週刊 サイエンスジャーナル  2014.4.27号 

 

常識を覆す発見!4つのクォークからなる荷電粒子「Z(4430)」確認!

 4つのクォークからなる荷電を持つ新粒子を世界で初めて発見した、と高エネルギー加速器研究機構(KEK、茨城県つくば市)が2007年に加速器のBelle実験の結果として発表していたが、別の実験グループによる追試がなかなかできず、確定していなかった。

 ついにその待望の追試が欧州合同原子核研究所(CERN、ジュネーブ)のLHCb実験でなされた。CERNのグループが4月7日、米科学誌フィジカル・レビュー・レターズへの論文投稿で「KEKが発見した4クォーク荷電粒子を確認した」と発表した。KEKの07年の発見は正しかったのだ。

 原子核を構成したり、力を仲介したりする粒子は、クォークが3個からなる陽子や中性子と、2個からなる中間子に大別される。実際に、加速器の素粒子実験で観測されるクォークの状態はこの2種類のどちらかにほぼ限られていた。クォークが4個以上からなる粒子の存在はよくわかっていなかった。今回、独立の追試で再発見された結果、新粒子が4個のクォークから構成されていることはもはや疑いの余地がなくなった。

 原子や原子核、素粒子を考えてみよう。全ての物質は原子からできている。初めは、ひとつのかたまりだと思われていた原子だが、研究が進みよく調べてみると、原子のまん中に原子核と言うものがあって、その周りを電子が取り囲んでいることがわかった。

 現代ではさらに研究が進み、この原子核もプラスの電気を持っている陽子という粒と、電気を持たない中性子という粒の固まりで、その周りをマイナスの電気を持つ電子が取り囲んでいることがわかった。さらに最新の研究では、この陽子や中性子も、もっと小さなクォークという素粒子からできていることまで解明されている。
高エネルギー加速器研究機構


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