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 —