2個のストレンジクォークを持つ新粒子を発見

capra 曰く、

米国のフェルミ国立研究所のDZero実験にて、2個のストレンジクオークと1個のボトムクォーク（s-s-b）を持つ新しい粒子が発見されたそうだ（実験資料、本家記事より）。

Ωbというこの粒子は、ボトムクオークを持つ新しいバリオンであり、プロトンよりも6倍の質量がある。Ωbの性質を持つ粒子はフェルミ国立研究所の陽子反陽子衝突型加速器テヴァトロンで100兆回近くの衝突を通して、18回発生が観測されたとのこと。発生後、Ωbは1mm程移動した後より軽い粒子に崩壊するが、この崩壊は1兆分の1秒という時間で起きるとのこと。

なお、DZero実験とは18カ国の90の研究機関から600人近くの物理学研究者が集まり行われており、米エネルギー省、国立科学財団をはじめ、国際的な資金援助を受け行われている国際プロジェクトである。

観測ってどうやるの

[Anonymous Coward]

この機会に以前から漠然と抱えていた疑問を。

こういう素粒子の観測実験って不確定性原理で難しいと思うんだけど、
周囲状況から理論推定するのでしょうか?
直接目的粒子の観測できるの?

霧箱も泡箱でも同じだけどさ。存在を認識できるほど周囲状況を変化
させておいて、それでもなお素粒子自体が存続できるのかな･･･
寿命の測定は、観測が影響せず正確にできるのでしょうか。

お詳しい方、解説いただけましたら。

Re:観測ってどうやるの

[nox_dot (11614)]

これらの寿命の短い粒子の測定には、それが崩壊して出てきた長寿命の粒子(陽子やパイ中間子など)をすべてとらえます。
そして、それらの運動量とエネルギーを測定します。
あとは、運動量とエネルギーの保存則を使って、崩壊前の粒子の質量と運動量を計算します。

陽子などのありふれた粒子は、直接同定できるような実験装置を準備します。しかし、どの方向に出てくるかはわからないので、実験ポイントを巨大な検出装置でぐるりと取り囲んで、ひたすら実験と測定を繰り返します。

非常に寿命の短い粒子の寿命の測定は、不確定性原理を逆に使います。
不確定性原理により、粒子の質量の不確定性は、寿命に反比例します。
そこで、質量を精密に測定して、そのばらつきを測定できれば、寿命が分かるわけです。
今回はそれほど寿命が短くなさそうなので、別の方法で測定したのかもしれません。時間があれば原著論文を読んでみます。

Re:観測ってどうやるの

[Anonymous Coward]

いえ、派生する粒子を全て捕らえて運動量とエネルギーを正確に測定できれば
逆算できるのは判るのですが・・・
って、循環してません?

Re:観測ってどうやるの

[phason (22006)]

長寿命の粒子は普通にエネルギーとか飛んできた方向とか検出すればよいわけで，
特に不確定性とか関係ないような．一方の大元の短寿命粒子は観測系と相互作用する
よりもはるかに早く崩壊しちゃうわけですし．
#もちろん、生じた多数の（それなりに）安定な粒子の種類選択的な測定とか，
#実際の測定系の構築はそれはそれで大変だそうですが．

で，1回の事象で短寿命粒子の崩壊までの時間が測定できたら，あとは繰り返すと
統計的に寿命がわかる，と．

Re:

[Anonymous Coward]

>不確定性原理により、粒子の質量の不確定性は、寿命に反比例します。
>そこで、質量を精密に測定して、そのばらつきを測定できれば、寿命が分かるわけです。

違います
不確定性原理により質量を正確に求めるほど寿命がよく判らなくなります
なので、質量を求めることを放棄することで自動的に寿命が求まるのです。えっへん

Re:観測ってどうやるの

[nox_dot (11614)]

> 不確定性原理により質量を正確に求めるほど寿命がよく判らなくなります
いえ、寿命が短いほど、質量が正確に求まらなくなるのです。
とはいえ、その平均値は統計を貯めれば正確に求まります。寿命が短いほど、質量のばらつき(幅)が広くなるわけです。
この質量幅(ばらつき)と寿命の積は、約200MeV・fm/cになります。

Re:観測ってどうやるの

[Anonymous Coward]

もちろん、箱の中の猫が死んでいたら粒子が観測されたということなのれす。
18匹も殺すなんて（涙）

LHCならもっとたくさん出てくる

[Anonymous Coward]

でもミニブラックホールに飲み込まれるから検出できない。(ウソでーす

Re:LHCならもっとたくさん出てくる

[tarosuke (2403)]

むしろこいつは「ストレンジレット」でないかい？
# 誰だよ他の物質を次々に飲み込むなんて言ってたのは。

Re:

[Anonymous Coward]

たったこれっぽっちじゃストレンジレットとは呼ばんだろ……

Re:

[Anonymous Coward]

実際、もしあるエネルギー以上でマイクロブラックホールが生成できるとなったら
もうそれ以上のエネルギーで衝突を起こしてもマイクロブラックホールしかできなくなってくる。

その動く速度は

[Anonymous Coward]

1兆分の1秒にこの粒子は1mm進んじゃうわけですね。 その速度は光速と比べると…!?

Re:その動く速度は

[t-nissie (8647)]

lifetime τ=1.54 ps なら decay length cτ=462 μm だから、
いくつかの粒子の中にはがんばって崩壊前に1 mm飛ぶ粒子も
ないではなってことでひとつよろ。

# 日本の研究所に所属している著者はいないけど、日本人ぽい著者はいらっしゃいますね。

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t-nissie

Re:その動く速度は

[Anonymous Coward]

> lifetime τ=1.54 ps なら decay length cτ=462 μm だから

エネルギーが高い粒子の場合、特殊相対論の効果により数ミリは飛ぶんじゃないでしょうか。
(粒子の寿命として、1.5psは長い部類に入ります。)

高い確率で、粒子の崩壊点はシリコン検出器で見ることができると思います。

Re:

[Anonymous Coward]

もう一度よく読んだ方がいいぞ。

素粒子よ、お前もか

[Anonymous Coward]

バイオ系なんかでは進歩が速くていちいち用語に訳語をあてていられないという話もありますが、素粒子関係の方々も、もう日本語を使うのはやめる方向でしょうか。せめて訳語があるものは、一般人向けに話すときには、日本語でお願いしますよ。プロトンなんていうのは化学関係の人かもしれませんが。

母国語で学問が出来ることの重要性、ありがたさが日本人にはわかっていないようです。

Re:素粒子よ、お前もか

[Anonymous Coward]

だって、陽子とか電子とか人名に間違われるかもしれないじゃないですか。

Re:素粒子よ、お前もか

[the.ACount (31144)]

プロトンと陽子を比べると、一般の日本人が聞きなれてるのは、薬のCMでもやってるプロトンじゃないか。( H2 ブロッカーとも言う。これを「水素」と言ったらニセ科学とまぎらわしい )
もはや日本語。

--
the.ACount

Re:素粒子よ、お前もか

[Kazsa (25846)]

さらにクオークとクォークとか、意味違うの?

Re:

[Anonymous Coward]

プロトンとかハドロンとか言われると、なんかすごい兵器のエナジー源というイメージが。
こいつ [google.co.jp]とかこいつ(カプコン版) [google.co.jp]とか

ここにぶら下げちゃうけど(どうせ下げ進行)

[Anonymous Coward]

書けるんだから、Ω_b ^- って書いておいた方がいいんでない？

それより著者と所属だけで3ページいっちゃうPaperって

Re:

[Anonymous Coward]

>それより著者と所属だけで3ページいっちゃうPaperって

ああ、金のかかる大掛かりな研究って、やっぱりこういうことになっちゃうんだｗ。
以前イグ･ノーベル賞受賞研究集でこういう風潮をからかった論文を見たことがある。

詳しいタイトルは忘れてしまったが「＊＊とｘｘの関係について」とか言う感じで、
延々と執筆者、共同執筆者の羅列が続いて、その後にたった一行だけ本文
「結論。＊＊とｘｘとの間に関係は無い」
で終わってた。

Re:ここにぶら下げちゃうけど(どうせ下げ進行)

[phason (22006)]

>イグ･ノーベル賞受賞研究集でこういう風潮をからかった論文を見たことがある。

単純に著者の数が多い研究ではなくて？
かなり昔に，膨大な著者数を誇る（いや，誇ってないけど）論文が文学賞を
受賞したことはあった気がするけど，そういったものをからかったものの受賞は
なかった気がする．
#確か大規模な疫学調査か何かなんで，著者数が増えるのはまあしょうがない面がある．

というかイグ・ノーベル賞の理念からして，「本人は大真面目だけど周りから見ると変」
な研究に与えられるわけで，最初からからかったものは受賞しないんでは？

Re:

[Anonymous Coward]

いや、本文一行だけというので、既にありえないでしょ。
論文集を見ればわかると思うけど、あからさまな受け狙いの奴も多い。

Re:

[Anonymous Coward]

>論文集を見ればわかると思うけど、あからさまな受け狙いの奴も多い。

そうなん？
（今は知らんけど）数年前までは結構本人は普通にやってるようなのばっかりかと思ったけど。
（具体例を挙げていただけるとちょっと嬉しいかも）

Re:

[Anonymous Coward]

査読のない論文集？

Re:

[Anonymous Coward]

>詳しいタイトルは忘れてしまったが(中略)で終わってた。

http://improbable.com/ig/ig-pastwinners.html [improbable.com]
を見る限り、そういった受賞研究はなさそうだけど？

Re:で、なんの役に立つの？

[Anonymous Coward]

貴方の存在は何かの役に立ってますか？

# 役に立つか立たないかだけが基準って、寂しいと思います。

Re:

[Anonymous Coward]

少なくとも御前の人生には何の役にも立たない。
この世に存在するほとんど全ての事柄は、

Re:で、なんの役に立つの？

[the.ACount (31144)]

多くのものに世話になってることを知ろうともしない人間でも、誰かの役に立っている。

--
the.ACount