反物質/早野龍五/藤原真琴

早野龍五藤原真琴
共立出版
基本法則から読み解く物理学最前線 37
ISBN：4320035577/9784320035577
発売日:2026年01月

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【内容紹介】
反物質研究の歩みと未来――。第一線の研究者が、実験の苦闘とブレイクスルーを臨場感たっぷりに描く。

反物質は、通常の物質と電荷の符号が逆なだけで、質量や構造は同じ粒子から成る。1930年代にその存在が予言され、陽電子と反陽子が相次いで発見されたが、実験室で反物質をつくり、自在に扱うことは長く夢物語だった。
本書は、その夢が現実となり、「反物質のスペクトラムは厳密に物質と同じなのか」「反物質は重力で落ちるのか、それとも上に行くのか?」などといった、これまで誰も試したことのない問いに挑むまでの数十年の道のりを描く。反物質でできた原子―反水素―の生成から磁場による閉じ込め、マイクロ波やレーザー分光、レーザー冷却による低温化まで――それぞれが技術的難関であり、行き詰まりや失敗、予想外の発見が積み重なってきた。
舞台の中心は、ジュネーブ郊外にある世界最大の原子核・素粒子研究所CERN。その一角に設けられた「反物質工場」では、反陽子や陽電子を使い、反水素を生成してその性質を精密に調べる国際共同研究が進められている。著者らが深く関わった世界初の「冷たい反水素」の生成、長時間閉じ込めの成功など、節目ごとの現場の空気が臨場感たっぷりに語られる。
物理学の基本法則の検証という理論的意義と、精密測定を可能にする装置・技術の解説をバランスよく解説し、通常の教科書では省かれがちな試行錯誤のプロセスも惜しみなく披露される。
予言から発見、生成、そして精密分光や重力実験へと至る長い探索の軌跡は、物理を学ぶ学生はもちろん、最先端科学の挑戦に心惹かれるすべての読者を魅了するだろう。