身のまわりの物質を細かく見ていくと、原子、原子核、そして陽子・中性子といった核子にたどり着きます。現代物理学は、核子が3つのクォークの組み合わせでできていることを明らかにしました。クォークが束になった粒子の総称が「ハドロン」——3つのクォークからなるバリオンと、クォーク・反クォーク対からなるメソンです。私たちは加速器という大型実験装置を使い、クォークがどのように組み合わさってハドロンが形づくられるのか、その一般的な性質を実験的に解き明かすことを目指しています。

ハドロンを特徴づける量のひとつが「質量」です。その大部分は、宇宙創成期にカイラル対称性が自発的に破れたことでダイナミカルに生み出されたと理論的に考えられています。このメカニズムを検証するため、高密度の原子核内部でハドロンの性質がどう変化するかを精密に測定しています。

これらの研究は「物質はどのように生まれたのか」という根源的な謎の解明につながります。仙台の電子加速器から、SPring-8、J-PARC、イタリアINFNまで——世界の加速器施設を舞台に、私たちは日々この謎に挑んでいます。