アルバート・アインシュタイン（Albert Einstein）が１９０５年に発表した特殊相対性理論の論文中にある有名な方程式『E=mc²』が、１００年ほどたった２００８年の１１月２１日、仏理論物理学センターのフランス、ドイツ、ハンガリーの物理学者のチームによってようやく証明され、アメリカの科学誌『サイエンス(Science)』で発表された。
実はアインシュタインが提唱した特殊相対性理論の『E=mc²』という方程式、多くの場面で実際に用いられてきたのだが、今までは仮説でしかなく証明されてはいなかったのである。
証明手順の概要は以下のとおり。
まず、量子の世界では、陽子と中性子はクォークという素粒子でできており、クォーク間の結びつきはグルーオンと呼ばれる素粒子が担っている。
しかし、クォークの質量は全体の５％程度であり、さらにグルーオンの質量はゼロであるという事実が知られていた。
つまり陽子や中性子を構成するクォークとグルーオンの質量は、陽子や中性子の質量よりもはるかに少なかったのである。
いったい残りの質量はどこにあるのだろうか・・・。
その答えはエネルギーである。
アインシュタインの特殊相対性理論の中で、E=mc²という方程式はエネルギーEが質量ｍに光速ｃの２乗を乗じたものに等しいと言うことを表しており、エネルギーと質量の関係式となっている。
つまり中学校や高校で習った『質量（原子や分子）は消えてなくなったり突然現れたりはしない』というのは、実はウソで、質量がエネルギーになったりエネルギーが質量になったりするのである。
仏理論物理学センターのフランス、ドイツ、ハンガリーの物理学者のチームは、世界最高性能のスーパーコンピューター数台を使って、原子核を構成する陽子と中性子の質量を算出し、E=mc²を証明することに成功した。
質量が、クォークとグルーオンの運動や相互作用によって発生するエネルギーへと変わっていることが分かったのである。
元々今回の研究において、質量がエネルギーになっているということはなんとなく予測されていたのだが、実際に素粒子のレベルでE=mc²を解くのは非常に難しいとされていたため、今回の研究グループの研究成果は高く評価されている。
