物理学ニュース速報 - 1080889023

139：名無しの物理学徒：2012/05/04(金) 20:52:54: 【理論物理】暗黒物質の粒子、1分に1個が人体に衝突？
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1335450235/l50

暗黒物質、1分に1個が人体に衝突？　April 25, 2012

　数種類の暗黒物質（ダークマター）の検出実験から、平均的な人間の体にはおよそ1分に1個、暗黒物質の
粒子が衝突しているという計算結果が発表された。

　暗黒物質とは、宇宙に存在すると考えられている目に見えない物質。銀河や銀河団への重力の影響が観測
されることから、その存在が推定されている。科学者の推定によると、この謎めいた物質が宇宙全体の物質
の80％近くを占めるという。

　現在まで、暗黒物質を構成する粒子は特定されていない。最も有力とされる候補は、WIMP（ウィンプ）
と呼ばれる仮説的な粒子のグループだ。WIMPとは、“物質との電磁気的な相互作用がほとんど無い重い粒子
（weakly interacting massive particles）”の頭文字。

　名前が示すとおり、この仮説的な粒子は、バリオンと呼ばれる通常の物質に対して、ごく弱い影響しか
及ぼさない。人間の体も含め、宇宙のほとんどの物質を素通りしてしまうのが普通だ。

　ところが一定の質量を持つWIMPは、ときおり原子核と衝突することがある。そして、その衝突はこれまで
考えられていたよりも頻繁に起こっている可能性が出てきた。

　ミシガン大学のミシガン理論物理学センター（MCTP）教授、キャサリン・フリーズ（Katherine Freese）
氏は、「この研究を始める前は、WIMPが人間の体内の原子核にぶつかる率は、一生に1度くらいだと思って
いた。ところが1分に1回の可能性の方が高いことがわかった」と話す。

◆WIMPと通常物質の衝突

　WIMP理論によれば、WIMPはほかの物質と同じように、宇宙の誕生時に生まれた。通常の物質とはあまり
相互作用しないが、WIMP同士が衝突すると、両方とも消滅してすべての質量がエネルギーに変わる。

　今回の研究論文の著者の1人で、スウェーデンにあるストックホルム大学オスカル・クライン・センター
の研究員、クリストファー・サビッジ（Christopher Savage）氏は、「宇宙が（膨張して）冷えるにつれ、
（WIMPは）非常に広範囲に広がって、もはや消滅しなくなり、ただそこにあるだけになった」と話す。

　理論モデルによると、現在、地球とその住民たちを毎秒何十億というWIMPが通り抜けているという。

　ゲルマニウム結晶など特定の物質にWIMPが衝突すると見込まれる確率と、その衝突から発生するはずの
エネルギーの量に基づいてWIMPを検出しようとする実験が、いくつか考案されている。

　今回の研究でも、フリーズ氏とサビッジ氏はこのような計算方法を用い、何種類かのWIMPの質量と数を
調べ、その粒子が、人体に多く含まれる原子の核とどのくらいの頻度で相互作用するかを試算した。

「計算方法はわかっていたけれども、人間の体といった具体物について実際に計算したことはなかった」と
サビッジ氏は言う。

　計算の結果、酸素と水素は比較的WIMPと衝突しやすいことがわかった。人体は大量の水（H2O）を含んで
いるため、WIMPと相互作用をする可能性が高い。

　今回の研究によると、60GeV（600億電子ボルト、GeV＝ギガ電子ボルト。1GeVは陽子1個の質量に閉じ込め
られているエネルギーにほぼ等しい）の質量を持つWIMPは、体重70キロの人の体に含まれる原子核に、年に
約10個ぶつかるという。

　質量が10～20GeVのWIMPだと、平均的な人体の原子核に、年に10万個単位で衝突すると推定される。
（>>２以降に続く）

▽ナショナルジオグラフィックニュース
http://www.nationalgeographic.co.jp/news/news_article.php?file_id=20120425001&expand#title
▽英語原文　Dark Matter Hits the Average Human Once a Minute?
http://news.nationalgeographic.com/news/2012/04/120424-dark-matter-collisions-humans-wimps-physics-space-science/
▽画像
http://images.nationalgeographic.com/wpf/media-live/photos/000/520/overrides/dark-matter-impacts-human-bodies_52084_600x450.jpg