ニュートリノ

ニュートリノ (Neutrino) は、素粒子のうちの中性レプトン
の名称。中性微子とも書く。電子ニュートリノ・ミューニュー
トリノ・タウニュートリノの3種類もしくはそれぞれの反粒子
をあわせた6種類あると考えられている。 ヴォルフガング・パ
ウリが中性子のβ崩壊でエネルギー保存則が成り立つようにその
存在仮説を提唱した。「ニュートリノ」の名はβ崩壊の研究を進
めたエンリコ・フェルミが名づけた。フレデリック・ライネスら
の実験によりその存在が証明された。

ニュートリノは電荷を持たず、のスピンを持つ。 また質量は非常
に小さいが存在することが確認された。

ニュートリノには電子ニュートリノ (νe)、ミューニュートリノ
(νμ)、タウニュートリノ (ντ) の3世代とそれぞれの反粒子が
存在する。 これらは電子、ミュー粒子、タウ粒子と対をなして
いる 。

ニュートリノは強い相互作用と電磁相互作用がなく、弱い相互作
用と重力相互作用でしか反応しない。 ただ、質量が非常に小さい
ため、重力相互作用もほとんど反応せず、このため他の素粒子との
反応がわずかで、透過性が非常に高い。

そのため、原子核や電子との衝突を利用した観測が難しく、ごく
稀にしかない反応を捉えるために高感度のセンサや大質量の反応
材料を用意する必要があり、他の粒子に比べ研究の進みは遅かった。

電荷を持たない粒子であるため、中性のパイ中間子のようにそれ
自身が反粒子である可能性がある。ニュートリノの反粒子がニュ
ートリノ自身と異なる粒子であるか否かは現在でも未解決の問題
である。

信号の色の意味

信号の色は、「赤」「黄」「青」の三色。並びの順番が横向きの信号では左か
ら青・黄・赤の順。縦の信号では上から赤・着・青。なぜこの順番か、という
事はよく知られていますが念のため。横タイプの信号は、道路脇の看板や、街
路樹で隠れてしまっても、赤を一番遠くに置く事で、一番重要なものが見える
ように、との理由。縦タイプはたくさん雪が降る地方に多く、雪がたくさん積
もっても、一番上に赤が見えるようにとの理由から。

ところで、なぜこの三色なのでしょうか。しかもそれぞれに意味が込められて
いる。いろいろ理由はありますが、心理学的な要素も加わって、次のように言
われています。赤は、一番遠くから見える（判断できる）色です。だから一番
重要な「止まれ」にした。次に青は、赤の次に遠くから見える色。これは心理
学的に安心する色である事から「進んでもよい」という意味を込めた。最後に
黄色は、雨や霧の中でも一番よく見える色だから。小学生の帽子や傘、レイン
コートが黄色なのはこのため。

ところで、「青」という人と「緑」という人がいますが、どちらが正しいので
しょうか。実はどちらも間違いではありません。緑の信号機もありますし、青
の信号機もあります。でも、これは意図してできた違いではありません。実は、
信号機のレンズの中に入っている電球の色はすべて同じ。白熱電球に近い色を
しています。実はこれが違いを生む原因になっているのです。赤、黄はレンズ
の色を赤、黄にすればそのままの色が出るのですが、青だけはどうしても緑に
なってしまいます。これが古いタイプ。しかし、最近になって青の部分だけ特
殊なレンズを入れる事によって「青」に見せる事が出来るようになりました。
ただ、技術的に高い。古いものをすべて直す事ができない、そこで違いが生ま
れたのですね。

科学する力(ミクロの世界）

　　　　　　　　　　　(写真はミジンコ）

昨日は宇宙というマクロの世界でしたが

今日はミクロの世界です。

ミクロの世界を拡大してみると

今まで知らなかった世界があることに

驚かされますよ。

冬の星空

冬は星空がきれいですね。

天体望遠鏡で、オリオン座や土星やアンドロメダ大星雲を見てみませんか。

宇宙への夢が広がりますよ。

銀河系

上記は銀河系の想像図。銀河系（ぎんがけい）とは、宇宙に数ある銀河
の中でも、人類の住む地球・太陽系を含む銀河の名称。

局部銀河群に属する。以前は渦巻銀河の一種と考えられていたが、20世
紀末以降は棒渦巻銀河であるとする説が有力になりつつある。中心には
大質量ブラックホールがあると思われている。

通常の渦巻銀河と同様、銀河系も数多くの恒星や星間ガスなどの天体の
集まりで、全質量は太陽の約6,000億 - 3兆倍と見積もられている。そ
のうち可視光などの電磁波を放出している質量の合計は 1/10 以下で、
質量の大部分はダークマターであると考えられている。中心付近には
比較的古い恒星からなる密度の高いバルジを持ち、それを取り巻くよ
うに若い恒星や星間物質からなる直径約8万 - 10万光年のディスクが
ある。ディスクの厚さは中心部で約15,000光年、周縁部で約1,000光年
で凸レンズ状の形状を持つ。ディスクの中には明るい星や散開星団、
散光星雲などが多く見られる渦状腕が存在する。相対的なスケールを
考えると、銀河系を直径130kmに縮めた場合、太陽系は約2mmほどの
大きさになる。バルジとディスクのさらに外側には約130個の球状星団
などからなる直径約25万 - 40万光年の球形のハロが存在する。銀河
系の中心は地球から見ていて座の方向に約3万光年離れた所に位置し
ており、いて座Aという強い電波源がある。いて座Aの中心部（いて座
A*）には大質量ブラックホールが存在すると考えられている。

天の川は天の赤道に対してはるか北のカシオペヤ座からはるか南の
みなみじゅうじ座まで達している。このことから、地球の赤道面や
軌道面である黄道面が銀河面に対して大きく傾いていることが分か
る。また、天の川によって天球がほぼ同じ広さの二つの半球に分け
られることから、太陽系は銀河面に近い位置にあることが分かる。

朝焼け、夕焼けはなぜ赤い？

学院から見た夕日

太陽は昼間は白っぽい光なのに、朝と夕方はなぜ赤く見えるのでしょうか？

　　　
太陽の自然光は、全体では色のない透明な光ですが

赤、橙、黄、緑、青、藍、紫のいわゆる虹の７色の光を含んでいます。

太陽の高度が下がり地平線に近い朝や夕方の太陽の光は

大気の層を通過する距離が長くなります。

すると太陽光線が人の目届くまでに大気中の水蒸気やチリにぶつかり

波長の短い青系の光は散乱して、残った赤系の光だけが

地上に届く訳です。ちなみに、朝焼けよりも夕焼けのほうが赤く

見えるのは、朝よりも夕方のほうが空気が汚れているため

より多くの青系の光が散乱するからです。

そうすると、空気が澄んでいる田舎よりも空気が汚い

都会の方が赤い夕日が見れるということです。

惑星や銀河系、宇宙全体の大きさを比較

惑星や銀河系、宇宙全体の大きさを比較

宇宙の神秘。

ミレニアム懸賞問題

ミレニアム懸賞問題（millennium prize problems）とは、アメリカのクレイ数学研究所によって2000年に発表された100万ドルの懸賞金がかけられている7つの数学上の未解決問題のこと。ミレニアム賞問題、ミレニアム問題とも呼ばれる。

これらの問題は、それぞれの分野で非常に重要かつ難しい問題である。

賞金を得るためには、査読つきの専門雑誌に掲載された後、二年間の経過期間を経て解決が学界に受け入れられたことが確認されなくてはならない。なお、P≠NPとナビエ-ストークス方程式については、肯定的・否定的のいずれの解決に対しても賞金が与えられるが、他の問題については、否定的な解決は、それが問題の実効的な解決であるとみなされる場合に限り賞金が与えられる。否定的な解決であっても問題が修正を加えられた上で生き残る場合は、賞金は与えられない。

7つのうち、ポアンカレ予想についてはすでに解決されており、現在解決されていないのは6つである。

（ミレニアム懸賞問題の一覧 ）

①P≠NP予想　（P versus NP）

②ホッジ予想　（The Hodge Conjecture）

③ポアンカレ予想　（The Poincaré Conjecture）※グリゴリー・ペレルマンにより解決済

④リーマン予想　（The Riemann Hypothesis）

⑤ヤン-ミルズ方程式と質量ギャップ問題　（Yang-Mills Existence and Mass Gap）

⑥ナビエ-ストークス方程式の解の存在と滑らかさ　（Navier-Stokes Existence and Smoothness）

⑦バーチ・スウィンナートン＝ダイアー予想　（The Birch and Swinnerton-Dyer Conjecture）

メタ認知能力

メタ認知能力（メタにんちのうりょく: Metacognitive Ability）
現在進行中の自分の思考や行動そのものを対象化して認識すること
により、自分自身の認知行動を把握することができる能力を言う。
自分の認知行動を正しく知る上で必要な心理的能力。 Knowledge
Monitoring Ability

Knowing about knowing.(知っているということを知っている）、

Cognition about congnition.(認知していることを認知している)、

Understanding what I understand.（私は理解しているということ
を理解している）

現代において、メタ認知能力の育成は、教育、とくに学校教育に
おいて特定の教科教育を越えた重要な課題のひとつとなっている。


以下の質問に「はい」と答える数が多いほど、メタ認知能力が高い
ことになる。

①自分が用いる方法がどのような問題解決のときに、最も効果的
　なのかを知っている

②どのようなやり方が有効か、十分考えてから課題に取り組む

③問題の中の重要な部分に意識的に注意を向けている

④自分がどの程度よく理解できているかについてうまく判断できる

⑤問題が解けたとき、自分がどういう方法を用いたかわかっている

⑥問題に取り組んでいるときに、うまくいっているかどうか、定期
　的に自分でチェックしている

⑦勉強するときは、その目的に合わせてやり方を変える

⑧勉強したり課題を行うときには、計画を立てる

⑨考えが混乱したときには、立ち止まり、もとに戻って考えてみる


日本人のメタ認知能力がもっと増えるといいですね。

超弦理論

超弦理論（ちょうげんりろん、superstring theory）は物理学の理論、
仮説のひとつ。 物質の基本的単位を大きさが無限に小さな0次元の点
粒子ではなく1次元の拡がりをもつ弦であると考える弦理論に超対称性
という考えを加え拡張したもの。超ひも理論、スーパーストリング理論
とも呼ばれる。

宇宙の姿やその誕生のメカニズムを解き明かし、同時に原子、素粒子、
クォークといった微小な物のさらにその先の世界を説明する理論の候補
として、世界の先端物理学で活発に研究されている理論である。この理
論は現在、理論的な矛盾を除去することには成功しているが、なお不完
全な点を指摘する専門家もおり、また実験により検証することが困難で
あろうとみなされているため、物理学の定説となるまでには至っていない。

超弦理論以前の理論のなかで最も小さなスケールを記述する理論は場の
量子論であるが、そこでは粒子を点、すなわち点粒子として扱ってきた。
一方、超弦理論では粒子を弦の振動として表わす。1960年代、イタリア
の物理学者、ガブリエーレ・ヴェネツィアーノが核子の内部で働く「強い
力」の性質をベータ関数で表わし、その式の示す構造が「弦(string)」に
より記述されることに南部陽一郎らが気づいたことから始まる。

弦には「閉じた弦」と「開いた弦」の2種類を考えることができ、開いた弦
はスピン1のゲージ粒子（光子、ウィークボソン、グルーオンなどに相当）
を含み、閉じた弦はスピン2の重力子を含む。開いた弦の相互作用を考える
とどうしても閉じた弦、すなわち重力子を含まざるを得ない。そのため、
強い力のみを記述する理論と捉えることは難しいことがわかった。

逆に言えば、弦を基本要素と考えることで、自然に重力を量子化したものが
得られると考えられる。そのため、超弦理論は万物の理論となりうる可能性
がある。超弦理論は素粒子の標準模型の様々な粒子を導出しうる大きな自由
度を持ち、それを元に現在までに様々なモデルが提案されている。

このように極めて小さい弦を宇宙の最小基本要素と考え、自然界のすべての
力を数学的に表現しようというのが、いわゆる弦理論（超弦理論、M理論を
含む）の目指すところである。

この理論の想定する「ひも」の大きさが実証不可能に思えるほど小さい
（プランク長程度とすると 10-35m）ことなどから、物理学の定説としての
地位を得るには至っていない。また今後実証されるかどうかも未知数の理論
である。