暗黒物質が作る影の宇宙

J. フェン(カリフォルニア大学アーバイン校)
M. トロッデン(ペンシルベニア大学)
201102

日経サイエンス 2011年2月号

10ページ
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 私たちが直接見ることのできる宇宙は全体の4%にすぎない。残りは「暗黒物質」や「暗黒エネルギー」と呼ばれる“暗黒成分”だ。暗黒物質が存在することは星や銀河の異常な運動などからほぼ間違いないが,その正体は依然としてつかめていない。
 暗黒物質は通常の物質とはほとんど相互作用しない,非社交的な物質だと考えられてきた。暗黒物質は,通常の物質の6倍も存在しているにもかかわらず,直接観測されていないからだ。多くの研究者は,暗黒物質は「超対称性」にしたがって既知の粒子と対をなすパートナー粒子「ウィンプ」でできていると考えている。ウィンプが現在どのくらい存在するかは理論的に予言でき,その値は観測値と一致している。
 そして現在,そのウィンプをとらえようと,世界中の実験家がしのぎを削っている。岐阜県神岡鉱山で準備が進むエックスマス実験もその1つだ。
 だが,暗黒物質の構成粒子がウィンプだとする根拠は,理論的にも観測的にもない。著者らは暗黒物質が自然界の4つの力とは別の“暗黒の力”で相互作用する一連の粒子で構成されている可能性を探っている。このような粒子も,ウィンプ同様,現在の暗黒物質を説明するのにちょうどよい数が残るという。
 暗黒物質は,自然界の新しい種類の力を介して相互作用する雑多な粒子からなり,それ自体が私たちの宇宙にひっそりと絡み合うもう1つの宇宙なのかもしれない。

再録:別冊日経サイエンス196「宇宙の誕生と終焉 最新理論でたどる宇宙」