エンタメ解説

豚汁標準模型入門

駒場理数アドベントカレンダー2025,駒場祭,豚汁

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どうも豚汁の王です。

あっという間に3週間が過ぎ、とうとう駒場理数豚汁カレンダーも最終日となりました。

たくさんの良い記事のおかげか思った以上に反響があり、個人的にとても嬉しく思っております。
ぜひこの機会にもう一度振り返ってみてくださいね。

それでは本題に入りましょう。
本日は先日行いました駒場理数交流会における実験結果を駒場祭より一足先にプレプリントとして公開いたします。

実際に以下の4種の豚汁を我々豚汁探検隊は駒場祭にて販売いたします。
場所は銀杏並木E5、銀杏並木のド真ん中であります。
駒場祭の地図

以下の記事が11/22-24日に駒場(Koma field)に来場された際にどれを注文するかの参考になれば幸いです。

豚汁標準模型

豚汁標準模型について11/16日に行われた実験結果を以下に報告します。
豚汁
豚汁標準模型では豚 braneが重要な役割を果たします。
開弦(open string)は豚brane上に端点を持ち、さらには閉弦(closed string)であるgravi豚を放出、吸収します。
そのstringの振動モードにより、豚汁の豊富な具材が作られているのです。

以下は豚braneから生じる様々な素粒子、現象について説明して行きます。
N枚重なった豚brane

Satoimo粒子により豚汁が真空期待値を獲得することで$SU(2)\times U(1) $の対称性が破られ、残された$U(1)$対称性が電磁気力となり、破れたSU(2) gauge bo豚は質量を獲得し、電荷を持つDaikon$D^\pm$と電化を持たないSyoga boson $S$に分かれます。
Syoga bosonはDaikonより電荷も持たず質量が大きいため見つかりにくいですが、隠し味として豚汁標準模型において重要な役割を果たしています。
これがいわゆるSatoimo機構です。

また、豚汁内を埋め尽くすMisonは核力を媒介しており、これはQCDのカイラル対称性の自発的破れにより生じた南部-Goldston bo豚の一種です。

にんじん/ごぼう対応

豚braneを異なる二つの視点から眺めてみることで以下のにんじん/ごぼう対応が導かれます。

open stringは豚brane上に端を持ち、その豚brane上の有効理論としてd次元の超対称ごぼうとして記述されます。こちらは共形対称性を持っています。
一方、豚braneは非常に大きな質量を持っており、背景時空を曲げ、それは一つ次元の高いd+1次元の超にんじん理論の古典解として記述されます。

以上のように、豚brane上の有効理論という見方と、超にんじん理論の古典解という二種類の異なる見方があることがわかります。

このことから一見異なるにんじんとごぼうの間に非自明な対応関係があると主張するのがにんじん/ごぼう対応です。

実際に我々の豚汁では3次元のにんじんの分配関数とスライスされ2次元であるごぼうの分配関数が一致することを確認しました。

物質場

物質場は以下のようにレプ豚と後述のquarkによって構成されます。
レプ豚は質量以外同じ性質を持つ3世代を形成していますがなぜこのような構造を持つのかは未だ判明していません。
懸命な読者の方々が実際に実物を食べることでこの謎を解き明かすことを我々は望んでおります。
レプ豚汁

gauge bo豚

pho豚は電磁気力を媒介するU(1)gauge bo豚です。質量を持っていないため光の速さで動きます。
pho豚汁
これは美味しいです。
おすすめですよ〜

quark soup

quarkはSU(3)ゲージ理論のゲージ場であるgluonによりquark間で相互作用をし、それにより閉じ込めが起ことでhadronを構成します。
しかし、高エネルギーに行くと閉じ込めから非閉じ込めの相転移が起こり、hadronが溶けquarkが自由に動けるようになります。
そのような状態はquark soupと呼ばれビッグバン直後などに実現されていたと考えられております。
豚汁ではガスコンロによる加熱を行うことでそのような超高エネルギー環境が実現されております。

quark soup
写真のように様々なカラーを持ったquarkたちがgluonと絡み合いスープになっております。

gravi豚

gravi豚汁
gravi豚は、豚ブレーンにより生成、消滅されます。
写真から分かるように閉弦(closed string)によって記述されます。
spinが1である他のgauge bo豚とは異なり、gravi豚はspin 2であり$+$と$\times$の2種類の偏極モードを持ちます。
物理学者の長年の夢であったgravi豚の検出を鍋とガスコンロを用い超高エネルギー実験場を作り出すことで今回の観測成功に至りました。