素粒子物理学の4つの力の統一について学ぼうとしています。
素粒子物理学とは、物質の最小単位である素粒子の描く世界を物理的に捉える最先端の学問です。
宇宙のはじまりについて考えられたり、宇宙を統一的に見ることができたりするのではないかという可能性を秘めています。
現在素粒子物理学には場の量子論という理論によって一応完成された標準理論というものがあります。
しかしこれだけでは今の世界を記述するには問題があります。例えばダークマターという未知の物質の存在。この物質は標準理論では記述しきれないものです。他にも、標準理論の枠組みで統一できている3つの力(強い力、弱い力、電磁気力)と重力が統一できていないということなどの問題があり、これらはまだ未解決です。
これらの問題が解決できない限り、全てが一つの点から始まった宇宙の始まりについて完全に理解することはできないとされています。
自分はまだ素粒子物理学の基礎である場の量子論を英語の教科書を用いて勉強している段階ですが、ある程度素養を身につけた後4つの力の統一について研究をしたいと考えています。
場の量子論と重力理論を統合した理論、つまり4つの力を統合した理論は量子重力理論と呼ばれ、様々な問題があります。
そこで自分が鍵だと考えているのが量子重力理論における繰り込み可能性です。
繰り込みとは場の量子論における計算で出てくる無限大に発散してしまう項を無限大の別の項でキャンセルし合い、物理的に有意な結果を得るという計算技法のことです。
量子重力理論ではこの繰り込みが不可能であると言われておりますが、自分はこれを解決することが4つの力の統一への道がしるされているとにらんでおります。繰り込みの計算技法をさらに拡張したものが存在しているのでは、と考えており、将来それについて取り組んでみたいと考えています。
そのため、場の量子論の勉強だけでなく、量子重力理論の繰り込み可能性についても個別に勉強している段階です。
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