LHC、ビッグバン直後の宇宙の手がかりを観測か？

eggy 曰く、

Slashdotの記事によると、CERN（欧州原子核研究機構）のCompact Muon Solenoid(CMS)実験グループが、スイスとフランス国境にまたがって設置されている大型ハドロン衝突型加速器 (Large Hadron Collider：LHC) で行った実験において、ビッグバン直後の宇宙を満たしていたと考えられる高温・高密度状態の物質らしきものを観測することができたとのことだ。

LHCは、CERN所有の世界最大の素粒子実験施設であり、ビッグバン直後の宇宙を再現することが期待され「ビッグバン・マシン」とも呼ばれる。今回の成果が、「ビッグバン・マシン」のあだ名にふさわしい結果を導くことになるのだろうか。

QGP

[phason (22006)]

クォーク・グルーオン・プラズマですね．

陽子や中性子などのハドロン類はクォークからできていますが，クォーク間にはグルーオン（文字通り，クォーク同士をくっつけるところから命名）を介した強い引力が働くため単体では取り出せず，いくつかのクォーク（とそれを結ぶグルーオン）が集まった粒子を作ります．
しかし，温度が上がる（各粒子の持つエネルギーが大きくなる）と，それら粒子中のクォークが大きなエネルギーにより粒子から飛び出そうとします．クォークを結びつけるグルーオンは非常に相互作用が強く，完全に自由にはなれない（例えばクォークのペアをあまり遠くに引きはがそうとすると，その引きはがすエネルギーが新たなクォークの対生成のエネルギーに匹敵してしまい，新しいペアを生じまた束縛される）のですが，密度が非常に高い場合，ちょっと遠くまで動くと今度はお隣さんの別の粒子（の中のクォーク）と遭遇，そちらと相互作用し始めることでふらふらと移動できるようになります．この交換速度が十分早ければ，近似的にクォークが自由に動けている流体と見なせるわけで，これがクォーク・グルーオン・プラズマ（QGP）と呼ばれる状態です．
この命名は，物質の温度を上げていくと原子核から電子が離れ，隣の原子核と相互作用->また隣へ，というペアをどんどん交換しながら動いていくプラズマ（電子と原子核がある程度自由に移動できる）と，クォークとグルーオンがある程度自由に組み変わりながら運動できる状態との類似によるものです．水中でH⁺が自由に動ける（実際にはH₃O⁺を作り，次々相手を取り替えながら移動している）のともちょっとだけ似たような感じですね．

また，QGPができたらしいという実験は何も今回が最初というわけではなく，ブルックヘブン/RHICなどでの衝突実験でもQGPとおぼしき状態が生成した，という報告がされています．ただ，QGPに関しては，流体力学的な取り扱いをしてたぶんこういう挙動を示すだろう，という予測があり，それを入れると実験結果がうまく説明できる，というだけで，まだ不明な点がいろいろあります．特にこれまでの実験は，到達したエネルギーと密度がQGPが生成する閾値近傍であったため，「多分そうだけど他の要因が完全に排除できた訳じゃないよね」というところもあります．そういった面からも，よりエネルギーの高いLHCで何か面白い結果や，QGPの存在を確定する結果が出るのではないか，とは期待されています．

とは言っても，きちんとした結果が出るのは数ヶ月以上の地道な解析をしてからになりますので，時間はかかるんですが．

Re:QGP

[altosax (19113)]

補足です。
衝突後に高温状態から出てくる粒子は、
QGPによる流体力学的な効果で少し特殊な方向分布を作るのですが、
RHIC では Au の原子核同士の衝突でそれが見えていたものの、
陽子同士の衝突では見えていませんでした。
LHCによる高いエネルギーで、陽子同士の衝突でも QGP が作られたかもしれない、
というのが今回の"面白い結果"です。

どの程度の「直後」？

[saitoh (10803)]

直後と言ってもどのオーダーの直後なのかが興味有るところ。 本家の文章を見ると「nanoseconds」とあるので、宇宙創生の10^-8～10^-9秒後あたりってことでしょうか。

「ビッグバン・マシン」

[Anonymous Coward]

言いにくいので通称は、ビッグママン　がいい。

超メカシンカ

[PEEK (27419)]

ビッグバン・マシンから発生するビッグバン・ビームを浴びると巨大化します。

--
らじゃったのだ

なんだか

[the.ACount (31144)]

いつのまにか大げさな表現になってるなー。
標準理論内の検証も大事だと思うけど、それより超対称粒子を見つけてくれ。

--
the.ACount

これが・・・

[Anonymous Coward]

　　　ｼｭﾀｲﾝｽﾞ・ｹﾞｰﾄ
これが運命石の扉の選択か・・・。エル・プサイ・コングルゥ

教えてください

[Anonymous Coward]

で、これがわかってどうなるの？

Re:

[Anonymous Coward]

日本じゃないからだいじょーぶ。

でも地球の裏側で宇宙崩壊への序曲が流れているかと思うと胸熱

Re:

[Anonymous Coward]

地球のこっち側で同じ規模の衝突が毎日繰り替えされていると何度言えば

Re:

[Anonymous Coward]

「おもおか」が相当するとでも？
冗談としてはつまらないし、児ポ法反対のプロパガンダにしか見えませんね。

＃　俺個人としては反対だが、これはやはりオフトピでいいと思うのです。

Re:

[Anonymous Coward]

半角片仮名使うやつが言うことか？

Re:

[Anonymous Coward]

自己嫌悪ですね。