物質なのに質量ゼロの光子の謎も説明！質量を生み出す「ヒッグス粒子」とは？

この記事の動画解説はコチラ↓↓

質量とは何か？物質なのに質量ゼロの光子の謎

私たちはどんな物質であれ、どんどん大きくなって物質の量が多くなれば質量が大きくなることを知っています。

小さな子供より、お相撲さんのほうが質量は大きくなりますし、密度の小さいアルミより密度の大きい鉄（スチール）の方が、同じ大きさでも質量が大きくなります。

質量という単位を厳密に定義することは非常に難しい問題ですが、これは簡単に言ってしまえば、そこに含まれている物質がどれだけあるのかという量を示す値と言えます。

普通に暮らしている分には、質量とはこういう単純な理解で問題はありません。

しかし、物理学者たちは量子力学という世界を発見し、物質を作り出す最小単位の世界を覗き見るようになりました。

このとき問題になったのが、素粒子1つ1つの質量はどうやって決まっているのかという問題でした。

例えば原子は原子核に含まれる陽子と中性子の数で重さが決まります。この陽子と中性子は「クォーク」と呼ばれる素粒子の集まりです。

そのためクォーク1つ1つには当然質量があります。

しかし、ここで問題となったのが同じ素粒子でも、質量がゼロというとんでもない存在がこの世界に存在することです。

それが光子です。光子は質量を持ちません。

さきほど、質量は物質の量だという話をしましたが、では光子はこの世界に物質として存在しないのでしょうか？

当然そんなことはありません。

光子はたしかに物質としての存在を持っていて、粒子として観測すれば1つ2つと数えることができ、この世界でさまざまな仕事をすることができます。

では、なぜ光子は質量を持たないのでしょうか？

この問題に答えるためには「物質がこの世界に存在すれば、そこには自然と質量が生じる」という考え方を捨て去らなければなりません。

質量には明らかになんらかの原因があり、その結果として生じていると考えられるのです。

量子論は当然、それが何らかの素粒子との相互作用によって生じると予測します。

そして発見されたその「何らかの素粒子」が、ヒッグス粒子なのです。

つまり質量とはヒッグス粒子との相互作用で生じていたのです。

しかしそれは一体何を意味するのでしょうか？　一体この世で質量が生じるメカニズムとはどういうものなのでしょうか？