素粒子や宇宙物理学で「対称性の破れ」という言葉が登場します。ノーベル賞の南部陽一郎博士も研究されていたようですが、どういう意味を持つのでしょうか？先日紹介した「宇宙を解くパズル」の中で、色々な例え話が出てきてイメージしやすいので、紹介します。
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左上をご覧ください。鉛筆の芯を下にして立てた時（かなり難しい）は対称性がありますが、バランスを崩して倒れた状態が「対称性が破れた」となります。左下はアリストテレスが「天体論」の中で提唱した「対称性の自発的破れ」です。円周上にパンが等間隔で置かれていて、中心にお腹を空かした人がいます。この状態は対称性を保っていますが、パンを取りに行くと対処性が崩れますね。 右上の左は、エネルギーの極小点が中心にある場合で対称性があります。右は中心部分のエネルギーが少し高くなっていて、その周囲がリング状にエネルギーの極小となっています。これも破れ状態です。 ヒッグス粒子や超電導はこのような状態になっているそうです。このエネルギー状態を傾けると、極小はリングから点に変化します。 対称性からの破れは至る所に存在します。宇宙や我々が存在すること、右効きが多いこと、心臓が左、肝臓が右にあること、L体のアミノ酸が生理活性があることなどなど。対称なものを探す方が大変かもしれません。粒子と反粒子が対称にある状態だと、消滅してしまうので、破れた状態になって物が存在するようになるようです。