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2007-09-19(Wed)

「11次元の宇宙」:超弦理論をLHCは実証できるか

John Borland 2007年09月10日
写真は、『大型ハドロンコライダー』(LHC)における実験装置のひとつ『Atlas』。Photo: John Borland『Physics World』誌の最新号に掲載された、前例のない長さの特集記事(内容のほとんどは、同誌ウェブ版で一般向けに公開されている)が、超弦理論の歴史、争点、結論を取り上げている。超弦理論[超ひも理論・super string理論]は「万物の理論」として注目されているが、この特集では、この理論になんらかの実証性が存在するか、という論争に焦点を当てている。結論がどうなっているかって? 本当にものすごく複雑で奇妙なものなのだが、超弦理論陣営は、その抽象的な数学モデルに、ある程度の実験による裏付けを得られる段階まで到達しつつあるようだ。物理学の世界では、超弦理論を批判する陣営と、支持する陣営の間の手厳しい言葉のやり取りが行なわれてきており、それはますます激しさを増している。40年近くにわたる一連の抽象的な推論から、宇宙は10あるいは11次元から成り、多次元だが小さなストリング(弦)と「ブレーン」(2次元、3次元、あるいはそれ以上の次元における膜のようなものを想像してほしい)で占められているとする説などが生まれているが、これらはほとんどどれも、立証のしようがないものだ。超弦理論を批判する人はしばしば、同理論に基づいた宇宙観に対して、量子物理学者のヴォルフガング・パウリが、誤りを見つけたある論文を否定するのに使った言葉「それは間違ってすらいない」を適用してきた。つまり、これらの理論は立証できないので、伝統的な学問における基本的な要件すら満たしていないというわけだ。『Physics World』誌の記事は、スイス・ジュネーブにあるCERN(欧州原子核研究機構)の粒子加速器『大型ハドロンコライダー』(LHC:
Large Hadron Collider)の運用開始を、超弦理論の専門家らがどれほど心待ちにしているかを浮き彫りにするものだ。LHCには、超弦理論による予測の裏付けと解釈しうる現象を発見してくれる可能性が、ごくわずかとはいえあるからだ。

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極小のブラックホールや、エネルギーがより高い次元に吸収されていることが、確認されるかもしれない。もっと可能性が高いのは、存在が予測されているものの、今のところ完全に理論上の存在でしかないさまざまの粒子が確認されることだ。今回の特集記事と、これに関連する論説は、掲載されるやいなや、コロンビア大学のPeter Woit講師(物理学)から「付録の広告記事」という蔑称を頂戴した。Woit講師は、前掲のパウリの名言の英語訳にちなんだ『Not Even Wrong』と題したブログを持っているほか、同名の著作もあり、いずれにおいても超弦理論の主張を批判している。Woit講師のブログから、『Physics World』誌を批判した記事を引用する。超弦理論は他の科学理論と同等に妥当な予測をしているが、ただ小数第10位までといった正確な数値は出せないだけなのだという、この手の主張に対しては、全くの嘘という以外に言葉が見つからない。もし誰かが何らかの実験の結果について、超弦理論独自の立場から、論理的で立証可能な予測を打ち立て、それがせめて桁数が一致するくらいには正確なものであれば、たいへん画期的な成果と言えるだろう。『Physics World』誌の記事および関連する論説は、たしかに、超弦理論の支持者たちの意見を幅広く取り上げている一方で、LHCでの実験から何らかの確証が得られると本気で考えている人がごく少数だという事実については、重要視していないように見える。それでも、論説のほうでは、超弦理論の支持者はもっと頑張って、Woit講師のような懐疑的意見に応えねばならない、そしてほぼ誰もが「自分の研究分野が確かに実証実験につながるものだと説明するよう努力しなければならない」と訴えている。最後に、『Physics World』誌の記事からも引用しよう。研究者は、宇宙の本質を成している層は、実は振動して不協和音を立てているストリングだ、ということを証明する前に、まずは実験と理論の間のかなり大きな隔たりに橋渡しをする必要がある。ほとんどの理論家は、超弦理論が物理学の学説として存立可能なものか、あるいは、待っていれば揺るぎのない結論が出るものと決めてかかっているように見える。(テキサス大学オースティン校の)Steven Weinberg教授はこう語る。「こんな話がある。(中国の元首相の)周恩来は、フランス革命について意見を求められて、『まだ語るには早すぎる』と答えた。私は超弦理論についても同様に感じている」この記事は、『Physics World』誌の記事「超弦理論の展望」を参照した。[日本語版:ガリレオ-江藤千夏/長谷 睦]WIRED NEWS 原文(English) 米研究チーム、中性子星周囲の「時空の歪み」を確認
「ブラックホールは存在しない」とする新論文
物理学者が語る「タイムトラベルの理論的可能性」
フェルミ研究所の新発見、噂の「神の粒子」は?


(引用 livedoorニュース)




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