我們為何能夠存在於宇宙？

日本東京大學Kavli數學物理學聯合宇宙研究機構 所長
Coursera人氣課程“從大爆炸到暗能量”講授者
村山齊 科普力作

激蕩人心的自然解謎之旅
迫近物質世界存在的真相

我們以及我們的物質世界，為何能存在於宇宙？物質與反物質成對湮滅，應當使得宇宙中空無一物。但一部分反物質卻神秘消失，物質世界因而得以幸存。這背後的神秘“力量”究竟是什麼?

本書圍繞“我們為何存在於宇宙”這一問題，從可感的物質世界出發，層層深入至微觀粒子世界，結合基本粒子標準模型的體繫，一路探索至中微子與反物質及物質世界間的隱秘關繫。本書不止沉潛於對前沿研究的講解，更是一部激蕩人心的自然解謎佳作，能夠讓讀者體會到自然探索中的感動與沉醉。

村山齊（Hitoshi Murayama）

1964年出生。
1986年東京大學畢業。
1991年修完東京大學博士課程，專業為基本粒子物理學。
曾任日本東北大學助教，自2000年開始擔任加利福尼亞大學伯克利分校教授。
2002年，榮獲西宮湯川紀念獎。
2007年，日本文部科學省創立的研究基地——東京大學卡弗裡數學物理聯合宇宙研究機構（IPMU），村山先生擔任第一代所長職務。
主要研究課題為超對稱性理論、中微子、初期宇宙、粒子加速器實驗的現像論等。與科學家共同協作，推動宇宙研究的發展，同時為將研究成果回報給社會，積極投身市民講座和科學教室等演講活動。

第1章 靦腆的中微子001
1．首尾相接的“宇宙之蛇”002
2．未知的“黑暗樂園”004
3．宇宙中充滿了中微子007
4．探索原子的世界010
5．消失的能量012
6．泡利的預言013
7．核電站中的“幽靈”016

第2章 基本粒子的世界019
1．宇宙是由大量基本粒子構成的020
2．質子和中子是由誇克構成的022
3．基本粒子都是“三兄弟”024
4．基本粒子有“味”？026
5．力是粒子的交換028
6．強力的真相032
7．弱力的真相033
8．四種力的統一035
9．CP對稱性破缺038
10．小林-益川理論的登場040
11．驗證小林-益川理論043

第3章奇異的中微子世界045
1．掌握關鍵的中微子046
2．中微子的質量049
3．中微子與時間058
4．利用中微子觀測太陽061
5．太陽中微子問題064
6．KamLAND實驗066
小專欄——神岡探測器與中微子070


第4章極輕的中微子之謎073
1．中微子總是左旋的074
2．超重量級的左旋反中微子076
3．傳達“力的統一”的基本粒子079
4．左旋中微子極輕的原因081
答疑解惑084


第5章中微子是淘氣鬼？087
1．力的統一與中微子088
2．中微子的饋贈090
3．利用中微子研究物質與反物質的行為093
4．μ子中微子變成了電子中微子094
答疑解惑098


第6章希格斯玻色子的真相101
1．希格斯玻色子是“上帝粒子”？102
2．利用小型汽車的踫撞打造重型坦克107
3．1015次撞擊產生10個希格斯玻色子111
4．99．999 94%的準確率113
5．探尋光子和μ子115
6．預言新粒子存在的希格斯博士122
7．對稱性自發破缺124
8．希格斯玻色子冷卻後建立了宇宙的秩序127
9．看不見“臉”的希格斯玻色子132
10．新時代的開啟——探尋希格斯玻色子的容顏133
11．實現統一的時代137
答疑解惑141


第7章我們為何存於宇宙145
1．宇宙正在膨脹146
2．大爆炸的證據148
3．暴脹理論152
4．由基本粒子的漲落引起的褶皺156
5．迫近宇宙的開端160
6．被寄予厚望的“超弦理論”164
7．迫近比原子還要微小的宇宙開端167
8．“SuMIRe項目”與宇宙的過去和未來173
答疑解惑175


後記177