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講義No.05962

「極限の星」で発生する事象を解明することで、人々の明日が変わる

核融合を続ける恒星は「宇宙の元素工場」

 あなたは、「星の最後の瞬間」を想像したことはありますか。
 恒星は自らの質量による重力で、常に押しつぶされようとしています。その一方で、水素やヘリウムなどの元素が核融合し続け、爆発による膨張を続けようとしています。重力と、膨張する力とが釣り合っているので、一定の大きさを保っているわけです。
 ただ、星の中に存在する元素は無限ではありませんから、いつかは燃え尽きてしまうでしょう。そうすると、自分自身の重力で星がつぶれる「重力崩壊」が発生することがあるのです。

「中性子のスープ」はスプーン1杯1億トン!

 重力崩壊が始まると、星はものすごい力で収縮しながら「超新星爆発」を起こし、粉々になったり強大な重力でブラックホール化したり、押しつぶされた原子から陽子や中性子が飛び出したりします。飛び出した中性子が流体を構成し、「中性子星」が誕生するケースもあります。
 仮に太陽が中性子星になった場合、地球の約100倍の大きさが半径10kmほどに凝縮されることになるので、自転速度は秒速6万km、発生する磁力は1億ガウス×1億倍、スプーン1杯分の質量が約1億トンなど、ケタ外れの現象が発生します。

100年たって活用されるアインシュタインの理論

 極限状態で発生する現象を解き明かすことで、「新しい何か」が生まれます。
 例えば、アインシュタインが相対性理論を発表したことで、人々の概念が変わり、物理学以外の分野にも大きな影響を与えました。理論発表から約100年が経過した現代でも、カーナビなどで使われているGPS(全地球測位システム)は、衛星の移動速度と地球上の重力による時間のズレを、相対性理論を応用して補正しているのです。
 中性子星という極限的状況や環境を調べることで、これまでにない新しい素材が発明されたり、やがては日常生活の分野にまで応用されたりする日が来ることでしょう。

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宇宙にうかぶ巨大な素粒子の謎に迫る

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講義を視聴する(30分)

この学問が向いているかも 素粒子物理学、ハドロン物理学

佐賀大学
理工学部 物理科学科 准教授
橘 基 先生

先生の著書
メッセージ

 「宇宙」に興味を持つ人は多いでしょう。その中で、もしもあなたが、「星はなぜ存在するんだろう」「超新星爆発って何だろう」などの事柄に興味を抱いているのなら、素粒子物理学・ハドロン物理学の分野をお勧めしたいと思います。
 高校時代は、自分自身が興味を持っていることに対して、まずは全力で向き合ってみましょう。そして、どこまでやれるか、どこまで掘り下げられるか、チャレンジしてください。若いうちは、「外の世界」に飛び出すことが大切だと思います。知らない世界に飛び出して、自分自身の器を大いに広げましょう。

先生の学問へのきっかけ

 小さい頃は算数や理科よりも、スポーツ少年で、「極端なもの」「普通じゃないもの」が好きという、変わった性格の子でした。高校3年の2月に大転換の末に物理学科へ。大学4年で専攻分野を選ぶ時も、「極端なものが好き」という理由から、物質を構成する最小単位である「素粒子」を選択しました。子どもの頃から人を笑わせるのが大好きで、最近では「素粒子」にかけて、エビぞりした牛、「そりうし」のイラスト入りTシャツをデザインし、素粒子研究の面白味を多くの人たちにアピールしています。

先輩たちはどんな仕事に携わっているの?

高校教員、航空管制官、気象台、半導体設計・製作、予備校講師、自動車制御システム開発、医療関係システム管理(SE)、小学校教諭

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橘 基 先生がいらっしゃる
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 佐賀大学は、文化教育・経済・医・理工・農の5学部からなる総合大学です。キャンパスは本庄と鍋島地区に分かれており、どちらも緑溢れるのどかな環境にありながら、九州の中心地である福岡へJRで約30分で行けるアクセスの良さを持っています。本学は学生生活から就職活動、さらには就職後まで「面倒見の良い」教育を進め、卒業生が愛校心を持ち続ける教育を実践し、学生に選ばれる大学を目指しています。研究面においては、産官学共同研究を中心に、中央の大きな大学にも負けない特色ある研究テーマへの取組みを推進しています。

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