CERN・加速器実験CERN & accelerator experiments
加速器は、何を調べているのか。What do accelerator experiments explore?
陽子を極めて高いエネルギーで衝突させ、宇宙初期の高エネルギー環境の一端を再現する。そこに現れる珍しい反応や未知の粒子の痕跡を調べ、物質と宇宙を支配する根本法則に迫る。Collide protons at extremely high energies to recreate aspects of the high-energy environment of the early universe. Study rare reactions and traces of unknown particles to explore the fundamental laws governing matter and the universe.
- CERN
- 研究所The laboratory
- LHC
- 粒子を加速・衝突させる装置The particle accelerator
- ATLAS
- 衝突を調べる実験と検出器An experiment and its detector
CERNという研究所The CERN laboratory
CERN（欧州原子核研究機構）は、ジュネーブ近郊のフランスとスイスの国境にまたがる研究所です。世界各地の研究者が協力し、素粒子とその相互作用を研究しています。CERN, the European Organization for Nuclear Research, lies across the French–Swiss border near Geneva. Researchers from around the world work together to study particles and their interactions.
「CERN」は研究所の名前で、「LHC」はそこで使われる加速器の名前です。CERNの研究はLHCだけではありません。CERN is the laboratory; the LHC is one of its accelerators. CERN's research extends beyond the LHC.
CERN公式：研究所の紹介（英語）↗Official: About CERN ↗加速器から、衝突へFrom acceleration to collision
LHCでは、陽子を光速近くまで加速して衝突させ、そのエネルギーから普段の環境では生まれにくい重い粒子をつくり出します。反応の頻度や粒子の性質を理論の予測と比べ、既知の法則を確かめるとともに、未知の物理を探します。The LHC accelerates protons to nearly the speed of light and collides them, using the collision energy to produce heavy particles rarely created in everyday conditions. By comparing reaction rates and particle properties with theoretical predictions, researchers test known laws and search for new physics.
LHCは一周約27 kmのリングです。陽子などの2つのビームを逆向きに走らせ、決められた場所で衝突させます。ATLASは、その衝突点のひとつを囲んでいます。The LHC is a ring about 27 km around. Two beams of protons or ions travel in opposite directions and collide at chosen locations. ATLAS surrounds one of those collision points.
- 加速するAccelerate粒子にエネルギーを与えるGive particles energy
- 衝突させるCollide衝突から粒子が生まれるProduce particles in collisions
- 測るMeasure検出器の反応を記録するRecord detector responses
- 調べるAnalyse予測と多くのデータを比べるCompare data with predictions
ATLASで、痕跡を測るMeasuring traces with ATLAS
加速器が衝突を起こすのに対し、検出器はそこから出てきた粒子を調べます。ATLASでは複数の検出器を層状に組み合わせ、通り道やエネルギーなどの情報から粒子の種類と運動を推定します。The accelerator creates the collisions; the detector studies what emerges. ATLAS combines detector layers to infer particle types and motion from measurements of their paths, energies and other properties.
飛跡検出器、カロリーメータ、ミューオン検出器には、それぞれ異なる役割があります。また、トリガーは記録する衝突を選びます。1つの装置ですべてを測っているわけではありません。Tracking detectors, calorimeters and muon detectors have different roles. A trigger selects which collisions to record. No single device makes every measurement.
CERN公式：ATLAS実験（英語）↗Official: The ATLAS experiment ↗この画面で見ているものWhat this event display shows
SeekUnknownでは、過去に記録・公開されたATLASの衝突データを見られます。現在のCERNの中継映像ではありません。飛跡の曲がり方や検出器の形、再生の時間は、観察しやすいように模式化しています。SeekUnknown uses previously recorded, publicly released ATLAS collision data—not a live feed from CERN. Track curvature, detector geometry and playback timing are simplified for learning.
「どんな粒子が見えるか」「向きや運動量はどう違うか」から始めてみてください。1件の衝突だけでヒッグス粒子や未知の粒子を確定することはできません。多くの衝突、既知の反応による背景、測定の不確かさを比べて確かめます。Start by comparing which particles are present, their directions and their momenta. One event cannot establish a Higgs signal or a new particle. That requires many events, background comparisons and measurement uncertainties.
元データの一例：ATLAS Run 2・4レプトン（英語）↗Example source dataset: ATLAS Run 2, four leptons ↗SeekUnknownは独立した学習サイトです。CERN／ATLASの公式サイトや、両機関の承認を受けた表示ではありません。SeekUnknown is an independent learning site, not an official CERN/ATLAS website or an endorsed display.