【物理学】質量を与える素粒子「ヒッグス粒子」の崩壊により、電荷を持つ「ミューオン」の生成を初観測！CERN

ヒッグス粒子はこの世を構成する素粒子に質量を与える特別な粒子として知られています。

ヒッグス粒子の存在が知られるようになる前は、質量は物質の「内部」に存在する物理量であり、物質とは不可分だと考えられてきました。
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しかし素粒子物理学の発展により、質量は物質の「内部」ではなく、物質にヒッグス粒子がまといつくことで「外部的に」生じることがわかってきました。

この素粒子に対するヒッグス粒子のまといつきは「ヒッグス機構」と呼ばれており、2012年にヒッグス粒子が発見されてから現在に至るまで、素粒子物理学において最も注目される粒子になりました。

ですが、ヒッグス粒子の発見だけではヒッグス機構を証明できていません。

ヒッグス機構を証明するには、数ある素粒子たちの質量がヒッグス粒子のまといつきによってどのように生じているかを、一つずつ観察を通して確認していかなければならないのです。
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これまでの研究によって、上の図において黄色で示される第3世代の重い素粒子として知られるタウ・ボトム・トップ及び力を伝える素粒子であるW・Zが、ヒッグス粒子と相互作用して質量を獲得していることがわかっています。

これらの素粒子がヒッグス粒子との関係を先行して証明できたのは、他の素粒子に比べて大きな質量を持っているために、ヒッグス粒子と強く結びついていたからです。

残りの素粒子についても、同じようにヒッグス粒子との相互作用を証明できれば、ヒッグス機構を完全証明することが可能になります。

ただし、重い粒子では比較的簡単に解明できたヒッグス粒子との相互作用も、軽い第2世代の素粒子では上手くいきませんでした。

ですが今回、CERNの研究者たちにより第2世代のミューオンがヒッグス粒子と相互作用している様子が観測されました。

これまでの観測ではヒッグス機構の適応が重い素粒子に限られていましたが、今回の観測により、より軽い素粒子にもヒッグス機構が適応できる可能性が示唆されたとのこと。

どのようにCERNの研究者たちはどうやってミューオンとヒッグス粒子の相互作用を確認したのでしょうか？

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