4コマ「「重さ」はどこから来るの? ヒッグス粒子のはなし」。1コマ目みい「ヒッグス粒子は、写真で見つけたの?」、2コマ目ゆう「変化してできた別の粒の記録から、その存在を調べたんだよ」、3コマ目みい「直接見なくても、残ったものでわかるんだ!」、4コマ目みい「ゆうが何をしたかも、わかった!」
みいみい

ねえゆう、なんでものにはおもさがあるの?

ゆうゆう

いい質問しつもんだね。じつは「重さ」と「重力じゅうりょく」は、少しちがうんだよ

「重さ」と「重力」は、少しちがう

「重さ」はどこから来るの? ヒッグス粒子のはなし(「重さ」と「重力」は、少しちがう)
ゆうゆう

体重計にのって出る「重さ」は、地球ちきゅうがぼくらを引く力のことなんだ

みいみい

じゃあ、「重さ」って、引っぱる力のことなの?

ゆうゆう

その力を重力ってぶよ。物そのものの「中身なかみりょう」とはちがうんだ

みいみい

物そのものの「中身の量」って、どういうこと?

ゆうゆう

おやつ入りのかばんと、空っぽのかばん。同じ形でもち上げにくさがちがうよね

みいみい

空っぽのほうが、かるーい! 中身の量が少ないんだ!

ゆうゆう

その「中身の量」が質量しつりょうだよ。場所ばしょつきわっても、質量そのものはかわらないんだ

みいみい

ゆう、おやつ入りの自分までくらべてない?

ゆうゆう

おやつ入りのぼくは、もっと持ち上げにくいかもしれないなあ

みいみい

ゆうは、おやつを出してからろうよ!

宇宙うちゅうには見えない「ヒッグス場」が広がっている

「重さ」はどこから来るの? ヒッグス粒子のはなし(宇宙には見えない「ヒッグス場」が広がっている)
ゆうゆう

宇宙には、目に見えない「ヒッグス場」が広がっていると考えられているんだ

みいみい

場って、なに?

ゆうゆう

宇宙のあちこちに、しみわたっている見えないもの、と思ってごらん

みいみい

宇宙じゅうに見えないものがあるなんて、ちょっとびくびくするの……

ゆうゆう

プールの中を歩くとき、歩きにくさが人によってちがうこと、あるよね

みいみい

みい、水の中うごきにくいの!

ゆうゆう

電子でんしやクォークっていう、とっても小さいつぶのなかまも、このヒッグス場とのかかわり方がそれぞれちがうんだ

みいみい

関わり方のちがいが、質量につながると考えられているんだね!

みいみい

じゃあ、宇宙は巨大きょだいねこプールなの!?

ゆうゆう

想像の中なら、星の浮き輪が必要だね!

みいみい

星の浮き輪でぷかぷか、ねこじゃらしを追いかけるの!

ゆうゆう

想像の中では、おやつを浮かべて競争しよう!

みいみい

およぎながら食べたら、おやつがふやけちゃうよ!

ゆうゆう

でも、これは想像のたとえだよ。水のような物質ではないんだ

みいみい

粒が本当にゆっくりうごく話でもないんだね!

ゆうゆう

そう。粒との関わり方のちがいを、プールでたとえたんだ

ヒッグス粒子は、場がぷるんとゆれた合図

「重さ」はどこから来るの? ヒッグス粒子のはなし(ヒッグス粒子は、場がぷるんとゆれた合図)
ゆうゆう

そのヒッグス場が、ぷるんとゆれると「ヒッグス粒子」が生まれるんだ

みいみい

ぷるん?

ゆうゆう

しずかなミルクプリンを、ゆびでちょんとゆらすとなみがたつよね。あれに近いよ

みいみい

ぷるぷる、みたい!

ゆうゆう

2012年、LHCっていう大きな実験じっけんそうちで、その性質せいしつにあう粒が見つかったんだ

みいみい

それって、撮影さつえいして見つけたの?

ゆうゆう

直接ちょくせつ写真しゃしんをとったわけじゃなくて、こわれてできた粒の記録きろくから見つけたんだよ

みいみい

にゃんと!! ぷるんを見つけたら食べられる?

ゆうゆう

ヒッグス粒子は、すぐべつの粒に変わってしまうから、おやつにはできないねえ

みいみい

食べられないなら、みいのおやつはまもられたんだね……

ぼくらの重さ、ぜんぶがヒッグス由来ゆらいではない

「重さ」はどこから来るの? ヒッグス粒子のはなし(ぼくらの重さ、ぜんぶがヒッグス由来ではない)
ゆうゆう

でも、ぼくらの重さぜんぶが、ヒッグス由来ってわけじゃないんだ

みいみい

にゃんで?

ゆうゆう

陽子ようし中性子ちゅうせいしっていう、体をつくる粒があるんだけど

みいみい

ぼくらの体の中に、そんな粒がいるの?

ゆうゆう

その重さの多くは、中で動きまわる力のエネルギーからきているんだよ

みいみい

中身だけじゃなく、動く力も重さになるんだね!

ゆうゆう

小さな肉だんごの中で、材料ざいりょうだけじゃなく、ぎゅっと動く力そのものも重さになる、そんなかんじだよ

みいみい

力も重さに加わるから、材料だけではまらないんだね!

ゆうゆう

だから、陽子や中性子の重さの多くは、ヒッグスだけではないんだ

みいみい

ヒッグス粒子だけじゃないんだね。ゆうのふっくらはおやつだね!

ゆうゆう

それはねえ……おやつのエネルギーのせいだねえ

ねこ換算

ゆうゆう

ヒッグス粒子の重さは、陽子のおよそ133ばいなんだ

みいみい

ねこにしたら、どれくらいの大きさになるの?

ゆうゆう

ねこの体重、だいたい4キログラムを133倍すると、およそ532キログラム

みいみい

にゃんと!! それって、なにと同じくらい?

ゆうゆう

グランドピアノ、2台分くらいの重さだよ

みいみい

ピアノねこ、おもそう……

みいみい

これは粒子とねこを同じしくみでくらべてるの?

ゆうゆう

これは粒子とねこを同じしくみでくらべるわけじゃなくて、重さの比だけを感じるための計算なんだ

3ぎょうまとめ

  • 体重計でわかる「重さ」は重力の力、物そのものの量は「質量」で、少しちがう

  • 宇宙にはヒッグス場が広がり、素粒子そりゅうしとの関わり方のちがいが質量につながっていると考えられている

  • ヒッグス粒子は場のゆらぎとして発見はっけんされたが、ぼくらの重さぜんぶの理由ではない

きょうのナゾ

「重さ」はどこから来るの? ヒッグス粒子のはなし(きょうのナゾ)
みいみい

ねえ、ヒッグス場って、どうして今の強さなの?

みいみい

それって、まだだれにも答えが決まっていないなぞなの?

ゆうゆう

うん。博士はかせたちも、いっしょうけんめい調しらべているところなんだ

みいみい

ヒッグス粒子の重さも、まだわからないの?

ゆうゆう

なぜ今の大きさなのか、まだ答えが出ていないんだよ

みいみい

新しい粒が、かかわっているかもしれないの?

ゆうゆう

かかわっているかもしれない、と考える博士もいるんだ。楽しみだね

つぎはこれ!

おとなメモ(おうちの方・先生へ)

  • 日常語の「重さ」は重力による力(重量)と、物体の量である質量を混同しやすい表現です。本文では体重計の例で意識的に区別しています。

  • 「ヒッグス場が粒子を動きにくくする」(プールのたとえ)は導入用の比喩です。ヒッグス場は粘性や摩擦で速度を落とす媒質ではありません。標準模型では、自発的対称性の破れに伴うヒッグス場の真空期待値と、粒子の結合の強さ(湯川結合)が質量項を与えます。

  • ヒッグス粒子はヒッグス場そのものではなく、その量子励起(場のゆらぎ)です。2012年のATLAS・CMS実験による発見は、崩壊生成物の統計的な解析によるもので、粒子を直接撮影したものではありません。

  • 電子やクォークの静止質量にはヒッグス機構が寄与しますが、陽子・中性子の質量の大部分は、量子色力学における閉じ込め、クォークの運動、グルーオン場のエネルギーに由来します。したがって「ヒッグス粒子がすべての物の質量を作る」は不正確な単純化であり、本文でも明確に否定しています。

  • ねこ換算は、ヒッグス粒子の質量(約125 GeV/c²)を陽子の質量(約0.938 GeV/c²)で割った比(約133)を、ねこの体重(約4kg)に当てはめた比喩です。粒子の質量をねこの体重へ物理的に変換できるという意味ではありません。

参考にした資料

(最終更新日: 2026-08-11)