちに、比が -A の反粒子’が存在できない事を意味するわけじゃないよな？

31 :

ここまでトゥットゥルーなし

32 :

そんなことよりバイクのバッテリ上がって
エンジンかからないのなんとかしてくれよ

33 :

>>9
F=-maより、力は上向きだが、加速度は反対に下向きである。よって下へ落ちる。
地球は負の物質から離れようとする。つまりこのケースでは引き合わずに、地球が逃げ、それを負の物質が追いかけようとする）

35 :

>>16
極めて理に適った考え方だと思う

36 :

反質量が存在した場合、物理法則は どういう形になるんだろう？
等価原理が成り立たなくなるのは判る。
反質量同士は引力が働くんだろうか？
引力が働く場合、反質量天体の質量場で光経路はどうなるんだろう？
そもそも無矛盾な物理法則を作れるんだろうか？

37 = 35 :

>>36
負質量と反重力を分けて考える必要がある
負質量（重力は引力のまま）はものすごく奇妙な振舞いはするけど
矛盾は生まないはず

反重力を含む無矛盾な体系を作るのは難しいんじゃないかな
何と言っても質量ゼロでも引力なわけだからね

38 :

>>14
半電子ｶｺｲｲ

39 = 35 :

よう出んし

40 :

重力は空間の歪みなんだから効くだろ常考

41 :

>>39
ハン！ぶしつけな話はよしとくれ！

42 :

逆に、正？物質で反重力みたいな粒子は無いのかね

43 = 35 :

んーまてよ、考えてみれば
「反物質の質量が作る時空の歪みがどのような形か」
を調べなきゃいけないんじゃないのか？
質量が重力場から受ける影響を調べてもなんにもならない気がする

歪んだ時空を進む質量の軌道はそもそもその大きさにまったく無関係なんだから
当然ながら符号が逆であっても無関係だろう
でも反物質の質量が作る時空の歪みがもし「反発力に見えるような形」だったら
通常物質も反物質もその近くに行けば反発するように見えるってわけだ

「質量が重力場から受ける影響」ではなく「質量が作る重力場」のほうを調べるには
こんな実験よりもはるかに大きな質量が必要になるはず
この実験では結局なにひとつ確認できてないんじゃないのかね

44 = 35 :

そしてもし反物質の質量が作る重力場が反発力に見える形だったら
そもそも大量の反物質が重力で集まるということがありえないことになる
この宇宙に反物質がほとんどない、というより目に見えるような
銀河や恒星の形では存在しないというのも
非常に当たり前のことになるんじゃないのか

そして宇宙が加速膨張している理由も明らかになる？

45 = 30 :

ある粒子が負の電荷に引き寄せられたとして、それだけだとその粒子が
電荷正、慣性質量正の粒子なのか電荷負、慣性質量負の粒子なのか
区別できない。区別するには他の種類の力をかけてみる必要がある。

46 = 30 :

あ、でも「ポジトロニウム」の総電荷を測定したらどちらの電荷かわかるか・・・

47 :

あれ相対性理論だと重力による重さと加速度による重さは区別できないんですよね？

まあこう書いても２chでは誰もこたえがないんだろうが

48 :

これこれ、これですよ
反物質と物質間に反重力がかかるっていう俺得理論

・反物質と物質の間には反重力が働く
・反物質間・物質間にはそれぞれ重力が働く
・光に対してはどちらも重力が働く（曲げられた空間をまっすぐ進むから）
・夜空の天体の半分は実は反物質でできている
・反物質星も物質星と同様に光を出し、反物質惑星を持つ
・宇宙のフィラメント構造は実は2重になっており、反物質と物質の天体は離れて存在している
・我々の太陽系近傍で反物質がほとんど検出されないのは、物質との反重力で離れる力が働くから
・宇宙が膨張してるのも、反物質と物質間の反重力が原因

みたいな感じ

49 :

5次元の壁を超えて異世界へ行ってしまったんだろ

50 = 35 :

>>48
>・光に対してはどちらも重力が働く（曲げられた空間をまっすぐ進むから）

ここが観測結果と明らかに異なるのでNG
光だけ別の挙動をするなんてことはない

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