HISTORY OF KOBAYASHI-MASKAWA THEORY
1929

■ 理論

『ニュートリノの予言』

光と電子の相互作用を表すクライン・仁科の公式を導ベータ崩壊における電子の連いた。日本に量子力学を紹介し、多くの研究者を指導

■ 実験

1930

W.Pauli

1933

E.Fermi

仁科芳雄『クライン・仁科の公式』

続スペクトルを説 明するためし、サイクロトロンの建設を行うなど、その後の日本の『ベータ崩壊の理論』に、後にニュートリノと呼ばれ素粒子物理学発展の基礎を築いた。

ニュートリノを初めて具体的にる新しい種 類の粒 子の存 在が必要であることを指摘。

導入し、弱い相互作用と呼ばれる新たな相互作用によってE.Majorana

ベータ崩壊が引き起こされるという理論を構築した。

1937

1935

湯川秀樹『中間子論』

C.Anderson・S. Neddermeyer

1937『マヨラナ粒子理論の構築』

原子核の陽子や中性子を結びつける力「 核力（強い『新粒子の発見』

粒子と反粒子が同一の素粒子とな相互作用）」は中間子のやり取りで発生すると提唱し現在ではミューオンと呼ばれる粒子を霧箱を用いて宇宙る中性フェルミ粒子の理論を構築た。1949 年ノーベル物理学賞受賞。

線の中に発見した。当時は湯川が予言した中間子ではした。

ないかと考えられた。

1942

坂田昌一・井上健『二中間子論』

朝永振一郎『くりこみ理論』

湯川秀樹の提唱する中間子と、宇宙線から発見され量子電磁力学における発散を解決した。測定可能量のみた中間子は異なるものであるとする二中間子論を提唱に着目することで量子電磁力学における発散の問題が系した。
ミューニュートリノに相当する素粒子の存在を予統的に除去できることが示された。1965 年にSchwinger 、Feynmanと共にノーベル物理学賞受賞。

言した。

C.Cowan・F.Reines『電子ニュートリノの発見』

1953

中野董夫・西島和彦／ M.Gell-Mann『中野・西島・ゲルマンの規則』

1953

1950

1952

坂田昌一・梅沢博臣・亀渕迪『場の量子論のくりこみ可能性の判定条件』

C-N.Yang・R.Mills ／内山龍雄

1954

原子炉から生じるニュートリノを水分子中の「奇妙さ（ストレンジネス）」と呼ばれる量を導入することで、場の理論に基づいた素粒子模型にくりこみ理論を適『ヤン・ミルズ理論』

陽子に衝突させることにより、反電子ニュート

当時発見された一連の新素粒子を分類することに成功し用できるためには、どのような性質をその素粒子模型電磁気力を記述する理論であったゲージ理論のリノの存在を直接検証した。1995 年ノーベた。中野董夫は、大阪市立科学館初代館長。

が持たねばならないかという条件を決定し、量子電磁一般化に成功した。アインシュタイン重力理論や気学を超える素粒子模型のその後の研究にインパク

現代の素粒子標準理論はすべてゲージ理論に立トを与えた。

脚する。

ル物理学賞受賞。

1956

T-D.Lee・
C-N.Yang ／ C-S.Wu

1940

1947

坂田昌一『坂田模型提唱』

1956

陽子（ P) 、中性子（ N) 、ラムダ粒子（Λ）
を基本粒子とし、他の

1957

B.Pontecorvo『パリティの破れ』『ニュートリノ・ステライルニュートリノ振動』

LeeとYangが着 想した弱い相 互 作 用ニュートリノがマヨラナ質量を持つ場合、現在ではステライルループが検証した。LeeとYangが 1957とを示した。

ハドロン粒子はこの 3つとその反粒子から作られると提唱した。

池田峰夫・小川修三・大貫義郎／
山口嘉夫『 U( 3 ) 対称性の発見』

ニュートリノと呼ばれる弱い相互作用しない粒子と振動しうるこにおけるパリティの破れをWu の実験グ

1959

年ノーベル物理学賞受賞。

1957

J.Bardeen・
L.Cooper・J.Schrieffer『 BCS 理論』

坂田模型にU(3) 対称性が存在することを発見し、坂田模低温で電気抵抗がゼロになる超伝導を引き型における系統的な素粒子の分類を可能にした。U(3) 対起こす対称性の自発的破れの機構を発見

称性の構造は坂田模型を超えて適用され、クォーク模型した。1972 年ノーベル物理学賞受賞。

発見の手がかりとなった。対称性の考え方は、現代物理学におけるもっとも普遍的で強力な道具になっている。

S.Glashow

1960

1961

1960

M.Gell-Mann・M.Lévy『電弱統一理論の骨格』『カビボ角の導入』

ヤン・ミルズ理論を用いて電磁気力と弱ヤン・ミルズ理論に特徴的なユニヴァーサリティーと呼ばれる性い相互作用の統一理論の骨格を提案

質が、弱い相互作用においても成り立つことを示し、後日「カビした。1979 年ノーベル物理学賞受賞。

ボ角」と呼ばれることになる量を導入した。この理論は、
カビボ

1960

南部陽一郎
『対称性の自発的破れ』

坂田模型の基本粒子 P 、N 、
Λは、強い相互作用対称性の自発的破れの概念を素粒子物理子との結合によるものであると提唱した。

成功した。2008 年ノーベル物理学賞受賞。

ミュー中間の源となるB 物質と電子、ニュートリノ、学に導入。
π中間子の性質を説明することにによって精密化される。
1962

国立ブルックヘブン研究所の AGS 加速器を用いて、ニュートリ振動論を提唱した。また、基本粒子を4 つとする新名古屋模型を提唱。名古屋模型では基本粒子は発見した。1988 年ノーベル物理学賞受賞。

1964

3 つであったが、ニュートリノが 2 種類あることが分かったので、名古屋模型を修正した。

S.Weinberg ／A.Salam『電弱統一理論』

1964

れを用いて、電磁気力と弱い相互作用のJ.Cronin・V.Fitchら『中性K中間子崩壊におけるCP対称性破れの発見』

統一理論を構築した。1979 年ノーベル

この CP 対称性の破れがどうして生じるのかを、約 10 年後に解ゲージ理論における自発的対称性の破明したのが小林と益川である。1980 年ノーベル物理学賞受賞。

物理学賞受賞。

S.Glashow・
J.Illiopoulous・
L.Maiani

1973

宇宙線の引き起こした素粒子反応の中から、を発見した。小川修
新粒子（ X 粒子と呼んだ）『カビボ行列の導入』

CERN（欧州原子核研究機構）の泡箱られる自由度を導入し、カビボ角を2

現在ではチャームクォークとして知を用いた実 験で、中 性カレント相 互 作

行 2 列のカビボ行列に拡張した。

用を発 見し電 弱 統 一 理 論の予 言を検陽子や中性子などのハドロン粒子は3 種類のれることで質 量を持つベクトル粒 子 模 型のクォークから構成されていると提唱した。素粒構築に成功した。ヒッグス場がゲージ対称性子と相互作用分類に関する一連の貢献と発を自発 的に破ることでその抵 抗が質 量を生見により、Gell-Mannが 1969 年ノーベル物む。HiggsとEnglertが 2013 年ノーベル物理小林誠・益川敏英『小林・益川理論の提唱』

丹生潔ら『新粒子発見』

ガーガメル実験『中性カレント相互作用の発見』『ゲージ理論における対称性の破れ』

三や牧二郎らは新名古屋模型で仮定されたくりこみ可 能な模 型において CP 対 称 性の破れ第 4 の粒子であると説明した。その後、X 粒子を説明するためにはハドロンの構成要素（クォーはチャームクォークと呼ばれている。の時代、そのような構成要素の実在は懐疑視さ

電磁気力と弱い相互作用の統一理論において、くりこみ理論が適用できることを証明した。1999 年ノーベル物理学賞受賞。
1974

S.Tingら
B.Richterら

考え、名古屋グループは 4 種のウルバリオンを導『チャームクォーク発見』

入していた。2008 年ノーベル物理学賞受賞。

チャームクォークと反チャームクォークから成るJ ／Ψ粒子を、Tingらは米国

立ブルックヘブン研究所の AGS 加速

1976

器で、Richterらは米国スタンフォード

S.Pakvasa・菅原寛孝『中性 K 中間子崩壊におけるCP 対称性の破れの小林・益川理論での説明』

線形加速器センターの SPEAR 加速器で、それぞれ独自に発見した。1976

年ノーベル物理学賞受賞。

1981

稲見武夫・林青司『稲見・林関数の導出』

CERN の SPS 加速器で電弱統一理論

小林・益川理論において、重いクォークが低エネル
1987

Z 粒 子を発 見した。実 験リーダーの C .

小柴昌俊ら『超新星からのニュートリノ観測』

たS. Van der Meerが 1984 年にノー岐 阜 県 神 岡 鉱 山 地 下の実 験 施 設カミオカ

Rubbiaと、SPS 加速器建設に貢献しベル物理学賞受賞。発見から受賞までギー素粒子の性質に及ぼす影響を系統的に記述する「稲見・林関数」を導出し、小林・益川理論の実三田一郎ら『 B 中間子崩壊に関する理論』破れることを予言した。それまでは、K 中間子の崩壊以外に CP 対称性の破れを示すもの

1989「電弱統一理論精密測定」

山内泰二ら『ボトムクォーク発見』センターの SPEAR 加速器を用

米国立フェルミ加速器研究所の陽子
加 速 器を用いた実 験でウプシロン中間子の発見からボトムクォークを発見した。

1986
1986 〜 1995

トリスタン実験『日本初の大型コライダー実験』
トリスタンは茨城県つくば市の高エネルギー物理学研究所（現在の高エネルギー加速器研究機構）に設置さ用の研究に大きな成果をもたらした。加速器の3か所に、VENUS 、TOPAZ 、AMYと呼ばれる測定器が設置され、名古屋大学はTOPAZ 実験に参加した。

ノーベル物理学賞受賞。

LEP 加速器／ SLC 加速器

米国スタンフォード線形加速器

れた電子陽電子衝突型加速器の名称で、強い相互作星爆発によるニュートリノを捕らえた。2002 年なった。

1977

1981

B 中間子の崩壊においてCP 対称性が大きくンデを用いて、大マゼラン星雲で起きた超新の期 間が 最 短のノーベル物 理 学 賞とL.Lederman・『タウ・レプトン発見』

ノーベル物理学賞受賞。

は何もなかった。

験的検証を可能にした。

1975

実 験により発 見した。1 9 9 5 年

たCP 対称性の破れを説明できることを示した。

SPS 加速器『 W 粒子とZ 粒子の発見』

M.Perlらいた実 験で、電 子 陽 電 子 衝 突

小林・益川理論によって、Cronin 、Fitchらが発見し

1980

1971

『電弱相互作用のくりこみ』

れていたが、Gell-Mannらは 3 種のクォークをの予言するゲージ粒子であるW 粒子と学賞受賞。

G.'t Hooft・M.Veltmanク）が 3 世代 6 種類必要であることを証明した。こは1974 年に米国で独立に検証され、現在で証した。

1983

ゲージ理論に対称性の自発的破れをとり入

1973

1971

1964

M.Gell-Mann ／G.Zweig『クォーク模型提唱』

理学賞受賞。

1970
1970

P.Higgs ／ R.Brout・
F.Englert ／ G.Guralnik・
C.Hagen・T.Kibble

2 種類のニュートリノが相互転化するニュートリノ

ノには電子ニュートリノとミューニュートリノの 2 種類があることを
1967

1962

牧二郎・中川昌美・坂田昌一『ニュートリノ振動の提唱』

L.Lederman・M.Schwartz・
J.Steinbergerら『ミューニュートリノの発見』

1961

牧二郎・中川昌美・
大貫義郎・坂田昌一『名古屋模型提唱』

1990

1998

1995

CERN LEP 加速器とスタンフォード線

戸塚洋二・梶田隆章ら『ニュートリノ振動の発見』

フェルミ加速器研究所『トップクォーク発見』

密測定により、軽いニュートリノの世代スーパーカミオカンデの実験で、大気ミューニュートリノが減

米国立フェルミ加速器研究所のテバトロン加速器をまたトップクォー数が 3であること決定し、少する結果により、ニュートリノ振動を発見した。太陽ニュー用いた実 験でトップクォークを発 見した。それにより、トリノ振動を発見したSNO 実験と合わせて、牧・中川・坂

小林、益川が予言した6 種のクォークの存在が全て証

McDonaldはニュートリノ振動の発見により2015 年ノーベが多く活躍した。

形 加 速 器センター S L C 加 速 器での精ク質 量とヒッグス質 量の値を予 言する

ル物理学賞受賞。

2000
DONUT 実験

2001

Bファクトリー『小林・益川理論の精密検証』

丹羽公雄ら『タウニュートリノ発見』
2008

2008 ~

明された。発見の主 要グループとして日本 人 研 究 者

田理論を支持する結果を得た。梶田隆章とSNO 実験のA.

データを得た。

Bファクトリー実験（日本の KEKB 加速器を用いたBelle 実験と、米米国立フェルミ加速器研究所のテバトロン加速器で、原子核乾板を用いて第三のニュートリノであLHC（ Large Hadron Collider ）るタウニュートリノを発見した。

高エネルギーの陽子同士を衝突させることにより、暗黒物質粒子や超対称性理論などが2008 〜 2018

予 言する未 知 粒 子の直 接 探 索と標 準 模 型

OPERA 実験 丹羽公雄らの精密検証を行う。名古屋大学はATLAS 実

2008『タウニュートリノによる振動確認実験』

験、LHCf 実験、FASER 実験で大きな役割を

原 子 核 乾 板 技 術による初のニュートリノ振 動 実果たしている。

2009
2009 〜

T 2 K 実験『ニュートリノの振動の精密測定実験』

LHCはCERN の陽子陽子衝突型加速器で、

験 CHORUS（ 1998 年 ）に続き、CERNからイタ

2001

茨城県東海村の大強度陽子加速器施設（ JPARC)からが 1999 年に開始され、国の PEP-Ⅱ加速器を用いたBaBar 実験）

2001 年に日米独立に、小林・益川理論の予言通りのCP 対称性の破れを確認し、小林・益川両博士の 2008 年ノーベル物理学賞受賞につながった。実験では、三田らの予言にもとづきB 中間子崩壊の測定が行われ、名古屋大学も大きな貢献を果たした。

295km 離れた岐阜県神岡町のスーパーカミオカンデに向かってミューニュートリノビームを打ち込み、振動して現れた電子ニュートリノを検出した。現在ニュートリノにおけるCP 対称性の破れの検証を目指して実験が継続されている。T2KはTokai to Kamiokaの意味。

リア 中 部 のグランサッソ研 究 所まで（ 7 3 0 k m ）ミューニュートリノビームを飛ばし、振 動で現れた

CERN（欧州原子核研究機構）『ヒッグス粒子発見』

2012

タウニュートリノ反応 10 例を原子核乾板で検出しニュートリノ振動現象が存在することの最終検証を行った。

2018 〜2018

スーパーBファクトリー（ SuperKEKB/Belle Ⅱ実験）

LHC 加速器を用いたATLAS 実験とCMS 実KEKB 加速器を改造してビーム衝突性能を40 倍に増強したSuperなヒッグス粒 子を発 見した。これにより標 準により、宇宙から消えた反物質の謎などの宇宙初期に隠された新し験で素粒子の質量起源を説明する上で重要模型で予言された粒子が全て発見されるとともに、HiggsとEnglertをノーベル物理学賞に導いた。

KEKBと、Belle 測定器の50 倍のデータを収集するBelle Ⅱ測定器

い物理法則の探索を行う。名古屋大学は独自開発の TOPカウンターを導入するなど大きな役割を果たしている。CERN の LHCb 実
験も同じ研究テーマに照準を合わせている。

2010