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壮大なニュートリノ実験

『ニュートリノ』
[著]多田将 [発行]イースト・プレス


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 多田と申します。よろしくお願い致します。


 僕は高エネルギー加速器研究機構という研究所に勤めているのですが、その本部と僕のオフィスは茨城県のつくば市にありますが、同じ茨城県内でそこから75㎞ほど離れた東海村に(ジェイ)PARC(パーク)という実験施設があり、昼間は僕はそこに勤務しています。本日はその実験施設で行われている実験も紹介しつつ、本講演のテーマであるニュートリノという素粒子について、それがどのようなものなのか、お話しさせていただきたいと思います。


 J‐PARCは複数の実験を同時に行える複合施設ですが、そのうち、僕が携わっているニュートリノの実験は、T2Kという名前が付いています。


 実験の概要を大雑把に申しますと、まず、J‐PARCで、ニュートリノを人工的につくります。そのニュートリノを西へ300㎞離れた岐阜県神岡町にあるスーパーカミオカンデというニュートリノの検出器に向けて撃ち込みます。東海村から神岡まで、Tokai to Kamioka、ということで、T2K実験という名前が付いています。非常にシンプルですよね。




 ニュートリノは300㎞の距離を飛ぶ間に、ある変化を起こします。その変化の様子を調べることで、ニュートリノの性質を調べよう、という実験なのです。図1を御覧になるとおわかりのように、通常「実験」と聞いて思い浮かべるような、実験室の中に籠もって行うようなものではなく、言わば地球そのものを実験室にしたような、壮大な実験です。このようなことが可能なのは、後で詳しくお話しするような、ニュートリノがある極めて特殊な性質を持っているからです。


 今回は、J‐PARCについてはあまり触れませんが、素粒子のなかでもニュートリノの性質について少し詳しく説明しつつ、この「変化」がどういうものなのか、それがどういう意味を持つのか、ということについてお話しすることで、素粒子物理学とはどういう学問なのかを知っていただきたいと思います。


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