ポケット図解 最新 超ひも理論がよーくわかる本

概 要

先端物理学からひもとく宇宙の正体と「超ひも理論」を図解で解説した入門書です。素粒子物理学の一分野である超ひも理論は、豊かな数学的構造と時空そのものの研究や初期宇宙を検証するための知見を与えうる可能性を秘め、さらには重力まで含めた統一理論を構築できる可能性を内包した物理学者の夢のような理論です。本書では、素粒子物理学者である著者が、陽子・中性子・電子・ハドロンといった基礎知識からアインシュタインの重力理論をへて、超ひも理論と最新の研究成果について解説します。ひも理論と宇宙論の関係、超ひも理論の最新トピック、CERNで稼動中のLHC実験、インフォメーションパラドックスなど、最新の宇宙物理学がわかります。

著者 伊藤英男
価格 本体1100円(税別)
ISBN 978-4-7980-3167-5
発売日 2011/11/30
判型 四六
色数 2色
ページ数 208
CD/DVD
対象読者 入門
シリーズ ポケット図解
表紙イメージ
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目次

第1章 物質を構成する原子、素粒子

1-1 原子から原子核と電子へ

1-2 陽子と中性子

1-3 ハドロンについて

COLUMN ハドロンと素粒子物理学者

1-4 レプトンについて

1-5 ずいぶん種類の多い素粒子

1-6 光とその反射、散乱について

1-7 より短波長による観測

1-8 量子力学によって記述される世界

1-9 すべてはプランクから始まった

1-10 様々な領域で応用される量子力学的現象

1-11 そして量子場の理論へ

1-12 時代と共に巨大化されていく装置

1-13 検証にはまだまだ足りないエネルギー

1-14 素粒子物理学者の目標

1-15 大統一理論、そして最終的には重力も…

COLUMN 量子力学とソルベー会議

COLUMN 2011年ノーベル物理学賞について

第2章 アインシュタインの重力理論、他の三つの理論との統一?

2-1 近接作用と遠隔作用

2-2 時空の歪みと重力

2-3 極端に凹んだ時空の穴

2-4 極端に弱い力、重力

2-5 極端に強い重力が働く特異点近傍

2-6 ブラックホールエントロピー

2-7 統一理論構築への鍵ともなりえる

2-8 周囲の状況からブラックホールの存在を検証

2-9 発散の困難が解決していない

2-10 手探りで構築されていく理論

COLUMN ニュートンのリンゴの木はたくさんある!?

第3章 加速器実験よりももっと高エネルギーへ…なぜ「ひも」か?

3-1 ゲージ理論から超ひも理論による統一理論構築へ

3-2 力の伝達と相互作用について

3-3 重力の量子化さえ実現する可能性を秘めた理論

3-4 粒子描像からひも描像へ

3-5 素粒子論の現状

3-6 重力理論を構築する際の最重要問題点

COLUMN ニュートリノは光より速い!?

3-7 繰り込みによる発散の除去

3-8 粒子描像に問題があった

3-9 ひもの長さはどのくらいか?

COLUMN プランク長

第4章 ひも理論の特徴と概要

4-1 閉じたひもと開いたひも

4-2 線ではなく面で表す

4-3 私たちは四次元空間に住んでいるわけではない?

4-4 高次元の物体

4-5 超対称性を理解するためのお膳立て

4-6 ボソンとフェルミオンの入れ替えに対する対称性

4-7 現実を説明する理論を作るために

4-8 5つの超ひも理論と統一理論、そして双対性

4-9 双対性とは?

4-10 双対性の心

COLUMN 大学教育と研究

第5章 私たちの世界とひも理論…高次元の膜たち

5-1 コンパクト化という概念

5-2 特殊相対性理論の登場によって変わった概念

5-3 トーラス状の空間

5-4 私たちは余剰次元方向へは踏み出せない

5-5 膜の中に私たちの世界

5-6 私たちはブレーンに閉じ込められている

5-7 余剰次元が変えた重力へのアプローチ

5-8 コンパクト化という概念の問題

COLUMN 大学での教育

COLUMN 震災後の科学者の行動を振り返って

第6章 ひも理論と宇宙論

6-1 ひも描像が無視できないほど小さな世界

6-2 宇宙初期に起こった劇的な現象

6-3 ブレーンの衝突によるビッグバン、インフレーション

6-4 超ひもによって記述されるブラックホール

6-5 シュバルツシルト半径が重要

6-6 特異点問題が解決!?

6-7 ブラックホールエントロピー再考

6-8 ブラックホールが蒸発する!?

6-9 インフォメーションパラドックス

COLUMN しょうもない話(1)

6-9 宇宙線と地球の気候が関係してる!?

第7章 ひも理論は実験で観測できるか?

7-1 LHC実験でブラックホールを生成!?

7-2 重力の影響とカルツァ・クライン粒子の生成

7-3 超対称パートナーの生成

7-4 重イオン衝突型加速器RHIC

7-5 クォーク・グルーオン・プラズマの生成

7-6 QGP現象を双対性によって解析する

7-7 宇宙観測が超ひも理論の検証につながる!?

7-8 宇宙ひもと超ひも、ブレーンの関係

COLUMN しょうもない話(2)

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