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'''アクシオン'''（{{Lang-en|axion}}）、あるいは'''アキシオン'''とは、[[素粒子物理学]]において、
[[強い相互作用標準模型]]を記述すの未解決問題のひとつである[[量子色力学:en:Strong CP problem|強いCP問題]]に関連を解決するとしてその存在が期待されている仮説上の未発見の[[素粒子]]である。
[[暗黒物質]]の候補の一つでもある。
== 概要 ==
[[標準模型]]には[[CP対称性]]を破る位相パラメーターが２つ存在する。
量子色力学においては、電荷共役と空間反転のオペレータであるCP変換を施した場合、理論は一般には不変にならない。すなわち、量子色力学で[[CP対称性]]が成り立つのは特別な場合である。
一つは[[CKM行列]]の位相であり、もうひとつは[[量子色力学]]の位相である。
これは量子色力学での[[真空]]がもつ位相が一般にはゼロでないことを意味する。さらに[[標準模型]]ではそれと全く関係のないクォークの[[質量]]行列の位相を足しあげた後でゼロになることが必要である。
量子色力学におけるCP対称性[[CKM行列]]の破れ位相は[[中性子ベル実験]]のを始めとする[[電気双極B中間子]]などを通して観崩壊の精密測できるが、観測事実定によって測られており、きわめて高い精度で[[CKM行列]]はCP対称性が成立しを大きく破っていることが分かっ知られてきたいる。
一方、量子色力学におけるCP対称性の破れは[[中性子]]の[[電気双極子]]などを通して観測できるが、量子色力学では極めて高い精度でCP対称性が成立していることが分かってきた。
物理的根拠の異なる二つの量が高い精度で相殺されるのは極めて不自然なことであり、何らかの説明が必要であると考えられた。
この両者の違いは[[標準模型]]の破綻を必ずしも意味しないが、何らかの説明を必要とする不自然なものであると考えられた。
この問題は'''[[:en:Strong CP problem|強いCP問題]]'''（{{en|strong CP problem}}）と呼ばれている。
'''アクシオン'''は強いCP問題の解決策の一つとして提唱された未発見の粒子である。
'''アクシオン'''<nowiki>が存在すれば、その謎をいとも簡単に説明してくれる。このような{{</nowiki>[[Template:告知|不明]]<nowiki>}}特性を持つ素粒子があるとすれば、これまで行われてきた実験や観測、宇宙論と矛盾しないようなものであると考えられる。そのような検討の結果、質量は</nowiki>[[電子]]の約1億分の1以下という非常に微小なものだと考えられている。
アクシオンは[[:en:Peccei–Quinn theory|Peccei-Quinn対称性]]の[[自発的対称性の破れ]]に伴って出現する(擬)[[南部・ゴールドストーン粒子]]である。
Peccei-Quinn対称性は量子色力学に対して[[量子異常|アノマリー]]を持ち、この性質によりアクシオンは量子色力学の位相を動的に吸収することが可能となっている。
様々な実験や観測を考慮した結果、アクシオンの質量は[[電子]]の約1億分の1以下という非常に微小なものだと考えられている。
さらにはアクシオンは強い[[磁場]]の中で[[光]]に変わると予測されており、この性質を利用して検出が世界各国で試みられている。たとえば[[東京大学]]のグループは、太陽から飛来するアクシオンを強磁場を[[印加]]して[[X線]]に変換し検出する試みを行っている。[[暗黒物質]]の候補にもあげられているため、京都グループは[[リュードベリ定数|リドベルグ原子]]を用いて検出する独自のアイディアにより探索を続けている。アメリカのグループは、超伝導磁石を用いた強磁場の元で暗黒物質のアクシオンが電磁波に変換して検出を試みる最先端にいる。最近では素粒子実験物理学のメッカであるヨーロッパの[[欧州原子核研究機構|CERN]]においても、太陽から飛来するアクシオンを大変高い感度で検出を試みる実験が進められている。
== 外部リンク ==
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