英語で読む日経サイエンス
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| It is unusual for TV news to open with a story about physics, but it happened on July 4, 2012, when all around the world stations chose to devote prime time to breaking news from Geneva: a search of almost 50 years had ended with the discovery of the Higgs boson particle by the Large Hadron Collider (LHC) at the CERN physics laboratory. For experimentalists, the Higgs was the last and most important missing piece in the trophy cabinet of the Standard Model of particle physics—the theory describing all the known particles in the universe and the forces between them. Yet physicists believe there may be more elementary particles than those in the Standard Model, and a new and even more challenging hunt is on to find them. | テレビで物理学の話題がトップニュースになるのは異常だが，2012年7月4日はその異常事態が起こった。全世界のテレビ局がスイス・ジュネーブ発のビッグニュースを伝えた。50年近くにわたって探索されてきたヒッグス粒子が，欧州合同原子核研究機構（CERN）の大型ハドロン衝突型加速器LHCでついに発見されたという知らせだ。
実験物理学者にとってヒッグス粒子は，素粒子物理学の「標準モデル」において最後まで残っていた最も重要な未発見粒子だった。標準モデルは既知のすべての粒子と，その間に働く力を記述する理論だ。だが，物理学者は標準モデルの枠組みを超えた基本粒子がおそらく存在すると考えており，その発見を目指す新たな挑戦が進んでいる。 | |
| Like the quest for the Higgs, the race to discover hidden particles, thereby building a fuller picture of nature at its tiniest scales, is taking place at the LHC. The experiments that discovered the Higgs—ATLAS and CMS—will play an important role, but LHCb, a smaller and less well-known project operating at the same accelerator, brings guile and stealth to the chase. There is a real chance that this third experiment may be the first to bring home the prize. | 隠された粒子を発見し極微の自然の姿をより完全に描き出そうとするこの競争は，ヒッグス粒子の探索と同じくLHCにおいて展開されている。この粒子を発見した2つの実験（ATLASとCMS）が重要な役割を担うだろうが，同じ加速器で進んでいるやや小規模でそれほど知られていないプロジェクト「LHCb実験」が油断のならない競争相手としてレースに加わっている。実際，この3番目の実験が最初に大物を捕まえる可能性がある。 | |
| LHCb follows a different game plan than most pursuits of new particles. Whereas ATLAS, CMS and many other efforts try to create undiscovered particles directly, the LHCb experiment on which I work uses so-called beauty hadrons to look for the signatures of unseen particles that we cannot directly produce but that affect reactions behind the scenes. LHCb (the “b” stands for “beauty”) studies what happens when beauty hadrons are created in the Large Hadron Collider and then decay into other particles. Beauty hadrons make excellent test subjects because they decay in a huge variety of ways, and physicists have very precise predictions about how these reactions should proceed. Any deviation from those predictions is a clue that we might be seeing interference from unknown particles. | LHCb実験は新粒子探索で他とは異なる戦略を採っている。ATLASやCMSなど多くの実験が未発見の粒子を直接作り出そうとしているのに対し，私が加わっているLHCb実験はいわゆる「ビューティーハドロン」を利用して，直接には作り出せないが背後で反応に影響している見えない粒子の兆候を探す。
LHCb実験（「b」は「ビューティー」を表す）はLHCで作り出されたビューティーハドロンが別の粒子に崩壊するときに何が起こるかを調べる。ビューティーハドロンは崩壊の仕方がとてもバラエティーに富み，それらの反応がどのように進むかが理論によって非常に正確に予言されているので，絶好の実験対象といえる。理論の予言から外れた現象は，未知の粒子から影響を受けた結果かもしれず，新粒子の手がかりとなるのだ。 | |
| This type of search is complex and requires great precision, but it has the potential to uncover particle species that are impossible for ATLAS and CMS to access. Already it has turned up several intriguing hints of phenomena that threaten to defy the laws of physics as they are currently written. We may be witnessing the actions of particles or forces in nature that physicists have never before observed and possibly never even imagined. If so, our investigations at LHCb could reveal the workings of the cosmos on a more fundamental level than humans have ever glimpsed before. | このアプローチによる新粒子探索は複雑で実験に非常に高い精度が求められるが，ATLASやCMSでは発見不可能な粒子を明らかにできる可能性がある。すでに，現在の物理法則を脅かすような興味深い現象のヒントがいくつか得られている。これまで物理学者が目にしたことのない，そしておそらく想像もできなかった素粒子や力の影響などを，私たちは目撃しているのかもしれない。もしそうなら，LHCb実験は人類がこれまで見ることのできなかった基本的なレベルで宇宙の仕組みを明らかにできるだろう。 |