高密度の状態に置かれると、物質を構成する素粒子の質量が減少することを理化学研究所や京都大の合同研究チームが実験で確認した。現在の物理学理論によると、高温・高密度だった誕生時の宇宙では素粒子に質量はなく、その後の膨張などに伴い生じたとされる。その理論を実験で裏付け、質量の起源に迫る成果として、近く米科学誌「フィジカル・レビュー・レターズ」電子版に掲載される。

研究チームは、原子核の内部が、理論の検証に必要な高密度状態になっていることに着目。実験では、高エネルギー加速器研究機構の加速器を使い、銅や炭素の原子核に加速した陽子を打ち込んでファイ中間子と呼ばれる素粒子を生成させた。その質量を真空中と比較すると、約３％少なく、寿命も約４分の１になった。

素粒子は物質を構成する最小単位。「ヒッグス粒子」と呼ばれる素粒子の働きで質量の約５％が発生し、残り９５％は宇宙が急激に膨張・冷却していく過程で、真空中で生じたと考えられている。

大阪大の土岐博・核物理研究センター長は「質量獲得のメカニズムを解明する上で非常に重要な成果で、理論研究にも弾みがつく。世界的にも注目されるだろう」と話している。

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