研究所の位置づけと役割
今回のゲストは、前回に引き続き、高エネルギー加速器研究機構 ソリューシー原子核研究所 潤教授 中山博之さんにお越しいただいてます。
前回は、ソリューシーと宇宙の関係について、ざっくり聞きました。
ざっくり?
ざっくりではないですけど。
小林マスカー理論、すげーとかね。
そうですね。とか、物質、半物質とか、そういうことについても聞いたので、ちょっとざっくりではないかもしれないですけど、いろいろなお話を伺いました。
今回は、もっと具体的に、高エネルギー加速器研究機構ではどんなことをしているのか、聞いていきたいと思います。
よろしくお願いします。
言いにくいですよね。名前長いですよね。高エネルギー加速器。
加速器、加速器研究機構がちょっと難しい。
KKKですね。
しかも、法人名が大学共同利用機関法人っていうすごい難しい法人で、日本にそんなにたくさんないですけど。
確かに、そもそもどういう組織なのかっていうところからも、ちょっと聞いてみたいですね。
確かに、どういう位置づけなのかみたいな。
基本的には、加速器ってすごい大きい装置なんで、一つの大学とかで維持管理するの無理じゃないですか。
いや、無理ですね。ディズニーランド一周分のサイズの、なかなかみんな作るわけにもいかないですもんね。
なので、我々の研究所でそういう大きいものを作って動かしておくので、日本全国の大学の人がうちに来て一緒に実験やりましょうっていう、そういう研究所ですね。
そういう共同利用法人でしょ、共同法人。
大学共同利用機関法人です。
研究分野と研究者数
大学共同利用機関法人、なるほど。
じゃあ国立なんですか?
もともと国の研究所だったんですけど、大学とか国立法人の中のほぼ同じ時期の法人に関わりましたけど、基本的には国からいただいた運営国金を使っているんですけど。
その研究機構の中にもまたいろんな研究所があったりするんですよね。
そうですね。その中に、僕がいるのは素粒子原子核研究所っていうことなんですけど、
つまり先週に話したぶつけた粒子を観測する物理学、粒子の実験の専門の人がいっぱいいる。
他にも化学機能統治を作る専門の人とか、
物工研といっても、もっとたとえばタンバク質、スリップ、そういう素粒子じゃなくて、もうちょっと大きなものを研究している人。
あとはたくさん計算機を使うので、計算機を放出線にするいろいろな業務ができる。
低温に冷やすためのいろいろな装置が必要なのに、そういったものを作っている。
そういう空気分子説っていうところもあって、いろんな人がとにかく集まっているというところですね。
加速機のいろんな面をそれぞれやっているわけですか。
そうですね。
いろんな分野のスペシャリストたちが集まっているわけなんですね。
だいたい職員数、さっき見たら700人ぐらいって書いてあって、
研究者がそのうち、どれぐらいですかね、400人ぐらいかな。
300人ぐらいいるんじゃないかなと思います。
確かに実際そういう機械を作るっていうのと、出てきたデータから計算するとか、
やっていることは全然違うし、それだけ研究者の数も必要そうだなって思いましたね。
そうですね。
Belle II実験とコラボレーション
さっき郷土利用機関だという話をしましたけど、我々のところで雇用している人がそれぐらいの人数という話で、
実際には日本の大学だけじゃなくて海外のいろんな研究所と共同でさまざまな実験をやっているんですけど、
僕がやっているベルツー実験っていうのは本当に多分めちゃめちゃ大きいコラボレーションで、
参加している機関だけで25とか6カ国ぐらい、25とか6の国と地域からで、
人数でいうと本当に1200人とかそれぐらいいます。
すごいな。一大プロジェクトですね。
本当にすごい大きいです。なので普段のやり取りは基本的に英語でやるんですけど。
そうですよね。そんだけの国の人たちと交流しないといけないんだったらそうですよね。
そうですね。基本的にその実験が始まると24時間365日、
365日はいい過ぎですけど、本当に土日も関係なくずっと動かし続けるんですけど、
そうするとやっぱりその実験の装置の重りをするシフトっていうのがあって、
1日3交代制で8時間ずつ何人かがついてやってるっていう感じですね。
本当にずっと動いてるんですか?加速し続けてる状態なんですか?
ずっと衝突を常にキープしてる状態っていう感じですね。
だいたい2週間に1度ぐらい止めて何か必要なメンテナンスをしたりとかするんですけど、
基本的には実験期間中って言われる期間をずっと運転します。
だからその24時間のうちのどっかの時間はこの大学が使う時間とかそういう感じで分かれてるってことですか?
大学児が使うっていうよりは、我々の実験の場合はもう装置はずっと一緒なんで、
みんなで共通のことをやってる感じですね。
結構放射光施設とかちょっと違うタイプの加速機だと、
ビームタイムっていうのをそれぞれのグループに与えて、その時間その人たちがやるって感じです。
それぞれのプロジェクトをやるって感じですけど、
我々のベル実験ではもうプロジェクトっていうのはドーンって一つあって、
それをみんなで手分けしながらやるっていう感じです。
その実験中は基本的に皆さんはもう日本に来て、一緒に実験してるっていう感じなんですか?
基本的に千何百人がずっと日本に来るっていうのは全然なくて、
実験をさせるのに必要な10人とか20人ぐらいですかね、常駐してる海外の人っていうのは。
基本的には皆さん自分の国にいて、それぞれリモートでできることたくさんあるので、
年に3回だけコラボレーションミーティングっていうのがあって、
1200人全員は来ないですけど、200人、300人ぐらいが、
無理ですね。
そうですね。
一箇所に集まって、いろんな議論をするっていう感じですね。
すごいな。
年に3回も結構多いですよね。
そうですね。結構多いです。
4ヶ月に1回ぐらい。
確かに。
これちょっとどこまで分かるか分かんないですけど、
1回動かして、また2週間後に止めるわけですよね。
どれぐらい電気使ったりお金かかるとか分かったりするんですか?
加速器の運用とエネルギー制御
電気代、どれぐらい加速器をフルパワーで動かすかによるんですけど、
昔のデータ見ると、1年間フルパワーで大体動かしてた時期って、
年間の電気代が、大体東京、さっきも言いましたけど、
東京ディズニーランドとディズニーシー足した分ぐらいだって。
年間で。
年間がそれと一緒ぐらい?
そう、年間の電気代、電気使用料が。
すごい。
そうですね。
電磁力とかありましたし、温度とかコントロールとかも大事そうじゃないですか。
そうですね。一番いろんなところで電気使うのはあるんですけど、
粒子を加速するエネルギーもそうですし、
あと液体ヘリウムとかを大量に使うので、そういったものを作るためのプラントも。
液体ヘリウムですごい冷やすっていうことですね。
そうですね、そういった電気とかいろんなところにありますので。
粒子を加速するところも、粒子自体に与えてるエネルギーって大したことないんですけど、
与え方が結構難しくて。
与え方。
コップの水を、お水をあげるみたいなイメージで言うと、
コップの水をバシャンってリムにかけちゃうと、波打っちゃって、乱れちゃってダメなんですよね。
だからお風呂みたいなところにたくさん溜めといて、
そっからちょろちょろってお風呂の水面があんまり揺れないような感じでちょろちょろって出さなきゃいけないんで、
実際に供給するエネルギーよりもすごいたくさんエネルギーを作らなきゃいけないんですよ。
なるほど。
その辺は結構難しいところではあるんです。
なるべく安定してやらないと、きれいな実験データも取れない。
そうなんですよ、ビームが乱れちゃうんですよ。
それこそきれいな正面衝突のデータ取れないみたいな感じになっちゃうってことですよね。
だからどうしてもやっぱり電気代。
実験データの処理と監視
なので我々の実験は夏の日本の国中の電気の消費量が低迫するような時期っていうのはお休みしていて、
夏の間は1ヶ月とか2ヶ月お休みしてます。
じゃあその時期は基本的にプロジェクトの人とかはもう夏休みみたいな?
いやいや全然違います。
むしろその時期の方が忙しくて。
普段実験やってるとやっぱり大掛かりの改造とかできないじゃないですか。
だからそのシャットダウンの期間中にもういっぱい宿題があるんでそれをなんとか。
大学生じゃないんだから。
夏休み満喫できるのかと。
24時間じゃなくなるのは楽になりますけど、やることはいっぱいありますね。
その期間しかできないことってやっぱりいっぱいあるんで。
でもそうですよね。
全然だって論文書いたりとかもあったりするから。
出てきたデータを1週間でものすごい量のデータ出てくるわけじゃないですか。
中山さんはそれを結構解析とかもしてるっていう。
本当にいろんな人がいるんですけど、1200人いるんで。
基本的に出てきたデータってものすごい量なんで、
日本にある計算機パワーだけじゃ全然足りないです、処理するのに。
世界中の参加してる機関の中に大きい計算機を持ってるところがたくさんあるんで、
それをグリッドコンピューティングで結んで、いろんなところで分担して。
ちょっと借りながら処理して。
解析してますね。
あとなんか実際どういうことやってるとかありますか。
そうですね。さっき24時間のシフトがあるって言ったんですけど、
コロナの時めちゃくちゃ大変で何でかっていうと、それをみんなで分担してくる。
海外の人が全然来れなかったじゃないですか。
入国制限。
だから本当に日本にいる日本人とずっと常駐してくれてる海外の人たちだけでシフトを回さなきゃいけなかったんで、
もう大変でした。
それはなんかもう体力的にしんどいですね。
普段は入れ替わり立ち替わり海外の人が来てくれて、
シフトを分担してくれるんでだいぶ楽だったんですけど、
あの時期は相当大変でしたね。
それも誰でもできるようなバイトを雇ってできるようなものでもないですよね。
いやー難しい話ですけどね。
そう、なんかのボルト緩んだら閉めてねみたいなそういうレベルじゃないですか。
そうですよね。
基本的にはデータを見てるやつなんで、
リモートからやっていただいた部分が大きかったんですけど。
確かに。出てくるものを見ることができる。
そうそう。
その装置がちゃんと動いてれば綺麗なデータが出るんだけど、
なんか変なデータが出てるぞってなったら一回リセットしてもう一回撮り直しとか。
リアルタイムに気づかないと無駄になっちゃうんで。
そういうのを常に監視しておく必要がある。
それってなんか実際にさっき言ってたプラスとマイナスのやつを飛ばして、
その通る通路みたいなのがあったりするわけじゃないですか。
そうですね。
そういう通路がなんかおかしくなっちゃったりとかなんですかね。
えっとですね、我々はその飛ばす方の面倒を見るというよりは、
飛ばして出てきたいろんな粒子を捕まえる装置、測定器って言われてます。
あ、そうか。測定器の方か。
の方がちゃんと動いてるのを常に監視してるって感じですかね。
なんかたくさんプロップが並んでる液晶パネルがたくさん並んで。
デイトレーダーみたいな。
そうです。
なんか通常と違うデータが出てくるとなんかピコーン高くなって、
プラダンサーを調べるとかそういう感じですかね。
えー、それでも原因調べるの大変ですよね。
受信してるのがちょっと違うっていうので。
そうですね、だから。
どこにって。
シフト取ってる人が全部わかるわけではなくて、
エキスパートの人に夜中かもしれないですけど、
起こしてなんか変なこと起きてるけど大丈夫?とか。
人的リソースの管理とシフト
大変そうだね。
だからエキスパートの人は夜中でも電話かけてくるPHSとかも。
いや、それなんかお医者さんみたいな。
まさにそうです。オンコールシフトって言って、
自分の担当してる装置の変なことが起きると、
いつ何時呼ばれるかわからない。
そういうのがありますね。
眠れなくなりそうですね。
僕も学生の頃にすごい偉い先生。
当時まだ携帯とかなかったんで、家電に電話しなきゃいけなくて。
いや、なんか深夜だったらちょっと嫌ですね。
嫌ですよね。奥さんとかが出てきて、
すいませんって言われて。
そういう時代も昔でありました。
今はスマホがあるから大丈夫ですけど。
しかもだから、前半でもちょっと機械を自分たちで作んないといけないみたいな話もありましたけど、
オリジナルだから、なかなか業者とかもいなかったりするわけですよね。
そうですね。やっぱりもちろんオシロスポークとか、
いろんな汎用な機械を使って開発はもちろん進めていくんですけど、
素粒子の捕捉に関する技術開発
やっぱり一番肝心な部分っていうのは、
我々の実験でしか作ってないものなので、
本当にもう10年とかそれぐらいの時間をかけて、
会社の方と一緒に作っていく感じになるんですけど、
例えば、ビームパイプっていうビームが通る札があるんですけど、
我々の要求するのはすごい変なことを要求するんですよ。
ものすごい軽い金属と重い金属を溶接してくださいみたいな。
確かにどういう要望なんですか、それは。
なんでその種類が普段一般には全然使わないような金属を使うわけですよ。
家建てるとかでやるようなことは全然ないっていう。
そうすると、この金属とこの金属溶接なんかやったことないんだけどみたいな感じで断られるわけですよ。
だから本当にどういう条件でやったらちゃんと引き付くかみたいなところから
一緒にやってくれるような業者さんを探して、
もちろんその条件を探すための予算っていうのもちゃんと支払いしてやっていただくんですけど、
だから本当にまず無理難題を一緒に考えてくれる人を探すところからがすごい大変ですね。
すごいね、そこが探すところから始まるんだ。
大変ですね。
複雑な形状のパイプとかを作りたいってなってもやっぱり重い金属って削るのがすごい大変ですよ。
鉄みたいなのとか簡単にそこら辺にあるようなものじゃないからってことですね。
そういうのをチャレンジしてくれる、いろんな削りにくい金属を削った実績があるようなところに
我々これ削りたいんですけど。
いろんな業者あるな。
そういうのとか、それはすごく金属を加工するみたいな話ですけど、
それ以外にも、例えば我々素粒子が出すすごい弱い光を捕まえて電気信号に変換してみたいっていう
そういう要請があるんですけど、そんな素粒子が出すみたいなすごい弱い光って普通扱わないじゃないですか。
もうちょっと目に見えるみたいな光じゃないですか。
普通の生活ではないですよね。
何のためにっていうところから始まります。
素粒子ってやっぱりすごいちっちゃいんで光を出しても光がすごい弱いんですね。
でも光ってどんどんどんどん弱くしていくと最後光の粒1個とかになるんですけど、
その光の粒1個でもちゃんと見えるぐらいのものが欲しいとか言うと、
もうなかなか大変じゃないですか。
実験装置の改良
え?ってなりますね。
だいたいその月に置いてある懐中電灯を地球から見て光ってるかなってわかるなきゃいけないとかそれぐらいのレベルなんですけど。
すごいな。
なんかもうそれこそ業者っていうよりも研究、そういう技術を開発してる人たちに頼むレベルですよね。
そうですね。だから光けんすきで言うと本当に我々浜松モトニクスっていう浜松にある会社さんともう本当にずっと一緒に共同研究してるんですけど、
向こうにもその会社の方で社会人に乗ってから博士号を取った方がいらっしゃって、
そういう方と一緒に僕も浜松の工場に通ってた時期ありますけど。
本当に作るところから見てるんですか?
本当に一緒にやっていった感じですね。
だから研究者1200人って今言いましたけど、
そこに関わってるいろんな外部の業者の方とかも加えるともうすごい人数ですよね。
いろんな各国の研究者の人が何かものを作るときにそこの国の会社を引っ越しになる。
なんか一個のパーツだけでやっぱこの業者だみたいなのもありそうですしね。
本当に関わってるプロジェクトだなっていつも思います。
これってベル2実験みたいなお話もありましたけど、もともとだからベル実験。
そうですね。ベル1実験。当時は単にベル実験って言ってましたけど、今区別するためにベル1実験って呼んだりもしますけど。
ベル1実験は1999年から2010年くらいまで走ってたんですね。
10年間走ってアメリカの実験に勝ってすごいたくさんデータを込めて終了したんですけど、
そのまま走り続けるっていうもちろん選択肢もあったと思うんですけど、
何年か休んででも大幅に改造してそこで性能をグンって上げれば休んだ分取り返せるだろうっていう、
そういうところで多分どこかで上手くいってる実験を1回ストップして、
より新しい最先端の技術を使ったものに作り変えるっていうことを必ずやる必要があるんですよね。
それを我々の場合は2010年に決断して。
なんかもうアップデートどんどん早そうだし、他の国とかも。
特に粒子を捕まえるセンサーの中で半導体を使ってるようなセンサーもあるんですけど、
そういう技術って10年経てば全然違うすごい技術があるわけなんですよね。
だからそれにやっぱり入れ替えて実験しないと、どんだけたくさんデータを取ってもデータのクオリティもやっぱり違うのでもったいない。
2000年前半とか考えたら今僕らが持ってるスマホとかも全然ないレベルじゃないですか。
考えたらそれだけやっぱり機械も進化してますよね。
そうですね。
我々は特に半導体の部分とか、あとは出てきた素粒子の種類を判別する測定器の中にセンサーがあるんですけど、
素粒子とその分析の仕組み
それも大幅に新しいアイデアを使ったものに改造して、つまり同じだけ衝突回数があってもよりクオリティが高いデータを取れるように測定器に生まれています。
素粒子の種類、何から分かるみたいなのって結構深そうですけど。
そう、面白いですよ。素粒子の種類って別に顔があるわけじゃないから、どうやって見ても確かに不思議になると思うんですけど、
基本的には素粒子それぞれに違う重さがあるので、重さが判別できればいいんですね、質量が。
なるほど、重さ。
質量を判別するためには、速度と運動量が分かっていると割り算するとできる。運動量っていうのは質量かける速度なので、運動量を速度で割ると質量が出てくるんですね。
要するに、粒子の運動量と速度を測ってやると粒子の種類が分かる、そういう仕組みでやってるんですけど。
なるほど、そのすっごい微妙な差とかですかね。
そうですね。
例えば面白いのが、エアロゲルって呼ばれる透明な、ものすごい軽い透明にした発泡スチロールみたいなのがあるんですけど。
エアロゲル?
エアロゲル、エアジェル、エアロゲル。
ゲルですか。
ゲルって言っても手に持てるような固い塊なんですけど。
発泡スチロールですもんね。
そうそう、それを粒子の通り道に置いておくと、一定の速さの超えた粒子が通ったときだけピカッと光るっていうのがある。
そういう性質があるんですよ、チレンコフコフってことは。
そうすると、これ今光ったからこっちの粒子っぽいとか、これ光らなかったから遅いってことはこっちの粒子っぽいとか、そういうのが分かるっていう、そういう仕組みが例えばあるんです。
なるほど、スピードをそうやって見えるようにしてるってことですね。
そうですね。
ベルツー実験の検出器の大きさと見学について
もしくは様を挑んでぶつけた点から、今センサーがあるところまで粒子が飛んでくるのにかかった時間をものすごい精度良く測ってあげれば、距離は一緒なんで時間で割れば速さが出るじゃないですか。
そういう風にして速さを測るという方法もあって、そういういろんなアプローチで出てきた粒子の種類を見合ってきます。
ベルツー検出器の中にはそういったいろんな違う種類のセンサーが何種類も入っていて、なので複数のセンサーのデータを後からガッチャンとして解析してやると、
起こったB中間子の壊れ方の全貌がまるでデジカメで写真を撮ったように見えるって表現することがあります。
これちょっと音だけなんで伝えられないですけど、実際見てみてほしいですね。
この辺の話って我々のベルツー実験のYouTubeのビデオでかっこいいCG使って説明してるので是非見てみてください。後でリンクを貼ってもらえると。
よく多分素粒子の研究所とかを調べるとものすごいいかつい機械の写真とかいっぱい出てくるじゃないですか。
配線だらけででっかい丸みたいなのがあって。
まさにそうです。
あれって大体さっき言ってた検出するところですか?
そうですね。我々の検出機は大体8メートル、8メートル、8メートルとかあるので、3階建ての1軒屋ぐらいのサイズですよね。
それが地下4階まで吹き抜けになっている大きな実験ホールの地下の部分にドーンと置いてあります。
すごいでかい。
そこ行ってみたら異空間感がありそうですね。
いやー本当にすごいですよ。
やっぱり見学に来られた方、皆さん間近で見るとやっぱり写真と全然迫力が違うって知ってて。
過去、いろんなドラマとかにも使われてて。
ガリレオの、福山正平さんのガリレオのドラマの撮影とかでも使われてるんで。
物理学といえばみたいな感じしますもん、やっぱり。
再放送とかあると見ていただくとわかりますけど、まさにベルツ検索の中で福山さんが仕上げてますね。
ここを高速で通ってんだって考えたらちょっと熱いですよね。
そうですね。
でもそんだけ高速で素粒子が動いてたら危なくないんですか?事故とかじゃないですか?
溜まってる特技ですよね。
さっきも言いましたけど、粒子自体が持ってるエネルギーってそんなに出したことないんですよ。
もちろん変なことが起きてストッパーとかに当たっちゃうとストッパーがちょっと動けたりとかしますけど。
なんていうか、ドーンって爆発するとかそういうことはあります。
ビームが出てるエリアっていうのはコンプリートに壁で仕切られてるので、その外側にいればいいんです。
ちょっと行ってみたいです。
ぜひ来てみてください。
普通の人って入れるんですか?
例えば一般公開のときとかだと本当に近くまでご覧いただけますし、普段も見学っていうのは受け付けてるので、
ある程度グループで受け付けてるんですけど、
いれば我々普段の業務で見学の方に決めつけてもらえるようになります。
さっき言ってた夏の間はお休みしてるとか、そういう期間とかですかね。
そうですね。
今実はベルツー事件、長期のシャットダウン期間中でして、
大幅な改造をやるために一度2019年ぐらいから運転を1回止めて、今大きな改造をしてるんですけど、
なので今年の夏いっぱいは検出機の中の方まで空いた状態っていうんですかね。
普段は蓋で隠れてるんですけど、今結構検出機の内側の心臓部のところまで見える状態になってるので。
この夏の間に見学に来られる方は多分数年に一度しか見えない、奥の方が見える状態になってると思います。
そうですね。1回走っちゃったら全然見れないから。
ベルツー実験のアップデート
そうなんですよね。
期間限定みたいな。
そうですね。
ちょっと見てみたいな。
絶対これ聞いていきたいってなる人いると思います。
いるそう。
今9月の下旬ぐらいに一般公開の準備が進めてるので、
また情報が確定すると公園根県のホームページに出てくると思います。
ちなみにこれ、どんなアップデートしてるんですか?
いろんなアレがあるんですけど、加速機の方も協力していて、
検出機の方では一番中心部分の半導体のセンサーっていうのが、
まだ実はフルには入ってなかったんですけど、
それをフルに全部のセンサーを入れて動かすっていう、
実験現場の様子
そういう効果の作業をやってます。
一部でももう稼働始まってたっていうことなんですね。
はい、そうです。
確かにセンサー1個1個作るのもまた大変そうですしね。
そうですね。さらに詳しいデータが取れるようになると期待してます。
実験の感じがイメージするの難しいなって思いますけど、
CGとかで見たらかっこいい軌道みたいなやつが見えるかもしれないですけど、
実際は波形みたいなのですか?
実際は複数のセンサーから出てきた電気的な、デジタルの信号を組み合わせると、
イベントディスプレイって言うんですけど、
粒子が散らばっている状態をビジュアルで示すことももちろんできて、
そうすると確かにぶっかけて出てきた粒子が
主砲発砲に飛び散ってるなっていうのを目で見ることもできますけど、
でも1秒間に何万回って起きるので、それで別にチェックしてるわけじゃなくて、
それはもうすぐ間引いてたまに出してるだけなんですよ、ディスプレイに。
実際には取ったデータのいろんなパラメーターを見て、
理論と実験の関係
ちゃんと取れてるかなっていうのを確認しています。
確かにそれをまた1個1個計算するというか、
するのも大変そうだなって思いましたけど。
そうですね。だから粒子に顔がついてないんで、
この出てきた粒子の種類が何かなっていうのは、
ある程度の確率でしか分からないですね。
これは多分9割くらいこの粒子だなとか、
そういう計算を全部してやってるんですけど。
だから1回やっただけだと、例えば1回の実験で点が1つ打てるとして、
それを何回も何回もやったら、
これは直線の一部だったんだなみたいなのが分かってくるみたいな。
そうですね。例えば、ある特定のパターンに壊れるデータを集めたいって思ったら、
いろんな他のパターンにも壊れるパターンがたくさんあるので、
いろんな中から自分が今探したいと思っているパターンのやつっぽいやつを集めてきて、
それが何回中何回あったかなみたいなのを調べるとか、
そういう感じですね。
それで割合とかを計算するっていう感じなんですかね。
それが理論で予測してたのは何パターンだったのか、
理論で予測してたのは、例えば100万回に1回起こるって予測してたけど、
データだと100万回に10回起こったら何か変なことですよね。
例えば。
そうすると何か変なことが起きてるかもしれない。
そういう感じで調べます。
今単純に回数の話だけしましたけど、
出てくる、公開してくる粒子の角度のパターンとか、
いろんなところを理論で測ると実際の実験結果との差があると。
統計的に意味がある差があると。
とてつもない量ですね。
とてつもない量。
僕すごい思うのが、
こういう理論と実験する人ってそれぞれいるわけじゃないですか。
今回はその実験からこういうことが分かるみたいな話とかで、
今でも理論をやってる人もいるわけじゃないですか。
どういう関係性というか、どう関わってるのかなっていうのもちょっと気になったんですけど。
例えばその理論っていうのは標準理論っていう、
すごい完成したっぽい理論があるっていうふうに言ったんですけど、
手で説明できないことを何とか説明しようっていうために、
拡張版の理論みたいなのはいろんな仮説があるんですね。
例えばそういうのを考えてるとか、
何百種類もある仮説の中で、
これは生き残るけど、
これは否定される。
実験結果から否定されるみたいなことを延々やっていくわけですね。
例えば標準理論で説明できないっぽいような新しい結果が見つかったら、
もう2、3日のうちにそれを説明できるかもしれないっていう新しい理論が、
ペーパーが出てきたりとか。
へー。
すごいスピード。
すごいスピードで世界中の人がやってたりしますね。
でもその理論が何かできたってなったら、
それをやっぱり実証したいってなって測定しに来るみたいな。
そんな感じのイメージですかね。
そうですね。
あとは、やっぱり理論ってすごい理想的な場合っていうか、
実験特有の、固有の事情とかあんまり考えずにやっぱり理論を作るんで、
それをじゃあ実験結果と比べるときに、
測定器の方のいろんな情報とかを組み合わせて、
実験結果と直接比較できるような、
結果を出しとかないとすぐに比べられないじゃないですか。
そういう間を橋渡しするのを専門にしてる方もいらっしゃって、
現象論、フェノメノロジーって言われるんですけど、
素粒子の研究分野
そういうお互いを繋いでくれるような理論のことを言っている方もいらっしゃいます。
なるほど。だから単純な一対一関係じゃないですね、そう考えたら。
そうですね。はい。
そこまで細かい分野分けまで分かってなかったですね。
そうですね。はい。
その素粒子っていうジャンルの中で、
さらに結構いろんな種類があるんだなって。
そうですね。理論と実験と加速器屋さんと、
理論と実験に繋ぐ現象論ですね。
しかも説明も難しそうだなって思いましたね。
そうですね。
やってることの説明が。
基本的に加速器は加速器だと思うんですけど、
さっき用紙をぶつけるやつもあるっていう話で、
いろんな種類があるっていう感じですね。
そうですね。
セルンでやってるLarge Hadron Collider LHC実験っていうのは、
用紙と用紙をぶつけて実験してるんですね。
用紙っていうのは電子よりもめちゃくちゃ重い。
我々がぶつけてる電子よりめちゃくちゃ重いんで、
ぶつけたときに起こせるエネルギーっていうのは、
もうすごい高いんですよ。
その代わりに、
用紙の中には3つのスポークがあるんですけど、
その片方の用紙の中の1個のスポーク、
もう片方の用紙の中の1個のスポークだけが反応して、
素粒子研究の特徴
残り2つのスポークって引きちぎられて、
ものすごい周りにゴミというか、
見たい現象じゃない、関係ないのをばらまくんですね。
なので、ものすごい腰草の中から針を探すような、
実際に見たいものだけを探すのがすごい大変になるっていう、
彼らはチャレンジしてるんですね。
われわれの場合は電子と溶電子で、
完全にお互いに消えちゃって、
見たいものだけが出てくるんで、われわれの場合は。
非常にクリーンで見えるっていう、
エネルギーというとスイスの実験には、
われわれの実験は全然かなわないんですけど、
むしろクリーンで見える、
でも綺麗な現象が見えるっていうところで、
勝負してるっていう感じですね。
結構性質は違いますね、やってること。
そうですね。
ときどきわれわれは豆と豆をぶつけてるんだけど、
スイスの実験は、
豆大福と豆大福をぶつけてるっていう人がいて、
その大福部分が散らばったらノイズになっちゃうみたいな。
あんこが飛び散るみたいな。
それ分かりやすいですね。
確かに。
純粋に豆を見たいっすもんね。
そうそう。
でもそれぞれ違う現象で、
つながるわけじゃないですか。
電子純粋に見たら、
物質と半物質の話になるみたいな。
そっちはそっちで。
違う方向のアプローチですね。
すごいな。
もっと詳しく聞いたら、
宇宙の始まりの、
すっごい細かい話とか、
出てきそうだなと思うんですけど。
画像が必要ですよね。
そうですね。
音で伝えるの難しいですね。
宇宙と素粒子が、
すごい近い関係にあるんだよっていうのを、
表す時によく使う絵で、
ウロボロスのヘビっていうのがあるんですけど、
鏡の錬金術師のマークとか、
もし知ってる方がいたら、
思い出してほしいんですけど、
ヘビが自分の尻尾をパクって、
噛んでる。
輪っかになってるっていうのがあって、
尻尾に行けば行けるほど、
ヘビって細いじゃないですか。
頭の方が太いって考えると、
頭の方にあるのは大きい宇宙。
そこからだんだん小さくなっていって、
どんどんどんどん小さくなって、
それがその尻尾の先にある素粒子。
それがヘビが真っすぐだと、
宇宙と素粒子って一番遠いんですけど、
ヘビが狂って自分の尻尾を噛まれてると、
宇宙と素粒子がすごい近いっていう、
そういう風に表現することが結構ありますね。
一般の方からそう思うと、
宇宙素粒子大きさ全然違うから、
全然違う話だなって思われるのは、
普通だと思うんですけど、
ウロボロスのヘビの絵で表されるように、
宇宙と素粒子っていうのはすごく近い。
個人的な素粒子研究の道のり
なんか全部繋がってるんだよってことですよね。
そうですね。
ちっちゃいものから大きいものまで。
いろんなジャンルの話とか、
そのポッドキャストとかでもしますけど、
結構やっぱその共通点が見えると面白いみたいな、
のってあると思うんですよね。
生物の話と科学の話が繋がるとか、
よくあることであると思うんですけど、
そんだけ一番真逆の宇宙と素粒子が繋がってると、
結構面白いと思うんですよね。
そういうふうに思いますね。
そういうふうに思いますね。
そういうふうに思いますね。
そんだけ一番真逆の宇宙と素粒子が繋がっても、
面白いなっていう。
これは元々中山さん自身は、
もう素粒子の研究をやりたいっていうことで、
始められたんですか?
いやでも僕高校生の時代とかって、
NHKスペシャルで相対性理論の特集とか、
面白いなとか思ってはいましたけど、
素粒子とか別に特にあんま分かってなくて、
ものすごいなんかこう、
もっと身近な、
ブランコなんで焦げるんだろうとか、
なんで焦げるんだろうとか、
そういうのがあって、
なんか結構素朴な物理の興味とかの方が、
元々はあったんですけど、
なんかでもやっぱりそのいろんな大学に入って、
その物理のどういう研究をやろうかなと思ったときに、
やっぱりその基礎的なところが一番、
なんかしっくりくるなっていうので、
素粒子を選んだんですけど、
なんか最近の高校生の人とかと喋ってると、
なんかもうめちゃくちゃ詳しいじゃないですか。
あーいやいますよね、詳しい人。
うんうんうん。
そういうのがあって、
そういうのがあって、
そういうのがあって、
そういうのがあって、
びっくりしますよね、ほんとに。
英語の論文とか読んでるし、
すごいなと思って、
僕自身は全然ほんとに高校時代は、
何も知らなかったです。
なんか僕らのポッドキャストでも、
素粒子の勉強したいですっていう人が、
聞いてたりするんですけど、
多分全然僕らより詳しいだろうな、
みたいなテンションで書いてたりするんで、
いやすごいよな、
今だから調べる手段がいっぱいあるからなのか、
そうですね。
ネットとかで調べるのもすごい良いですよね。
僕が高校生の頃、
NASAのホームページぐらいしかなかったですからね。
NASAのホームページから、
写真を30分ぐらいかけてダウンロードして、
きれいって言ってたような、
そういう時代なんで。
全然違いますね、今と。
そうですね。
羨ましいですよね。
なんかいろんな研究所も、
インターネットを通じた科学の情報収集
それぞれやってることを伝えようとしているというか、
そんな感じもすごいありますよね。
そうですね。
それは本当にあると思います。
やっぱり基礎研究って、
昔は、
本当にそういうのが好きな人が、
勝手に好きにやってるってイメージがあったんですけど、
やっぱりそういう、
最近になって、
基礎研究だからこそアウトリッチっていって、
一般の方に、
基礎研究の面白さとか重要性を分かっていただくための、
いろんな取り組みをするっていう、
やっぱり方向性にどんどんなってきているので、
僕たちもそういうのをかなり力入れてやってるんですけど、
やっぱり我々の研究って、
国から予算をいただいてやってるわけなんで、
我々が楽しいことを、
面白いなってやってるだけでもいいかもしれないんですけど、
やっぱり、
なぜこういうことをやると面白いのかとか、
将来、
もしかしたら何かすごいことにつながるんじゃないかっていうことを、
やっぱり、
いろんな方とシェアしたいというか、
この面白さを皆さんと共有したいっていうところはあって、
今日こういうところにお話しさせていただく機会をもらったのも、
そういう取り組みの一環ではあるんですけど。
いや、そうですよね。
なんかもう、
ただただ電子ぶつけてる人ですみたいな感じに思われたら、
ちょっと嫌じゃないですか。
いやいやいやみたいな。
でも実際こうやってなんか、
本当に僕らがみんな、
宇宙の始まりとかって気になることだと思うんですよ。
うん。
誰しも一度は考えたことあることに、
なんかそういう最先端の技術で取り組んでるって聞くと、
ああ、そうなんだっていう、
そこがちゃんと繋がってくる。
すごくワクワクしますよね。
宇宙と繋げると。
あとはやっぱり、
若い世代の方にもどんどんこういう情報を伝えていきたいなっていうのは、
すごい切実に感じてて、
実験自体、
一つ前の実験は10年です。
論文から、
実験でデータが出るまでに30年とかかかってるわけなんで、
そういう長いスパンでやる実験だっていうことを考えると、
今、我々が若い世代の人たちに、
ちゃんとリーチしておかないと、
10年後、20年後にこういう実験に参加してくれる人っていうのは、
科学への興味を促す取り組み
やっぱりなかなか出てこないんじゃないかっていう危機感はすごいあって。
うーん。
まあそれこそ、
小林増川理論みたいな感じで、
もうすごい、論文出てから何十年後の人たちが実験してるみたいなことって、
今後も全然起きることですよね、きっと。
そうですね。
わかんないですけどどのくらいか。
今年だからあれなんですよ、節目の年なんですよね。
そうなんですよ。小林増川理論が出たのが1973年で、
そこからちょうど50周年っていうことで、
いろんな講演会とかイベントを我々の研究所でやっていて、
小林先生が我々の研究所の主催者になっているんですけど、
なので、その講演会のYouTube、
6月に見れるように、
見ていただければいいかなと思います。
小林先生もなんか考え深いだろうなと思って、
思って見てますけど。
そうですよね。
50年、すごくないですか?
50年前に出した自分の論文が評価されて、
こうやって特別講演みたいなのがあったらもう考え深いですね。
だし、それがまたバージョンアップして、
今でも鈴木の研究もやっていて、
時を感じそうですよね。
そうですね、我々の研究所のホームページから
いろいろ調べていただければ、
その講演会以外にもいろんな、
うちでやっている実験の紹介の動画の一部を
見ることができると思います。
なかなか、こういうがっつり物理の話とか、
ちょっとできていないところがあって、
というのも私たちの研究所の中では、
音声だと難しいなって感じるところもあるんですけど、
こうやって実際に直接話を聞くと、
細かい計算式とかは、
なくてもやっていることは伝わるというか、
こういう研究所がまずあって、
研究者が何百人も力を合わせてやっているんだぞ、
というのを知ってもらうだけでも
結構意味があることだと思います。
そうですね。
エマさん、知ってました?
知らないです。
こんな大掛かりの実験だということも知らなかったですし、
素粒子ってなんとなく宇宙につながってそうだな、
みたいなイメージはなんとなくあったんですけど、
どういうふうにつながっているのかというのが
全く分かっていなかったので、
こうやって加速させることで、
赤ちゃん宇宙の様子を再現しているのかというのを知れて、
すごく勉強になりました。
これで興味を持ってもらって、
YouTubeとかネット見てもらうとか、
あとは実際に基盤のところを見に行ってもらうとか、
してもらったらすごくいいですよね。
またはこの話をきっかけに
素粒子物理学者になりたいという人が現れたらいいですね。
高校生との研究実践
まさにそう。
次の理論を作るのは俺だみたいな人が出てきてもいいですし、
実際実験をやる人とかもね。
そうですね。
僕たちの実験グループでは毎年夏に全国の高校生を
20人ぐらい紹介して、
横浜の研究体験クラスに行って、
旅費も全部こっちで支払っているんですけど、
もうそこで本当に、
我々は本当に月切りで高校生と一緒に、
もう本当に大学院生とかやってるようなことを
一緒にやるんですけど、
そういうので、
そういうので高校生の人たちが楽しんでくると
こっちもすごく嬉しいんですよね。
どんな感じの感想をもらうんですか?
高校生とか。
最終日に発表してもらうんですけど、
2日目、3日目とかでやった実験の内容を
まとめてスライド作って、
本当に我々が普段研究発表しているような
フォールを使って研究発表してもらうんですけど、
研究者たちのモチベーションと協力
やっぱりそういうのをやってもらって、
それがすごい楽しくて、
その後物理の道に進んだりとか、
研究の道に進んだりとか、
何だったら我々の実験に参加してくれる人とかもいて、
え〜実際。
もう本当に、
僕たちの実験に参加してくれる人とかもいて、
もう15〜6年やってるんですけど、
それぐらいやってると、
いろんな機会を通じてすごい楽しみに取り上がってます。
イチローがどっかの野球部に教えに行くみたいな感じじゃないですか。
それで最終的に同じチームで野球やるみたいな状態というか、
なんかそういうのいいですよね。
世代に伝わっていってる感があるし。
高校生たちと一緒にやるっていうのもやってるんですけど、
その他にもですね、
我々最近始めたプロジェクトで、
素粒子に関する展示の本を作ろうっていうプロジェクトを最近やってまして、
やはり、
視覚障害がある方とはお話しする機会があったんですけど、
高校生ぐらいまでの内容だと、
いろんな教科書を見ることができるので、
我々の研究所の中の研究者、有志が集まって、
最初から視覚障害がある方が読むっていうことを前提にした、
素粒子とか宇宙の本を書いてみようということで、
今、開発しているんですけど、
やはり、
やはり、
やはり、
やはり、
やはり、
やはり、
やはり、
やはり、
やはり、
やはり、
現實、
繋がりみたいなのも結構あるって感じなんですね
今回やっぱりたまたま近くにいらっしゃるってことで
ぜひ一緒にやりたいですって言ってくださったので
非常にありがたかったですね
すごいなんかいいコラボレーションですよね
確かにそこにハードルって本来あってあんま欲しくないですよね
誰でもやっぱ考えたりはできるじゃないですか
みたいなところをみんなに知って欲しいというか
やってもらいたいなって思います
ちょっと最後にすごい聞きたいんですけど
中山さんが一番面白いなって思うところ
研究とか
それちょっと聞きたいなって思ったんですけど最後
そうですね
もちろん研究って別に
ノベル賞とかもらおうとしてやってるわけじゃなくて
いろんな大きい目標がありつつも
それに向かっていくためには解決しなきゃいけない
すごい小さいステップもたくさん無数にあって
それ一つ一つを
装置ちゃんと動いたとか
ちゃんとデータ取れたとか
そういうのでもいいんですけど
そういうのを日々組み重ねていくところに
やっぱり僕自身は面白さを感じていて
1年に1回ぐらいしかご褒美がないパターンだと
僕はちょっと生きていけないタイプなのですけど
そういう分野もありますよね実際
だから僕は日々の小さい問題解決できたっていうのが
楽しいと思うタイプの人間だと思います
あと研究じゃないんですけど
研究のグループっていう意味では
さっきも言ったように
20何カ国の人が一緒に集まってやってると
いろんな価値観がやっぱりあるんですよね
人生観だったりとか
子供の育て方とか教育とか
別に仕事の話だけするわけじゃなくて
そういう雑談もするじゃないですか
やっぱり一緒にやってると
ということは夜中シフト
8時間の夜中のシフトとかとっておいて暇だから
絶対仲良くなるよなって思いますね
いろいろ話じゃないですか
それがすごい
自分にとってはやりがいのひとつになっていて
やっぱりいろんな価値観がかかる人がいると
自分が人生で悩んでることとかが
全然違うスケールのことで
向こうは悩んでたりとかして
そうするとそっちの悩みがちっぽけっていうか
アホらしくなってきて
そっかそっかこの国の人は
こんなことで悩んでるのか
じゃあ俺の悩みなんて大したことねえな
みたいなことを思うと
急に楽になったりとか
意外と自分幸せだったみたいな
だからもう全然自分が思いもよらなかったような
考え方があるんだなとかいうのに
触れたりとかすることで
やっぱりいろいろ面白いことがたくさんあるので
そういう意味で別にこの実験に
研究に限らず国際的なプロジェクトで
仕事してる方って
皆さんそういうことを体験されると思うんですけど
そういうところはすごく今の
確かにそれで実際にチームで
みんなで力を合わせてやって
それこそノーベル賞に繋がるような
結果が出たとか
なってるわけじゃないですか
実際だからすごいですよね
そういう意味ではいいチームを作って
っていうところが面白そう
チームをリーダーとして動かす時に
国際的な研究プロジェクトの魅力
どういうふうな言い方したら
うまく動いてくれるだろうって
やっぱりいろんなこと考えなきゃいけないじゃないですか
全然向こうは違うバックグラウンドがあると思うので
そういうところとかそういうのかな
結局研究もやっぱり人だよなっていう
もうそうです
特に我々は本当にもう人がたくさんいて
そういう人たちが力を合わせて
やらなきゃいけないプロジェクトなので
ワンマンじゃあ加速機は動かないっていう
そうですね
なんかさっきの仲良くなるって話を聞いて
いろんな国の人と
生涯の友達ができそうだなみたいな
楽しそうって思いました
研究の意義と大切さ
どこの国行っても大体なんかこう
知り合いの人がいるみたいな感じになるかもしれません
将来なんか何で知り合ったのって聞かれて
いや一緒に加速機作っててさみたいな話になった
すごいなみたいな
なりそう
なりそう
そういう仲間も出会えるっていう
最終的にいい友達ができるっていう話になったら
すごいよかったな
そういうのも必要ですよね
なんか研究だけだったら大変なこともあるかもしれないですけど
ほんとそうですね
環境とかっていうのはすごい大事ですよね
やっぱりうちもトンボ働きで子供はいるんで
海外の人とかでやってんの?みたいな話よく聞きますし
世界共通ですね
英語じゃない国の人とかにね
子供にさ英語って何歳から教えるとか
それ確かに聞きたいみたいな話
なんかヨーロッパ系の人とかって別に
僕は英語じゃなくてもすごくうまい国の人とかいますもんね
あとは例えば僕今東京に住んでるんですけど
研究所は筑波にあって
それで結局奥さんの実家とか仕事場が東京にあるから
僕は遠距離通勤してるんですけど
やっぱり海外でもやっぱりトンボ働きだと
ほんとにね町が違う感じで
週末ごと飛行機で帰ってるみたいな人とかもいるんで
僕の場合はギリまだ電車で通いますけど
そういう時に出会ってんの?みたいなこととか聞くと
僕はまだ電車だからそれでも悩んでるのに
向こうは飛行機か
そういうことだったんですよねさっきのスケール
なるほどね見た目もすごいし時間もすごいっす
なんかイギリスからドイツ渡っちゃってるとかね
高エネルギー加速研究機構のPR活動と出前授業
ありがとうございますなんかいろいろ
ザックさんに聞かせていただきましたけど
すごい楽しかったです
ありがとうございます
実際途中でもお話たくさん出ましたけど
この高エネルギー加速研究機構のPR活動とか
こういう機会があるっていう見学とか
あと高校生にもいろいろ説明する機会もあったりとか
そういうのもあるんで
そういうのもぜひこれで気になった方は
自分でちょっと調べてみたりもしてほしいですし
そうですね
あと我々研究者がいろんな地方の学校とかに行って
出前授業するみたいな経営系キャラバンで
研究していただけるとか
そういったプロジェクトもありますので
我々本当どこでも行きますのでぜひ
ぜひチェックしてほしいですね
そうですね
すごい楽しかったですありがとうございます
ありがとうございます
本日のゲストは高エネルギー加速研究機構から
中山さんに来ていただきました
ありがとうございました
どうもありがとうございました
ありがとうございました
