名大

益川敏英
【坂田・小林との研究_C-P対称性に関する理論で素粒子を整理】

現代素粒子
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【1940年2月7日生まれ~2021年7月23日】

益川敏英の生い立ち

益川敏英は1940年に名古屋に生まれました。

生まれた年が 先の大戦の終戦に近いです。
その時代の人は幼少時代に強烈な思いを味わっています。
益川敏英は5歳の時に名古屋大空襲で自宅が焼夷弾を受け
非常に恐ろしい経験をしています。

そんな体験を経ているので、
(憲法）「9条科学者の会」に名を連ね、
平和運動に情熱を捧げていたそうです。

そんな益川さんは高校時代に科学雑誌で坂田 昌一が
「坂田モデル」を作り上げた事を知り、大いに
興味を抱き名古屋大学理学部に進みます。

当然、坂田研に所属して研究を進め、そこで後の盟友となる
小林誠と出会います。そして坂田研で博士論文をまとめ上げた後に、
そのコンビは共に京都大学で研究を進めるのです。

益川敏英と「六種類のクォーク」の物語

1960年代後半、素粒子物理学は激動の時代を迎えていました。中性K中間子の崩壊で、自然界の根本的な対称性であるはずのCP対称性が破れるという驚くべき事実が実験から示され、世界中の理論家たちが説明の糸口を探していました。名古屋大学の坂田昌一研究室は、そんな時代の最先端に立ち、常識に挑む若い頭脳たちであふれていました。そこにいたのが、若き益川敏英です。

当時、物理学者が「見えている」と信じていたクォークは三種類──アップ、ダウン、ストレンジ──だけでした。しかし益川は、坂田の薫陶を受けながら、既存の枠組みには収まらない「何か」を感じていました。坂田自身が、風呂に浸かっている最中にひらめいたという有名なエピソードがあります。「もしクォークを6種類考えたら、この理論は完結するのではないか……」。まだ観測されていない3種類のクォークを大胆に想定するという、常識破りのアイディアでした。

参考：中野董夫『坂田昌一と名古屋学派』（名古屋大学出版会）

その着想を受けて、益川は同じく若手の小林誠と議論を重ねます。二人は当時の弱い相互作用理論（電弱理論）が抱える欠点、特にCP対称性の破れを自然に説明する方法を模索しました。何度も黒板の前で計算を書き、消し、書き直し、夜遅くまで議論する日々。理論は時に行き詰まり、時に新しい光が差し込みました。まだ誰も見たことのない「六種類のクォーク」という世界地図を描く作業は、冒険に近いものでした。

そして1973年、二人はついに論文を発表します。そこでは、3世代6種類のクォークを前提とし、世代間の混合と位相を持つ行列（後にCKM行列と呼ばれる）を導入することで、CP対称性の破れを説明する新しい理論を提示しました。これが「小林・益川理論」です。

参考：M. Kobayashi and T. Maskawa, “CP-Violation in the Renormalizable Theory of Weak Interaction”, Prog. Theor. Phys. 49 (1973)

当初、この理論は国際的にはほとんど注目されませんでした。観測されていないクォークまで仮定する論文に懐疑的な目を向ける研究者が多かったからです。それでも益川と小林は粘り強く議論を続け、同僚たちの支えを受けながら、理論の精緻さを磨き上げていきました。やがて新しいクォークが次々に発見され、B中間子のCP対称性破れも実験で確かめられ、小林・益川理論は標準模型の重要な柱となります。

後年、益川は2008年にノーベル物理学賞を受賞し、この共同研究が世界的に評価されました。だが、その原点には、坂田昌一の風呂場でのひらめきと、常識に挑む若き研究者たちの情熱、そして何より理論がまだ実験を追い越していた時代の「冒険心」がありました。

参考：

そんな益川氏はノーベル賞受賞の際にはスピーチを英語で行う
慣例を守らずに、日本語でスピーチを行いました。
そんな益川さんが理路整然とした議論の枠組みを作り、
物静かな小林さんと深い議論をしていった結果として
小林-増川理論は出来上がり、素粒子の理解が進んだのです。

本稿の画像としては名大の風景を使っています。
二人はノーベル賞を京大時代にとりましたが、
その師は名大の人で出会いも名大でした。

いつも気持ちは名大にあった思います。
2021年、その一人益川さんが天に召されました。
享年81歳。謹んでご冥福をお祈りいたします。

〆

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nowkouji226@gmail.com

2021/07/31_初稿投稿
2025/03/17_改定投稿

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(2021年11月時点での対応英訳）

History of Toshihide Maskawa

Toshihide Maskawa was born in Nagoya in 1940. He is struggling because he is close to the end of the last war. He had a very scary experience when his home was incendiaryd by the bombing of Nagoya at the age of five. Therefore, he was listed in the (Constitution) “Article 9 Society of Scientists” and was passionate about the peace movement.

Mr. Maskawa learned that Shoichi Sakata created the “Sakata model” in a scientific magazine when he was in high school, and was very interested in it and proceeded to the Faculty of Science at Nagoya University. Naturally, he belongs to Sakata Lab and pursues research, where he meets his later ally, Makoto Kobayashi. After compiling his doctoral dissertation at Sakata Lab, the combination will proceed with research at Kyoto University.

Toshihide Maskawa’s Impressions

In particular, he chose the theme of building a theoretical framework for CP symmetry, which was a big impression at the time, and when he was taking a bath at home, Mr. Sakata got the idea that the theory would be completed when he thought about six types of quarks. ..

By the way, there were three types of quarks observed at this time, so the theory preceded them. When Mr. Maskawa won the Nobel Prize, he gave a speech in Japanese instead of following the convention of giving a speech in English. Mr. Maskawa created a framework for coherent discussions,

As a result of deep discussions with Mr. Kobayashi, who is quiet, the Kobayashi-Masukawa theory was completed, and the understanding of elementary particles was advanced. The image of this article uses the scenery of Nagoya University. The two won the Nobel Prize during the Kyoto University era, but the teacher was a Nagoya University person and met at Nagoya University. I think my feelings were always at Nagoya University.

One of them, Mr. Maskawa, was called to heaven.

He is 81 years old.

He sincerely prays for his soul.