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【理研が語る】宇宙と素粒子の未解明現象、解明にはスパコン「京」が千台あっても足りない…

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【理研が語る】
宇宙と素粒子の未解明現象、解明にはスパコン「京」が千台あっても足りない…

宇宙誕生ビッグバン流れ 宇宙誕生ビッグバン流れ

 幼いころ、夜空を眺めるのが好きだった。科学雑誌、テレビのサイエンス番組、1980年代後半のハレー彗星(すいせい)接近や超新星爆発などの一大天体イベントの影響もあり、私はいつしか神秘的で広大な宇宙に魅了されていた。そして今、素粒子を研究することで宇宙が「始まった」その時を解明する、人類の夢を追い続けている。

 われわれの宇宙は、約138億年前にビッグバンと呼ばれる急激な爆発的膨張によって誕生した。

 宇宙は最初、クォークや電子やグルーオンといった素粒子(物質を構成する最小単位のこと)がドロドロに溶けた状態であった。ビッグバンから約0・0001秒後、膨張とともに宇宙が冷えて、1兆度ぐらいになると、クォーク3つが強く結びつき陽子や中性子が作られた。まるで水が氷に変化するかのように、宇宙の物質の状態が急激に変化したのである。

 このような現象のことを「相転移」と呼ぶ。相転移にはいくつか種類があり、この種類によって宇宙進化のシナリオが異なってくる。現在、宇宙はとてつもなく大きいが、実はその進化とミクロなスケールでの物理現象には密接な関係があるのだ。

 クォークやグルーオンの間には量子色力学(QCD)という物理法則が働く。残念ながらQCDは一般的に式の変形だけで答えを導き出すことはできず、数値シミュレーションによって答えを得るしかない。そこでスーパーコンピューター(スパコン)が必要になるのだ。

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