素粒子の「やさしい解説」を何度聞いても、どうにも腑に落ちない…。そんな方こそ本書『素粒子論はなぜわかりにくいのか』はいかがでしょうか。何とか素粒子のイメージをつかみたい、今度こそわかりたいあなたにおすすめです。

2013年のノーベル物理学賞は、クォークや電子などの素粒子が質量を持つメカニズムを、半世紀以上も前に理論的に解明したヒッグスとアングレールに贈られた。前年に、このメカニズムから予想される粒子(いわゆるヒッグス粒子)の存在が確認され、「⁠素粒子の標準模型」が一応の完成を見たとされるだけに、素粒子論の専門家にとっては、すっきりする授賞だったろう。

しかし、すっきりしないのが、専門家以外の人たちである。ヒッグス粒子の発見以来、素粒子に関する一般向けの解説書がいろいろと出版されたものの、その内容がきちんと理解できる人は、あまり多くないはずだ。こうした解説書を執筆する物理学者は、最先端研究の華やかな部分を中心に紹介しがちだが、素粒子の標準模型は、長い年月にわたる理論的発展の最終段階であり、これを理解するには、前提となるさまざまな知識が必要となるからである。

標準模型を理解するのに必要な知識には、場の量子論・ゲージ対称性とその破れ・摂動法・繰り込みなどがあり、いずれも、物理学専攻の学生を対象として、大学3、4年次から大学院で教えられる内容である。数式を使わずに説明するのはほとんど困難で、多くの解説書は、名称に言及することはあっても、内容にまで踏み込まない。しかし、こうした知識は、素粒子論の全体像を把握する上で不可欠であり、これなしには、そもそも「素粒子とは何か」についての基本的な理解すら得られない。

本書は、できるだけ数式を用いず、具体的なイメージに基づいて場の量子論やゲージ対称性についての解説を行い、一般の人にも「素粒子とは何か」を理解してもらおうという試みである。厳格な物理学者は、数式こそが物理法則を記述する唯一の言語であり、数式を使わない説明は粗雑なアナロジーにすぎないと批判するかもしれない。だが、素粒子論を理解するための第1歩としては、こうした試みも必要ではないだろうか。

吉田伸夫（本書「まえがき」より―）