Placeholder Image

字幕表 動画を再生する

  • So last year, on the Fourth of July,

    去年の7月4日は

  • experiments at the Large Hadron Collider

    「大型ハドロン衝突加速器(LHC)」 の実験で

  • discovered the Higgs boson.

    ヒッグス粒子が発見された 歴史的な日でした

  • It was a historical day.

    ヒッグス粒子が発見された 歴史的な日でした

  • There's no doubt that from now on,

    今後は間違いなく

  • the Fourth of July will be remembered

    7月4日は 米国独立記念日としてでなく

  • not as the day of the Declaration of Independence,

    ヒッグス粒子発見の日として —

  • but as the day of the discovery of the Higgs boson.

    少なくとも CERN ( 欧州原子核研究機構) では —

  • Well, at least, here at CERN.

    そう記憶されるでしょう

  • But for me, the biggest surprise of that day

    しかし その日に私が最も驚いたのは

  • was that there was no big surprise.

    意外な結果が 発表されなかったことです

  • In the eye of a theoretical physicist,

    理論物理学者にとって

  • the Higgs boson is a clever explanation

    ヒッグス粒子の発見で

  • of how some elementary particles gain mass,

    他の素粒子がどうやって質量を 得たのかがうまく説明できますが

  • but it seems a fairly unsatisfactory

    それだけでは十分ではなく

  • and incomplete solution.

    完全な答えだとは思えないのです

  • Too many questions are left unanswered.

    あまりに多くの 疑問点が残されています

  • The Higgs boson does not share the beauty,

    ヒッグス粒子は 他の素粒子のように

  • the symmetry, the elegance,

    美しさ 対称性 優雅さを 持ち合わせていません

  • of the rest of the elementary particle world.

    美しさ 対称性 優雅さを 持ち合わせていません

  • For this reason, the majority of theoretical physicists

    この理由で理論物理学者の大半は 今回 発見された —

  • believe that the Higgs boson could not

    ヒッグス粒子以外に もっと何かがあるはずだと

  • be the full story.

    確信しています

  • We were expecting new particles and new phenomena

    ヒッグス粒子に伴う 新しい素粒子や

  • accompanying the Higgs boson.

    現象を期待していたのです

  • Instead, so far, the measurements

    しかし現在のところ LHCでの測定値からは

  • coming from the LHC show no signs of new particles

    新しい素粒子や 予期しない現象の兆候は

  • or unexpected phenomena.

    検知されていません

  • Of course, the verdict is not definitive.

    勿論 これで はっきり決まった 訳ではありません

  • In 2015, the LHC will almost double

    2015年にLHCは

  • the energy of the colliding protons,

    陽子を現在の2倍近い エネルギーで衝突させ

  • and these more powerful collisions

    このさらに高エネルギーの衝突で

  • will allow us to explore further the particle world,

    粒子の世界を もっと探索出来

  • and we will certainly learn much more.

    もっと色々な事が 解るでしょう

  • But for the moment, since we have found

    今の所  新しい現象の証拠は

  • no evidence for new phenomena, let us suppose

    見つかっていないので

  • that the particles that we know today,

    今見つかっている ヒッグス粒子を含む 素粒子だけが

  • including the Higgs boson,

    今見つかっている ヒッグス粒子を含む 素粒子だけが

  • are the only elementary particles in nature,

    自然界に存在する 全ての素粒子だと仮定しましょう

  • even at energies much larger

    さらに高エネルギーで探索しても

  • than what we have explored so far.

    これだけだと仮定するわけです

  • Let's see where this hypothesis is going to lead us.

    その仮定ではどうなるか 考えて見ましょう

  • We will find a surprising and intriguing result

    宇宙に関して 驚くべき面白い 結果が分かるでしょう

  • about our universe, and to explain my point,

    これを説明するために

  • let me first tell you what the Higgs is about,

    まず ヒッグス粒子が どんなものかお話しします

  • and to do so, we have to go back

    それにはビッグバンの

  • to one tenth of a billionth of a second

    百億分の1秒後に 戻らなければなりません

  • after the Big Bang.

    百億分の1秒後に 戻らなければなりません

  • And according to the Higgs theory,

    ヒッグス理論によると

  • at that instant, a dramatic event took place

    その瞬間 宇宙では 劇的な事が起きました

  • in the universe.

    その瞬間 宇宙では 劇的な事が起きました

  • Space-time underwent a phase transition.

    時空が相転移したのです

  • It was something very similar to the phase transition

    それは摂氏零下になった時に

  • that occurs when water turns into ice

    水が氷に変わることに 非常によく似ていますが

  • below zero degrees.

    水が氷に変わることに 非常によく似ていますが

  • But in our case, the phase transition

    時空の相転移は

  • is not a change in the way the molecules

    物質内の分子の並び方が 変化するのとは異なり

  • are arranged inside the material,

    物質内の分子の並び方が 変化するのとは異なり

  • but is about a change

    時空を織り成すもの そのものの変化なのです

  • of the very fabric of space-time.

    時空を織り成すもの そのものの変化なのです

  • During this phase transition, empty space

    この相転移の間 何もなかった空間は

  • became filled with a substance

    ヒッグス場と呼ばれるもので 埋め尽くされました

  • that we now call Higgs field.

    ヒッグス場と呼ばれるもので 埋め尽くされました

  • And this substance may seem invisible to us,

    これは見えない かもしれませんが

  • but it has a physical reality.

    明らかに存在し

  • It surrounds us all the time,

    常に私たちの周りにあります

  • just like the air we breathe in this room.

    この部屋の空気の様なものです

  • And some elementary particles interact

    素粒子の中には

  • with this substance, gaining energy in the process.

    ヒッグス場と相互作用を起こし エネルギーを得るものもあります

  • And this intrinsic energy is what we call

    この内在するエネルギーこそが

  • the mass of a particle,

    粒子の「質量」なのです

  • and by discovering the Higgs boson, the LHC

    ヒッグス粒子の発見により

  • has conclusively proved that this substance is real,

    LHCはこの場の存在が 正しいと結論を出したのです

  • because it is the stuff the Higgs bosons are made of.

    ヒッグス粒子を生み出すものだからです

  • And this, in a nutshell, is the essence of the Higgs story.

    これがヒッグスに関する 簡単な説明です

  • But this story is far more interesting than that.

    しかし この話は それよりもっと面白いのです

  • By studying the Higgs theory,

    ヒッグス理論を研究する

  • theoretical physicists discovered,

    理論物理学者は

  • not through an experiment

    実験からでなく

  • but with the power of mathematics,

    数学の力で

  • that the Higgs field does not necessarily exist

    ヒッグス場は必ずしも 今日 見る様な姿で

  • only in the form that we observe today.

    存在するとは限らないと 発見したのです

  • Just like matter can exist as liquid or solid,

    物質が液体や固体の状態で 存在する様に

  • so the Higgs field, the substance that fills all space-time,

    時空を埋め尽くすヒッグス場も

  • could exist in two states.

    2種類の状態で 存在するかもしれません

  • Besides the known Higgs state,

    既知のヒッグスの状態以外の

  • there could be a second state in which the Higgs field

    もう1つの状態のヒッグス場は

  • is billions and billions times denser

    現在見られるより何十億倍の そのまた何十億倍もの高密度で

  • than what we observe today,

    現在見られるより何十億倍の そのまた何十億倍もの高密度で

  • and the mere existence of another state

    この様なヒッグス場存在そのものが

  • of the Higgs field poses a potential problem.

    問題であるかもしれません

  • This is because, according to the laws

    なぜなら量子力学の法則によると

  • of quantum mechanics, it is possible

    2つの状態を隔てる

  • to have transitions between two states,

    エネルギー障壁があっても

  • even in the presence of an energy barrier

    その2つの状態の間に —

  • separating the two states,

    転移があり得 —

  • and the phenomenon is called,

    その現象を —

  • quite appropriately, quantum tunneling.

    とても適切な呼び名ですが 量子トンネル現象と呼びます

  • Because of quantum tunneling,

    量子トンネル効果で

  • I could disappear from this room

    私もこの部屋から壁を通り抜け

  • and reappear in the next room,

    私もこの部屋から壁を通り抜け

  • practically penetrating the wall.

    隣の部屋に 現れる事があり得はしますが

  • But don't expect me to actually perform the trick

    今 実際 私がそれをやるのを 期待しないで下さい

  • in front of your eyes, because the probability

    なぜなら私が壁を通り抜ける

  • for me to penetrate the wall is ridiculously small.

    その可能性の確率は 驚く程 微々たるもので

  • You would have to wait a really long time

    起きるのを待っていたら 気の遠くなる程

  • before it happens, but believe me,

    待たなくてはなりません

  • quantum tunneling is a real phenomenon,

    とは言っても 量子トンネル効果は 現実の現象です

  • and it has been observed in many systems.

    あらゆるシステムで見られます

  • For instance, the tunnel diode,

    例えば トンネルダイオードなどの

  • a component used in electronics,

    電子機器に使われる部品がそうです

  • works thanks to the wonders

    量子トンネル効果の

  • of quantum tunneling.

    驚異の力のお陰です

  • But let's go back to the Higgs field.

    ヒッグス場にもどります

  • If the ultra-dense Higgs state existed,

    超高密度のヒッグス場が 存在するなら

  • then, because of quantum tunneling,

    量子トンネル効果で —

  • a bubble of this state could suddenly appear

    ある時 宇宙のある場所で この凝縮状態の泡が

  • in a certain place of the universe at a certain time,

    突然現れる事が あるかもしれません

  • and it is analogous to what happens when you boil water.

    それは水が 沸騰するのに似ていて

  • Bubbles of vapor form inside the water,

    水蒸気の泡が水の中に出来

  • then they expand, turning liquid into gas.

    膨張し液体が気体になるように

  • In the same way, a bubble of the ultra-dense Higgs state

    量子トンネル効果により 超高密度のヒッグス状態の泡が

  • could come into existence because of quantum tunneling.

    現れるかもしれません

  • The bubble would then expand at the speed of light,

    この泡は光速で膨張し

  • invading all space, and turning the Higgs field

    空間を満たし ヒッグス場を それまでの状態から

  • from the familiar state into a new state.

    新しい状態へと変えます

  • Is this a problem? Yes, it's a big a problem.

    これは問題でしょうか? そうです 大きな問題です

  • We may not realize it in ordinary life,

    普段 生活では 気がつかないでしょうが

  • but the intensity of the Higgs field is critical

    ヒッグス場の強度は 物質構成に

  • for the structure of matter.

    決定的に作用します

  • If the Higgs field were only a few times more intense,

    もしヒッグス場が ほんの数倍強かったなら

  • we would see atoms shrinking, neutrons decaying

    原子は収縮し

  • inside atomic nuclei, nuclei disintegrating,

    原子核内で中性子は崩壊し 原子核はバラバラになり

  • and hydrogen would be

    水素だけが

  • the only possible chemical element in the universe.

    宇宙の元素となるでしょう

  • And the Higgs field, in the ultra-dense Higgs state,

    超高密度のヒッグス状態での ヒッグス場は

  • is not just a few times more intense than today,

    今より数倍の強度だけでなく

  • but billions of times,

    何十億倍も強いものです

  • and if space-time were filled by this Higgs state,

    もし時空がこのヒッグス状態で 埋まっているなら

  • all atomic matter would collapse.

    原子物質は全て 崩壊するでしょう

  • No molecular structures would be possible, no life.

    どんな分子構造ももちろん 生命などあり得ないでしょう

  • So, I wonder, is it possible

    それで未来には ヒッグス場が相転移を起こし

  • that in the future, the Higgs field

    量子トンネル効果の結果

  • will undergo a phase transition and,

    このように大変な

  • through quantum tunneling, will be transformed

    超高密度の状態に

  • into this nasty, ultra-dense state?

    変わる事があり得るか?

  • In other words, I ask myself, what is the fate

    言い換えると 我われの住む宇宙の

  • of the Higgs field in our universe?

    ヒッグス場の運命を 疑問に思うわけです

  • And the crucial ingredient necessary

    この質問の答の

  • to answer this question is the Higgs boson mass.

    決定的要因は ヒッグス粒子の質量です

  • And experiments at the LHC found that the mass

    LHCでの実験で ヒッグス粒子の質量は

  • of the Higgs boson is about 126 GeV.

    約126 GeV だと分りました

  • This is tiny when expressed in familiar units,

    日常使われている 単位からすると

  • because it's equal to something like

    10⁻²²グラム位にしか

  • 10 to the minus 22 grams,

    匹敵しない 小さなものですが

  • but it is large in particle physics units,

    1本のDNAを構成する 総分子の重さと等しいので

  • because it is equal to the weight

    素粒子物理学の単位では

  • of an entire molecule

    素粒子物理学の単位では

  • of a DNA constituent.

    大きなものです

  • So armed with this information from the LHC,

    LHCからの情報を使い

  • together with some colleagues here at CERN,

    CERNの仲間と共に

  • we computed the probability

    私たちの宇宙が

  • that our universe could quantum tunnel

    超高密度のヒッグス場に

  • into the ultra-dense Higgs state,

    量子トンネル現象を 起こす確率を計算したら

  • and we found a very intriguing result.

    面白い結果がでました

  • Our calculations showed

    計算されたヒッグス粒子の —

  • that the measured value of the Higgs boson mass

    質量はとても特別なものだと —

  • is very special.

    分ったのです

  • It has just the right value

    宇宙を不安定な状態に しておくのに —

  • to keep the universe hanging

    その質量は丁度の値なのです

  • in an unstable situation.

    その質量は丁度の値なのです

  • The Higgs field is in a wobbly configuration

    ヒッグス場は今まで 何とか存在して来た様な —

  • that has lasted so far

    不安定な状態にありますが —

  • but that will eventually collapse.

    いつかは崩壊するでしょう

  • So according to these calculations,

    計算によると 私たちは

  • we are like campers

    計算によると 私たちは

  • who accidentally set their tent

    崖の上にテントを張った キャンパーの様なものです

  • at the edge of a cliff.

    崖の上にテントを張った キャンパーの様なものです

  • And eventually, the Higgs field

    最後にはヒッグス場は —

  • will undergo a phase transition

    相転移を起こし —

  • and matter will collapse into itself.

    物質は自己崩壊するでしょう

  • So is this how humanity is going to disappear?

    これが人類滅亡のシナリオでしょうか?

  • I don't think so.

    そうではないと思います

  • Our calculation shows that quantum tunneling

    計算では ヒッグス場の 量子トンネル現象は

  • of the Higgs field is not likely to occur

    10¹⁰⁰年内には起らない見込みです

  • in the next 10 to the 100 years,

    10¹⁰⁰年内には起らない見込みです

  • and this is a very long time.

    随分先の話です

  • It's even longer than

    それはイタリアが

  • the time it takes for Italy to form a stable government.

    安定した政府を築くより ずっと先の話です

  • (Laughter)

    (笑)

  • Even so, we will be long gone by then.

    そうだとしても それまでには人類は絶えているでしょう

  • In about five billion years,

    今から約50億年後には

  • our sun will become a red giant,

    私たちの太陽は赤色巨星になり

  • as large as the Earth's orbit,

    地球軌道に迫るほど膨張します

  • and our Earth will be kaput,

    そうなれば 地球はおしまいです

  • and in a thousand billion years,

    1兆年後には —

  • if dark energy keeps on fueling

    暗黒エネルギーが 今の割合で

  • space expansion at the present rate,

    宇宙の拡張を加速していれば

  • you will not even be able to see as far as your toes,

    周りのすべてが光速より速く 拡張しているでしょうから

  • because everything around you

    私たちは自分の足元さえ

  • expands at a rate faster than the speed of light.

    見ることはできないでしょう

  • So it is really unlikely

    なので 人類は

  • that we will be around to see the Higgs field collapse.

    ヒッグス場の崩壊を 見る事はあり得ないでしょう

  • But the reason why I am interested

    ヒッグス場の転移に

  • in the transition of the Higgs field

    私が関心を持つ理由は

  • is because I want to address the question,

    ヒッグス粒子の質量が

  • why is the Higgs boson mass so special?

    なぜそのような特別な値をしているか と問いかけたいからです

  • Why is it just right to keep the universe

    なぜその質量の値が宇宙を —

  • at the edge of a phase transition?

    相転移の瀬戸際の状態に して置くのに丁度なのでしょう

  • Theoretical physicists always ask "why" questions.

    理論物理学者は常に 「なぜ」という質問を持ちます

  • More than how a phenomenon works,

    現象がなぜ 起きるかというよりも

  • theoretical physicists are always interested in

    理論物理学者が関心を持つのは

  • why a phenomenon works in the way it works.

    現象がなぜ その様に起きるか ということです

  • We think that this these "why" questions

    この「なぜ」という質問は 自然の根本的原理に関しての —

  • can give us clues

    この「なぜ」という質問は 自然の根本的原理に関しての —

  • about the fundamental principles of nature.

    ヒントをもたらしてくれると 理論物理学者は思うからです

  • And indeed, a possible answer to my question

    実際 私の質問への答えは

  • opens up new universes, literally.

    文字通り 新しい複数の宇宙へと 導いてくれるでしょう

  • It has been speculated that our universe

    私たちの宇宙は 泡だった石鹸のような

  • is only a bubble in a soapy multiverse

    多元宇宙の中の たった1つの宇宙にしかすぎず

  • made out of a multitude of bubbles,

    その1つ1つの泡は

  • and each bubble is a different universe

    独自の基本的な物理定数や

  • with different fundamental constants

    物理の法則があると

  • and different physical laws.

    憶測されています

  • And in this context, you can only talk about

    こう考えると ヒッグス粒子の質量といっても

  • the probability of finding a certain value of the Higgs mass.

    ある特定の値を発見する確率を 語ることしか今出来ません

  • Then the key to the mystery

    その神秘の鍵は —

  • could lie in the statistical properties

    多元宇宙の統計的特性に —

  • of the multiverse.

    あるかもしれません

  • It would be something like what happens

    それはビーチの砂浜で —

  • with sand dunes on a beach.

    起きてる事に似ています

  • In principle, you could imagine to find sand dunes

    原理的にはビーチに あらゆる傾斜角を有する

  • of any slope angle in a beach,

    砂丘が存在するはずですが

  • and yet, the slope angles of sand dunes

    しかし 典型的な傾斜角は

  • are typically around 30, 35 degrees.

    30度から35度です

  • And the reason is simple:

    その簡単な理由は

  • because wind builds up the sand, gravity makes it fall.

    風が砂を積み上げ その後 重力で又滑り落ちるからです

  • As a result, the vast majority of sand dunes

    その結果 砂丘の山の大半は

  • have slope angles around the critical value,

    崩壊寸前の臨界値に 近い角度の傾斜にあるのです

  • near to collapse.

    崩壊寸前の臨界値に 近い角度の傾斜にあるのです

  • And something similar could happen

    多元宇宙のヒッグス粒子にも

  • for the Higgs boson mass in the multiverse.

    同じ様なことが 起きているかもしれません

  • In the majority of bubble universes,

    多元宇宙の殆どでは

  • the Higgs mass could be <