反陽子水素原子を発見　東大物理　早野教授らが発表

東京大学大学院物理学専攻の早野龍五教授（＝写真）の研究グループは反陽子（）と水素分子イオンから、反陽子水素原子（プロトニウム）と水素原子を生じる反応を解明し、反物質と物質との化学反応の観測に世界で初めて成功し、論文を米国物理学会のフィジカル・レビュー・レターズ誌の１０月１２日号に掲載する、と発表した。

同グループは２００２年にスイスのジュネーブにある欧州合同原子核研究機構（ＣＥＲＮ）の研究所で、反水素原子（反陽子の周りを陽電子が回る）を大量に生産することに成功したことで世界の注目を集めた。

このときの実験は、超高真空の中で絶対温度１５Ｋの極低温という条件の下で行ったもので、その後さらに詳細に実験を解析した結果、今回の現象を発見したもの。

反水素原子は直径２．５ｃｍの円筒状実験装置の中央で生成し、周りの電極壁で消滅するが、反陽子と陽子が互いの周りを回っているプロトニウムは、両者が次第に近づき約１００万分の１秒で対消滅し約３個のパイ中間子を放出する。このパイ中間子を検出することによって、以前は「バックグラウンド」として考慮の対象外としていた場所で、プロトニウムが生成し消滅していたことが分かった。

今回の実験の結果、プロトニウムの大きさ（反陽子と陽子の距離）が従来理論上、直径が約１オングストロームとされていたものが、実は約５オングストロームあることが明らかとなり、素粒子４個（反陽子、陽子２個、電子）の簡単な衝突反応系で、理論と実験との間に明確な食い違いがあることが判明し、今後理論の再構築が進むものと期待されている。