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30年間間違いのなかった素粒子の「標準理論」

　素粒子の世界を探求し、そのふるまいを説明するために、たくさんの科学者が知恵を絞り、それまでの理論を積み重ねて誕生したのが素粒子の「標準模型」だ。

　標準模型がほぼできあがり、物理学者の間に広まってきたのが1970年代から。それから30年間、たくさん行われた素粒子の実験は、ことごとく標準模型の予言どおりの結果を示してきた。

　これまで行われた素粒子関係の実験結果を集めると、700ページにもなる本ができあがる。1998年までは、その本に記されているデータはすべて標準模型と一致していた。

　その標準模型に待ったをかけたのが、1998年に発表されたニュートリノの重さだった。この発表は世界を駆け巡り、『ニューヨークタイムズ』の1面を飾るほどだった。なぜ、ニュートリノに重さがあることがそんなに問題だったのだろうか。それは、ニュートリノに重さがないことが標準模型の根幹を支える前提となっていたからである。

　素粒子は目には見えないが、この宇宙の中を飛び交っている。もちろん、私たちの周りにも、目には見えないがたくさんの素粒子が飛んでいる。この飛び方をよく見てみると、地球のように自転しながら飛んでいた。その素粒子の自転は右回りと左回りの両方見られるはずなのに、ニュートリノの場合は片方しか見ることができなかった。これはおかしいということで考えられたのが、ニュートリノは光速で動いているから、片方しか見ることができないという理論だった。素粒子の場合、少しでも重さがあると光速で動くことができないので、光速で動くニュートリノは重さがゼロでなければならなかったのだ。