2021年08月03日 (火) | 編集 |
FC2 トラックバックテーマ:「あなたが怒ったとき、何をしたら機嫌が良くなりますか?」
一体、これは何なのだろう? びっしりと敷き詰められているのは、ガラス玉の
ようだ。 実はこれ、宇宙の謎に迫る巨大実験施設スーパーカミオカンデだ。
2018年の夏の束の間、12年ぶりに美しい姿を現した。 これまで数々の成果を
上げて日本にノーベル賞をもたらす事に貢献して来たスーパーカミオカンデ。
その固く閉じられていたフタが、開かれる。 更なる宇宙の謎に迫るために、
スーパーカミオカンデは、新たに生まれ変わろうとしているのだ。
研究者自ら、手と体を動かし、巨大実験施設の改修工事に立ち向かう。
“自分たちの研究で使っているものですから自分たちの手で何とかしたい…”
“僕は物理学者なのに、こんな事に情熱を燃やして、いいのだろうか?”
“僕は楽しいですよ。だって、今これ取った分が後で楽になって返って来ます
からね!” 最終目的は、遠い宇宙で起こった超新星爆発を捉えること。
それにより私たちの起源、そして宇宙の成り立ちに迫る事ができる。 改修の
さなか、思いがけないものにも出会った。 それは、苦々しい過去の記憶だ。
“スーパーカミオカンデも、もうこれで終わりだ。私の研究も、これで終わりだ。
スーパーカミオカンデメンバー全員の研究も、これで終わってしまったんだ…”
12年ぶりに目にした内部は、まるでタイムカプセル。 一体、何が秘められて
いるのだろうか? スーパーカミオカンデ生まれ変わりへの貴重な一部始終。
さあ、一緒に目撃しに行こう! (映像はNHKのコズミックフロントで観てね!)
2018年5月31日。 岐阜県飛騨市。 工事の初日がやって来た。 これから
4カ月半かけて、スーパーカミオカンデは生まれ変わって行く。
まず始まったのは、安全祈願。 この足元に、スーパーカミオカンデの本体、
5万トンもの水をためたタンクが埋まっている。
スーパーカミオカンデの実験代表者、改装工事の総監督、タンクを満たす水を
作る純水チームリーダー。この3人が工事のキーマン。生っ粋の物理学者だ。
彼らを魅了しているのは、ニュートリノという宇宙を飛び交う粒子。 この粒子を
捕まえて宇宙の謎を明らかにする事が、スーパーカミオカンデに課せられた
大きなミッションだ。
“今までの研究というのは、いわば、ニュートリノという素粒子の性質を探る
研究であったと思います。 これからは、宇宙の観測も行っていける装置として
リニューアルして行きたい”
工事の目的は、スーパーカミオカンデの感度を上げて、これまで見る事ができ
なかった宇宙の事象を観測する事。その為に12年ぶりの大改修を行うのだ。
‘スーパーカミオカンデを止めます。 T2Kビーム止まりました。ランも止めます’
スーパーカミオカンデは、山の中に作られている。 本体は、高さ40メートル、
直径40メートルの巨大なタンクだ。
タンクは2重になっていて、外側を外水槽、内側を内水槽と呼んでいる。
ここに、5万トンもの水が満たされているのだ。 内水槽の壁に、びっしりと取り
付けられているのは1万1000本もの光センサー。このセンサーでニュートリノが
水にぶつかって発する微弱な光をとらえるという仕組みだ。
今回の工事では感度を上げる準備として ・タンクの目地の水止め ・壊れた
光センサーの交換 ・新しい水純化装置への接続 が行われる。
さぁ、いよいよタンクの水を抜く時が来た! 純水チームの出番だ。
‘SV2を閉めます’ 水の供給を止めて排水を行う。 ‘じゃあ、そろそろ斜坑’
排水用のバルブがあるのは、タンクの1番底。 周りに巡らせた斜坑を下りて
行かなければならない。 周りから降り注いでくるのは、地下水。
この先にバルブがある。 見えて来た。ここがタンクの1番下にあたる部分だ。
排水スイッチを押す前に、この手動バルブを開ける必要がある。
12年ぶりに開けるバルブだ。 すんなりと開いてくれるだろうか?
タンクの上部にいる純水チームリーダーも、今か今かと待ち構えている。
“いいですか? 押しますよ… 3・2・1 はい” 排水が始まった。
ところが… “来た来た… ゲゲッ! なんじゃ、この色は!”
透明なはずの水が濁っている。 一体、何があったのだろう?
“だいぶキレイになった。 やっぱ、最初は配管のとこかな…”
あ~、驚いた。 配管にたまった汚れだったらしい。 “何か、もったいないね”
それも、そのはず。 スーパーカミオカンデで使われている水は、超純水!
水以外の不純物を取り除くために、世界一工夫を重ねたピュアな水だ!
同じ頃、タンクの上では12年間、閉ざされていたフタが開けられた。
長い間、開かれる事のなかったタイムカプセル。 水に、つかりっぱなしの
タンク内では、中で何が起こっていても、おかしくないと皆、心配していたが、
どうだろう? ん? 何だか、水が青い?
“思ったよりというか、覚えているより青くてキレイで、色々心配したんですけど
何も嫌なものはなさそうで、非常に嬉しいです。 まずは一安心ですね”
水が青く見えるのは、水の分子が赤い色を吸収しやすいから。
全く濁りがない証拠だ。 しかし、まだタンクの本当の中身は見えていない。
心臓部は、この先。 なんと、40メートル先の底まで見通せる透明度。
これが、スーパーカミオカンデの実験を支える、超純水だ!
これから4カ月半、この貴重な水を徐々に抜きながら工事が進められて行く。
2018年7月2日。 工事開始から、およそ1カ月。 タンクの中では、不具合が
ある光センサーの交換が進められていた。 超純水と並んで、この巨大な
センサーが、スーパーカミオカンデの、もう1つの要だ。
実は、作業をしているのは、その多くが研究者だ。 今回の工事に携わる人の
うち、およそ8割を占めている。
直径50センチもあるセンサーだから、取り外すだけでも大変だ! でも、この
大きさだからこそニュートリノによって発せられる弱い光を捉える事ができる。
ニュートリノは、とても小さくて、宇宙で最も多い粒子。これを調べる事で宇宙
の成り立ちや、私たちが何故ここに存在できるのか?などが分かるという。
問題は、幽霊粒子と名付けられるほど、捕まえにくいという事だ。 1秒間に
数百兆個も、私たちの体を突き抜けているが、何も感じない。 それどころか、
地球さえスイスイと通り抜けてしまう。
そんな幽霊粒子を、5万トンの大量の水をためて、待ち構えているのだ。 そう
すれば、ごくまれに水にぶつかり、目には見えない、とても弱い光が現れる。
その光を逃す事なくキャッチし、電気信号に変えてくれるのが、この巨大な
光センサーだ。
このガラスの上面に光が当たると電子に変わり、中の部品で増幅される。
今回は、2倍の性能を持つ新型を導入。 部品の形を変える事などで、性能
アップを実現した。 重さは、1個14キロ。
1つ1つに破損防止の保護カバーをつけるから、もっと重くなる。 今、タンクに
設置されている光センサーも、1万1000個、こうしてカバーがつけられた。
工事の総監督は、その時の苦労を、よく覚えている。
“これ、重量がありますんで、被せたり縫い合わせたりするだけで大変なもの
ですから、私、当時、腰を痛めちゃいましてですね…”
“工場のラインのようなものを4つ作りました。ローラーで転がして、腰に負担が
いかないように、徹底的に工夫をした覚えがあります”
“本当は僕は物理学者なのに、こんな事に情熱を燃やしていいんだろうかと
腰を痛めて、いいんだろうかと思いながら…”
知るためには、何でもやる! それが実験を生業とする物理学者だ!
世紀の発見、その瞬間。巨大な光センサーと、大量の超純水を使って宇宙の
謎に挑む、スーパーカミオカンデ。
この仕組みが初めて考案されたのは、30年以上前の事でした。 考え出した
のは、物理学者の小柴昌俊さんです。 2002年、ノーベル物理学賞を受賞。
受賞の理由は、星の一生の最後に起こる超新星爆発を、世界で初めて、光
ではなく、ニュートリノを使って観測したという事でした。
それは、1987年2月。 大マゼラン星雲で起こった、超新星爆発。
その爆発で放出された大量のニュートリノを、とらえる事に成功したのです!
現在の実験代表者は、その世紀の瞬間に立ち会った人です。当時、小柴さん
の研究室に所属し、前身の実験施設カミオカンデで研究を行っていました。
“1987年に地球、我々の周りをニュートリノが通過して行ったんですけど、その
時のカミオカンデの信号を、最初に私が見たわけなんです”
“見た時の感動は、ものすごいものでした”
その時の貴重なデータが、今も大切に保管されています。
“この資料なんですけれどカミオカンデのオリジナルのデータのプリントアウトが
ここにあります。パラパラ見て行くと、こういう風にパラパラと… まぁ、これ実は
エネルギーの低い現象なんですけども、それがパラパラと起きています”
“こう起きて行ってパラパラ見て行くと… あるところに、ピョーンと飛び出して
いるのがある。非常に短い、つまり、1ビンが10秒ですから、10秒ぐらいの間に
非常にエネルギーの高い現象まで起きている。 これが見つかりました”
“世界の誰も見た事がない…超新星からニュートリノが出て来る。世界の誰も
見た事のない事を見たんだと… すごい事だなと思いました…”
小柴さんの下で成し遂げた世紀の大発見! あれから30年以上。
スーパーカミオカンデは、超新星爆発のニュートリノを待ち構えて来ましたが、
銀河系や、その近くでは、1度も起こっていません。
今回の改修工事は、これまで見つけられなかったような超新星爆発のニュー
トリノも見つけられるようにするためのものです。しかしジレンマもあるようです。
一体、これは何なのだろう? びっしりと敷き詰められているのは、ガラス玉の
ようだ。 実はこれ、宇宙の謎に迫る巨大実験施設スーパーカミオカンデだ。
2018年の夏の束の間、12年ぶりに美しい姿を現した。 これまで数々の成果を
上げて日本にノーベル賞をもたらす事に貢献して来たスーパーカミオカンデ。
その固く閉じられていたフタが、開かれる。 更なる宇宙の謎に迫るために、
スーパーカミオカンデは、新たに生まれ変わろうとしているのだ。
研究者自ら、手と体を動かし、巨大実験施設の改修工事に立ち向かう。
“自分たちの研究で使っているものですから自分たちの手で何とかしたい…”
“僕は物理学者なのに、こんな事に情熱を燃やして、いいのだろうか?”
“僕は楽しいですよ。だって、今これ取った分が後で楽になって返って来ます
からね!” 最終目的は、遠い宇宙で起こった超新星爆発を捉えること。
それにより私たちの起源、そして宇宙の成り立ちに迫る事ができる。 改修の
さなか、思いがけないものにも出会った。 それは、苦々しい過去の記憶だ。
“スーパーカミオカンデも、もうこれで終わりだ。私の研究も、これで終わりだ。
スーパーカミオカンデメンバー全員の研究も、これで終わってしまったんだ…”
12年ぶりに目にした内部は、まるでタイムカプセル。 一体、何が秘められて
いるのだろうか? スーパーカミオカンデ生まれ変わりへの貴重な一部始終。
さあ、一緒に目撃しに行こう! (映像はNHKのコズミックフロントで観てね!)
2018年5月31日。 岐阜県飛騨市。 工事の初日がやって来た。 これから
4カ月半かけて、スーパーカミオカンデは生まれ変わって行く。
まず始まったのは、安全祈願。 この足元に、スーパーカミオカンデの本体、
5万トンもの水をためたタンクが埋まっている。
スーパーカミオカンデの実験代表者、改装工事の総監督、タンクを満たす水を
作る純水チームリーダー。この3人が工事のキーマン。生っ粋の物理学者だ。
彼らを魅了しているのは、ニュートリノという宇宙を飛び交う粒子。 この粒子を
捕まえて宇宙の謎を明らかにする事が、スーパーカミオカンデに課せられた
大きなミッションだ。
“今までの研究というのは、いわば、ニュートリノという素粒子の性質を探る
研究であったと思います。 これからは、宇宙の観測も行っていける装置として
リニューアルして行きたい”
工事の目的は、スーパーカミオカンデの感度を上げて、これまで見る事ができ
なかった宇宙の事象を観測する事。その為に12年ぶりの大改修を行うのだ。
‘スーパーカミオカンデを止めます。 T2Kビーム止まりました。ランも止めます’
スーパーカミオカンデは、山の中に作られている。 本体は、高さ40メートル、
直径40メートルの巨大なタンクだ。
タンクは2重になっていて、外側を外水槽、内側を内水槽と呼んでいる。
ここに、5万トンもの水が満たされているのだ。 内水槽の壁に、びっしりと取り
付けられているのは1万1000本もの光センサー。このセンサーでニュートリノが
水にぶつかって発する微弱な光をとらえるという仕組みだ。
今回の工事では感度を上げる準備として ・タンクの目地の水止め ・壊れた
光センサーの交換 ・新しい水純化装置への接続 が行われる。
さぁ、いよいよタンクの水を抜く時が来た! 純水チームの出番だ。
‘SV2を閉めます’ 水の供給を止めて排水を行う。 ‘じゃあ、そろそろ斜坑’
排水用のバルブがあるのは、タンクの1番底。 周りに巡らせた斜坑を下りて
行かなければならない。 周りから降り注いでくるのは、地下水。
この先にバルブがある。 見えて来た。ここがタンクの1番下にあたる部分だ。
排水スイッチを押す前に、この手動バルブを開ける必要がある。
12年ぶりに開けるバルブだ。 すんなりと開いてくれるだろうか?
タンクの上部にいる純水チームリーダーも、今か今かと待ち構えている。
“いいですか? 押しますよ… 3・2・1 はい” 排水が始まった。
ところが… “来た来た… ゲゲッ! なんじゃ、この色は!”
透明なはずの水が濁っている。 一体、何があったのだろう?
“だいぶキレイになった。 やっぱ、最初は配管のとこかな…”
あ~、驚いた。 配管にたまった汚れだったらしい。 “何か、もったいないね”
それも、そのはず。 スーパーカミオカンデで使われている水は、超純水!
水以外の不純物を取り除くために、世界一工夫を重ねたピュアな水だ!
同じ頃、タンクの上では12年間、閉ざされていたフタが開けられた。
長い間、開かれる事のなかったタイムカプセル。 水に、つかりっぱなしの
タンク内では、中で何が起こっていても、おかしくないと皆、心配していたが、
どうだろう? ん? 何だか、水が青い?
“思ったよりというか、覚えているより青くてキレイで、色々心配したんですけど
何も嫌なものはなさそうで、非常に嬉しいです。 まずは一安心ですね”
水が青く見えるのは、水の分子が赤い色を吸収しやすいから。
全く濁りがない証拠だ。 しかし、まだタンクの本当の中身は見えていない。
心臓部は、この先。 なんと、40メートル先の底まで見通せる透明度。
これが、スーパーカミオカンデの実験を支える、超純水だ!
これから4カ月半、この貴重な水を徐々に抜きながら工事が進められて行く。
2018年7月2日。 工事開始から、およそ1カ月。 タンクの中では、不具合が
ある光センサーの交換が進められていた。 超純水と並んで、この巨大な
センサーが、スーパーカミオカンデの、もう1つの要だ。
実は、作業をしているのは、その多くが研究者だ。 今回の工事に携わる人の
うち、およそ8割を占めている。
直径50センチもあるセンサーだから、取り外すだけでも大変だ! でも、この
大きさだからこそニュートリノによって発せられる弱い光を捉える事ができる。
ニュートリノは、とても小さくて、宇宙で最も多い粒子。これを調べる事で宇宙
の成り立ちや、私たちが何故ここに存在できるのか?などが分かるという。
問題は、幽霊粒子と名付けられるほど、捕まえにくいという事だ。 1秒間に
数百兆個も、私たちの体を突き抜けているが、何も感じない。 それどころか、
地球さえスイスイと通り抜けてしまう。
そんな幽霊粒子を、5万トンの大量の水をためて、待ち構えているのだ。 そう
すれば、ごくまれに水にぶつかり、目には見えない、とても弱い光が現れる。
その光を逃す事なくキャッチし、電気信号に変えてくれるのが、この巨大な
光センサーだ。
このガラスの上面に光が当たると電子に変わり、中の部品で増幅される。
今回は、2倍の性能を持つ新型を導入。 部品の形を変える事などで、性能
アップを実現した。 重さは、1個14キロ。
1つ1つに破損防止の保護カバーをつけるから、もっと重くなる。 今、タンクに
設置されている光センサーも、1万1000個、こうしてカバーがつけられた。
工事の総監督は、その時の苦労を、よく覚えている。
“これ、重量がありますんで、被せたり縫い合わせたりするだけで大変なもの
ですから、私、当時、腰を痛めちゃいましてですね…”
“工場のラインのようなものを4つ作りました。ローラーで転がして、腰に負担が
いかないように、徹底的に工夫をした覚えがあります”
“本当は僕は物理学者なのに、こんな事に情熱を燃やしていいんだろうかと
腰を痛めて、いいんだろうかと思いながら…”
知るためには、何でもやる! それが実験を生業とする物理学者だ!
世紀の発見、その瞬間。巨大な光センサーと、大量の超純水を使って宇宙の
謎に挑む、スーパーカミオカンデ。
この仕組みが初めて考案されたのは、30年以上前の事でした。 考え出した
のは、物理学者の小柴昌俊さんです。 2002年、ノーベル物理学賞を受賞。
受賞の理由は、星の一生の最後に起こる超新星爆発を、世界で初めて、光
ではなく、ニュートリノを使って観測したという事でした。
それは、1987年2月。 大マゼラン星雲で起こった、超新星爆発。
その爆発で放出された大量のニュートリノを、とらえる事に成功したのです!
現在の実験代表者は、その世紀の瞬間に立ち会った人です。当時、小柴さん
の研究室に所属し、前身の実験施設カミオカンデで研究を行っていました。
“1987年に地球、我々の周りをニュートリノが通過して行ったんですけど、その
時のカミオカンデの信号を、最初に私が見たわけなんです”
“見た時の感動は、ものすごいものでした”
その時の貴重なデータが、今も大切に保管されています。
“この資料なんですけれどカミオカンデのオリジナルのデータのプリントアウトが
ここにあります。パラパラ見て行くと、こういう風にパラパラと… まぁ、これ実は
エネルギーの低い現象なんですけども、それがパラパラと起きています”
“こう起きて行ってパラパラ見て行くと… あるところに、ピョーンと飛び出して
いるのがある。非常に短い、つまり、1ビンが10秒ですから、10秒ぐらいの間に
非常にエネルギーの高い現象まで起きている。 これが見つかりました”
“世界の誰も見た事がない…超新星からニュートリノが出て来る。世界の誰も
見た事のない事を見たんだと… すごい事だなと思いました…”
小柴さんの下で成し遂げた世紀の大発見! あれから30年以上。
スーパーカミオカンデは、超新星爆発のニュートリノを待ち構えて来ましたが、
銀河系や、その近くでは、1度も起こっていません。
今回の改修工事は、これまで見つけられなかったような超新星爆発のニュー
トリノも見つけられるようにするためのものです。しかしジレンマもあるようです。
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