この最も神秘的な粒子の命名は、多くのアメリカの物理学者の憤りを招いている。その裏にある真実は…

ノーベル賞受賞者でイギリスの理論物理学者ピーター・ヒッグス氏が2024年4月8日に94歳で亡くなった。彼の生涯で最も有名な業績は、理論物理学の標準モデルにおける重要な粒子とその作用メカニズムを予測したことだった。

画像出典: エディンバラ大学公式サイト

この貢献により、彼は2013年のノーベル物理学賞を受賞した。この粒子は物理学ではヒッグス粒子と呼ばれていますが、一般メディアではもっと有名なニックネーム、「神の粒子」があります。

この粒子はどのようにして「神」になるのでしょうか?それは「神によって創造された」という意味でしょうか、それとも物理学におけるその地位が「神」と同等であるという意味でしょうか?

どちらでもない。それは実際には、文字通りにも比喩的にも神とは何の関係もありません。科学界には悪い名前がたくさんありますが、科学者に最悪の名詞に投票するように頼まれたら、「神の粒子」という名前がおそらく1位になるでしょう。

なぜ科学界は「神の粒子」という名前を嫌うのでしょうか?

「神の粒子」という名前は、物理学者レオン・レーダーマンによる科学書「神の粒子」に初めて登場しました。

しかし、彼は本の中で、この名前は当初の意図ではなかったと述べています。彼は当初、この粒子が物理学者に多大な迷惑をかけたため、「いまいましい」粒子と呼びたかった。しかし、出版社が強く反対し、「神」という助詞に短縮するよう求めたため、同意せざるを得なかった。

彼は新しい名前について次のように説明している。旧約聖書の創世記第11章には、もともとすべての人類は共通の言語を持っていたが、後に人類が天に届く塔を建てようとしたため神が怒り、そのため神は人類の言語を混乱させ、人類が互いに意思疎通できないようにしたという神話がある。これはバベルの塔の神話です（バベルは「混沌」または「混乱」を意味します）。

レーダーマン氏は、ヒッグス粒子は神自身によって創造された混乱を招くものかもしれないと述べた。彼はこの神話を著書の中で再現し、ヒッグス粒子に当てはめて、この衝突型加速器を宇宙の謎へと導く現代のバベルの塔に例えた。

この説明は明らかに無理のある事後的な救済策です。宗教的な神話では、神は多くのことを行いました。さらに、この暗示を使用しなければならない場合は、「バベル粒子」と呼ぶ方が適切でしょう。しかし、とにかく、彼はそれをそう呼んだのです。その名前は広まりました。

科学界では、神の粒子という名前を好む人はほとんどいません。科学の世界では誇張された名前は珍しくありませんが、この名前はとんでもなく誇張されているだけでなく、間違った方向に誇張されています。ヒッグス粒子は確かにどの宗教の神とも何の関係もありませんが、理論物理学のすべての問題を解決することはできず、宇宙の根本的な起源ともほとんど関係がありません。つまり、あらゆる意味で神とは何の関係もありません。

ヒッグス自身は無神論者であり、他人を怒らせるかもしれないと考え、その名前を嫌っていた。ヒッグス粒子を研究する物理学者らも、この名前にほぼ一致して反対している。物理学者たちは繰り返し新しい名前を提案してきたが、その名前はもともと物理学界ではなく一般メディアによって使用されていたため、これらの提案は聞き入れられなかった。

それで、これは誰のせいでしょうか?一部の意見では、この悪評は物理学者とは何の関係もないと主張し、すべての責任を出版社に負わせている。しかし実際には、当時の歴史的背景を考慮すると、レーダーマンがこの名前を採用することに同意したときには、ほぼ間違いなく何らかの動機があったと考えられます。

書籍『神の粒子』誕生の背景

『神の粒子』という本は、当時まだ発見されていなかったヒッグス粒子を世に知らしめただけでなく、基礎物理学における粒子加速器の役割を高く評価した。レーダーマン自身が強く推進していた加速器、超伝導超大型衝突型加速器はその年、「存亡の危機」に直面していた。

フェルミ国立加速器研究所で撮影されたレーダーマン氏。画像ソース: パブリックドメイン

当時、レーダーマン氏はフェルミ国立加速器研究所の2代目所長だった。彼の前任者は物理学者のロバート・ウィルソンであった。当時、ウィルソンが粒子加速器を建設するための研究室の資金を求めていたとき、彼は原子力委員会から尋問を受けた。

ある議員が彼に「この加速器と国家安全保障の間には何らかの関係があるか？」と尋ねた。ウィルソンは有名な答えを残した。「国をより防衛に値するものにすること以外、国を守ることとは直接関係がない。 」この一文は当時の物理学界の士気を高め、調査は無事に通過した。加速器の建設は1969年10月3日に始まり、ウィルソンは自ら最初のシャベルで土を掘りました。

しかし、それはすべて過去のことです。ウィルソン自身も資金削減に抗議して1978年に辞任した。その後、レーダーマン氏が研究室を引き継ぎました。彼は元の加速器を 1 MeV にアップグレードするために全力を尽くしましたが (そのため名前が MeV 加速器に変更されました)、さらなる進歩を遂げるためには、新しい加速器をゼロから構築する必要がありました。

1984年、レーダーマンの強力な推進の下、野心的な超伝導超大型加速器が打ち上げられました。長さは87キロメートル、エネルギーは40MeVに達すると予想されていた。もしヒッグス粒子が存在するなら、この衝突型加速器はほぼ確実にそれを発見するでしょう。

時は1993年になった。超伝導超大型加速器は、まだテキサスの荒野の下にある長さ22キロメートルのトンネルに過ぎないが、20億ドルが費やされている。当時、ソ連は崩壊し、議会は冷戦の推進力を失い、政府の負債は2000億ドルを超え、新大統領のクリントンは前任者が開始したプロジェクトにあまり熱心ではなかった。

他の分野の科学者たちも疑問を呈している。もう一つの重要なプロジェクトである国際宇宙ステーションも、予算が大幅に超過している。 2 つのオプションのうち 1 つだけが利用できるようです。欧州は独自の大型ハドロン衝突型加速器（LHC）のための資金を残した。さらに、当初は超伝導超大型加速器への資金協力を議論する予定だった日米貿易首脳会談で、ブッシュ元大統領が突然胃腸炎を発症し、宮沢喜一首相の衣服に嘔吐してその場で失神したため、その後の協議は中止を余儀なくされた。

レーダーマンの著書『神の粒子』はこのような背景から生まれました。彼は、この本が高エネルギー物理学の分野に世間の注目を集め、議会の政策に影響を与え、彼の研究を救うことになるかもしれないと期待していた。元の名前「The Punished Particle」も、非常に「クリックベイト」的な名前でした。それを神の粒子に変更することは非常に誇張されていたが、それはおそらくレーダーマンの当初の意図に反するものではなかっただろう。

しかし、彼は失敗した。

この本が出版された同じ年の3月、ニューヨーク・タイムズ紙は加速器への推定支出が80億ドルにまで増加したと報じた。 6月にこの非営利団体が発表した報告書では、衝突型加速器の資金管理に深刻な問題があったことが判明した。 10月19日、下院は追加資金の支給を否決した。 30日、大統領はプロジェクトを中止する法案に署名した。

ヨーロッパでは、大型ハドロン衝突型加速器の建設が1998年に始まり、2008年に完成しました。この加速器は、超伝導超大型加速器の6分の1のエネルギーで、2012年にヒッグス粒子を発見しました。ウィルソンが建設したフェルミ国立加速器研究所の加速器は、さまざまな理由により2011年に稼働を停止した。現在、米国で稼働中の唯一の粒子加速器は、ニューヨーク州ブルーヘ​​ブンにある相対論的重イオン加速器です。現在、世界中のどの衝突型加速器も、超伝導スーパーコライダーに計画されているエネルギーレベルに到達できません。

この意味では、神の粒子という名前が付けられたことは偶然ではないとも言えます。この名前は、多くのアメリカの素粒子物理学者の恨みを買っているので、非常に悪い名前になる運命にあります。レーダーマンが夢見たバベルの塔は崩壊し、米国は最終的に超大型加速器を放棄することを選択した。しかし、これは限られた資金がより大きな成果のある分野に投資されたことを意味するのか、それとも世界を変える可能性があった発見が中止されたことを意味するのか?この質問は時間によってのみ答えられます。

企画・制作

著者: ファン・ガン、人気科学作家

レビュー |北京交通大学物理学研究所上級エンジニア、周暁良氏

企画丨Xu Lai

編集者：イヌオ

校正: Xu Lai、Lin Lin