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受賞経験多数!日本のお家芸「ニュートリノ研究」はすごかった

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2016/10/14

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2015年の梶田氏のノーベル賞受賞や2002年小柴氏の受賞で一躍有名になったニュートリノとスーパーカミオカンデ。しかし、すごい研究はこれだけにとどまりません。

ニュートリノの研究は日本のお家芸とも呼ばれ、ノーベル賞にはならなかったものの、世界から認められている様々な研究が数多く存在しています。

まだまだ研究途中、ニュートリノ

その中でも特に、注目すべき2つの研究があります。この2つの研究はノーベル賞の翌年である2016年に、ブレークスルー賞を獲得しました。これは、世界で流れを変える新たな突破口となるような優れた研究成果に与えられる賞です。

どのような研究だったのか、またそれらが世界に与えたインパクトがどのようなものであったかを世界からの声と共にご紹介しましょう。

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宇宙はどうして消滅しないのか?消えた反物質の謎を追う

2016年のブレークスルー賞に選ばれた研究のうちの1つはT2K実験と呼ばれる実験です。

ノーベル賞を取った研究では、宇宙から超新星爆発によって出されたニュートリノや、地球の大気中で宇宙から飛んで来た粒子が作ったニュートリノを観測することで行なっていました。

しかし、このT2K実験では茨城県の東海村で人工的にニュートリノを作り出し、スーパーカミオカンデへと打ち出しています。

東海村(T)から岐阜県の神岡(K)へと(to=2)ニュートリノを飛ばすため、T2K(Tokai to Kamioka)実験と呼ばれています。東海村と神岡町をつなぐ直線上の土地の地下では、打ち出されたニュートリノが走っているのです。

2015年のノーベル賞は「ニュートリノの種類が変わる現象を、世界で初めて確かなものとして確認し、その結果としてニュートリノに重さがあることを証明した」というものでした。

しかし、このニュートリノの変身にはいくつかのパターンがあり、ニュートリノの重さ以外のこともわかる可能性があります。

T2K実験のすごいところは、よくコントロールされた人工のニュートリノを使うところにあります。

ノーベル賞で調べたのとはまた違う種類の変身パターンを詳しく調べて、宇宙がどうして今のような姿になったのか、という謎に迫れるかもしれない、というのです。

宇宙が生まれた時には、物質と反物質の両方が存在していたと言われていますが、この両者が出会えば物質はエネルギーとなって消えてしまいます。

もしまったく同じ量だけの物質と反物質があれば、今のこの世界は消えてなくなっていたはずです。

しかし、こうして存在しているということは、物質と反物質がほんの少しだけ量がちがったか、同じ量だけ作られたけれど、のちに違った反応を起こして物質の方だけがほんの少し多く残ってしまったか、です。

この謎の答えはまだ出ていませんが、T2K実験ではこの謎に迫るのに必要なニュートリノの変身パターンを世界で初めて観測し、ブレークスルー賞となりました。

今後、多くの研究者たちが、この観測を糸口に、物質が多い宇宙の謎に挑んでいくことになります。
  

素晴らしい発見

次に紹介する実験は、まさに反物質の世界でもニュートリノの変身が起こるということを世界に先駆けて証明したものです。

初めて見つかったのは1956年のことですが、この時見つかったニュートリノは、実は普通のニュートリノではなく反粒子のニュートリノ(反ニュートリノ)でした。これは先ほど話した反物質をつくる反粒子の仲間です。

1998年にスーパーカミオカンデがニュートリノの変身を証明した後も、反ニュートリノも変身するのだという確証はずっと得られないままでした。それを世界で初めて確認したのが、東北大学がすすめて来たKamLANDという実験です。

スーパーカミオカンデのすぐ隣、昔、小柴氏がつくったカミオカンデの跡地に作られています。KamLANDという名前は「神岡にある(Kamioka)液体( Liquid)の反ニュートリノ(Anti- Neutrino)検出器(Detector)」という意味合いでつけられています。

KamLANDはスーパーカミオカンデとは違い、水ではなく、電気をもった粒子が走ると蛍光を発する特殊な油を大きなタンクの中に溜めています。この油は水よりも光りやすく、より小さなエネルギーをもった粒子でも見つけることができます。

そのため、水を使うスーパーカミオカンデではニュートリノと反ニュートリノの見分けが難しいのに対し、このKamLANDは名前に「反ニュートリノ検出器」とあるように、反ニュートリノをニュートリノと区別して観測することができるのです。

KamLANDは柏崎や若狭、浜岡などにある原子力発電所などで発生し、飛んで来る反ニュートリノをとらえ、反物質の世界でもニュートリノの変身が起こることを証明しました。

2002年のことです。この業績がたたえられ、今回のブレークスルー賞となりました。

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世界のニュートリノ研究をリードするこれらの日本研究成果に世界各国から賞賛の声や驚きの声など様々な声が届いています。どのような声があったか見ていきましょう。 

すばらしい!
この検出器、「イーグルアイ」のメインコンピューターみたいだね。
物理学にとって、本当にビッグな成果だね!
反ニュートリノ…ミステリーだね!
すごい!私たちは今、科学のロゼッタストーンをもってる。新たな地平が見える!
どうして、反ニュートリノがちゃんと届くの?反物質なら消えてしまうんじゃないの?
この研究は偉大だよ!
検出器の中には目玉がいっぱいついてて、いつでもニュートリノを見張ってる。これじゃあ、見逃すはずないね!
すっごく、良い研究成果。詳しいことが知りたいな。
この成果すごいね。すっごくわくわくする。
すてき…!!!!
反物質?反粒子?大丈夫なの?
僕だけかもしれないけど、これ、すっごくクールだと思ったよ!
将来の発見に向けて、もっともっと頑張ってほしい。世界は希望とワクワク感を必要としているんだ!
実は、ニュートリノについてよくわかってないんだ。だれか解説して?
すばらしい成果だね!そのうちダークマターも発見するんじゃないか?
検出器の対称的な感じがすっごくいいね。
研究成果に驚きだよ。でも、自然はすごく美しいね。調和を感じる。
すごい技術だね!
科学ってすごい!

研究者だけでなく、芸術方面のお仕事の人や、私たちのように普通に暮らしている人たちからも、海外では多くの反応がよせられていました。

日本の科学が世界の人々に与える夢やインスピレーションってとっても大きいんですね。せっかくだから、日本でももっともっと有名になればいいのになと思います。

(参考)http://newscenter.lbl.gov/2015/11/09/2016-breakthrough-prize-in-
physics/
http://www.scientificamerican.com/article/neutrinos-win-again-more-than-1-
300-physicists-share-breakthrough-prize-for-particle-experiments/
http://gizmodo.com/these-aamazing-scientists-shared-this-years-22m-
breakt-1741399993

海外コメントでもあるけど、なんか映画で使われる装置みたいだ。素人目線では宇宙のこと知って生活がどう変わるの?って思うけど、そんなものにこれだけお金を使って、日本は平和だと思う。

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コメント一覧
  1. 日本の名無しさん
    2016年10月14日 11:32 PM

    山ん中にある研究施設じゃなかったっけ?

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