ILC通信 Vol.59 pdf

ナノビーム復旧にむけて

ATF 加速器トンネル中で電磁石などの位置測量・調整作業が進められている。

 3 月11 日の東日本大震災発生以降、高エネルギー加速器研究機構(KEK)の先端加速器試験施設(ATF)では精力的に被害状況確認作業が続けられて来た。ATF では6 月3 日に行った試験で、ATF2 ビームライン最下流までビームが通ったことが確認された。これはATF の 将来の運転再開に向けて明るいニュースだ。

 ATFは、国際リニアコライダー( ILC)の実現に必須となる高度な技術の開発と実証を行う試験加速器で、「極小」で「平行度の高い」ビームの生成を目指した研究開発が進められている。

 ILC は衝突型加速器。加速した電子ビームと陽電子ビームを正面衝突させる。加速される「ビーム」は非常に薄いリボンのような形で、200 億個の電子や陽電子から形作られている。ビームのサイズを小さくすれば、電子や陽電子の密度が高くなり、電子と陽電子の衝突の頻度が上がる。次世代加速器では、非常に高い衝突頻度を目指しているため、要求されるビームのサイズは非常に小さい。そのサイズは衝突点付近で、高さ5 ナノメートル(ナノメートル= 100 万分の1mm)幅300 ナノメートルという極小ビームだ。「平行度が高い」とは、ビームの中の粒子の進行方向揃っているために、遠くへ行ってもほとんど広がらないことを指す。ATF では、これまでのビームより約100 倍も平行度の高いビームをつくることが可能だ。この非常に小さく平行度の高いビームを開発研究に利用することができるATF は、世界中の研究者にとって魅力的な施設である。震災前には、外国人研究者が常時ATF に滞在していた。

 ATF やATF2 ビームラインには、世界各国で作られた様々な装置も組込まれており、今回の震災でそれらの装置にも被害が出ていた。震災から2 ヶ月経った5 月中頃から、外国人研究者たちが被害確認と修復作業のために次々とATF に戻り始めた。

 まず、米SLAC 国立研究所(SLAC)から2 名の研究者がATF を訪れた。そのうちの1 名の研究者は震災当日にもATF で作業にあたっていたが、いったん米国に帰国。今回再来日し、2 週間滞在してSLAC がロンドン大学ロイヤル・ホロウェイ校(RHUL)と共同で開発したビーム位置モニターシステムと、ATF2 ビームラインの磁石ムーバーの修復作業を行った。

 6 月に入ると、英国からRHUL の研究者が、非常に高い分解能でビームの位置を測定する「空洞型ビーム位置モニター」と呼ばれる装置の立ち上げを行うためにATF 入りした。6 月後半からは、フランス線形加速器研究所(LAL)の研究者が「偏極陽電子」を生成するための装置である「4 ミラーキャビティ(4 枚鏡・光蓄積空洞)」の確認および立ち上げ作業に、続いて4 名の英オッフォード大学の研究者グループが、ナノメートルレベルでのビーム制御を行う「FONT システム」の確認のために来日し、各装置の確認・修復作業が急ピッチで進められている。

 しかしATF 国際研究チームスポークスパーソンの照沼信浩氏は「まだまだやることはたくさんあります」と、語る。ビームの品質を震災前のレベルまで戻すためには、様々なパラメータの確認や機器の調整など、しなければいけない作業が山積している。ビームの試験運転が停止される夏期には、数多くの確認・調整作業が予定されている。



ILC NewsLine ダイジェスト

 ILC 研究者グループが毎週発行しているニュースレター「ILCNewsLine」に掲載された記事から、ILC 通信編集部セレクトのおすすめ記事を要約版でお届けします。元記事は、ウェブサイトでご覧頂 けます。(英語:http://newsline.linearcollider.org/
日本語訳:http://ilchighlights.typepad.com/japan/

5月19日号 リサーチ・ディレクター・レポートより
ILC 測定器のコストを評価する

ILC 物理・測定器責任者(リサーチ
ディレクター:RD)の山田作衛氏。
RD は、世界中に散らばる数千人
にも及ぶ測定器開発研究者の
活動をリードする。測定器コスト
評価も山田氏のもとで進められ
ている。

 ILC の物理・測定器研究者グループは、詳細ベースライン設計報告書の作成に向け、2 つのILC 測定器、ILD(国際大型測定器)とSiD(シリコン測定器)の設計の詰めを行っている。報告書作成作業の最重要事項のひとつが、測定器のコストの正確な見積り算出だ。ここで重要となるのは、コストと性能のバランスを達成することだ。これには、ILC の目指す物理目標を考慮に入れた上で設計戦略を立てる必要がある。ILC では、ILD とSiD の2 つの測定器があるので、その戦略を比較できることは強みとなる。
 2 つのコスト見積を比較する際、その比較が意味あるものになるよう準備しなければならない。予算調達の規則や商習慣は領域ごと国ごとに異なる。これらの違いはすでに考慮に入れているが、より正確に反映させる必要がある。また、コスト算出を調整し、方法論を統一することも重要だ。そのため、各測定器グループの代表と、ILC 加速器のコスト算出の専門家から成る小ワーキンググループが編成された。加速器設計チームは長年コスト問題に取り組んでいるため、蓄積された知識や経験を測定器のコスト算出に有効活用するのだ。
 世界経済は急速に変化している。報告書に記載される予算見積もりは2012 年時点の価格を基に完成されるため、将来の不確定要素となり得る。しかし、方法論を明確にすることで、これらの要因からのコスト変化をトレースすることは可能であろう。測定器の建設が実現した時には、大部分の部品が参加機関の本国で作られ、現場に送られ、組み立てられる。そのため、為替レートの変動はさほど問題視すべきものではなくなると考えている。最も重要なことは、建設開始の日が来るように、研究者達が懸命に努力することなのだ。

5月26日号 ディレクターズ・コーナーより
GDE 工業化モデルを最適化

ILC プロジェクトマネージャー(PM)
の山本明氏。PM は、山本氏の他に、
マーク・ロス氏(米フェルミ国立加速
器研究所)、ニコラス・ウォーカー氏
(ドイツ電子シンクロトロン 研究所)
がいる。山本氏の担当は、超伝導
リニアックである。工業化モデルの
構築も山本氏のリーダーシップのもと
進められている。

 ILC 加速器のR&D は、現在「技術設計フェーズ2」にあり、国際共同設計チーム(GDE)では「超伝導RF 空洞とクライオモジュールの製造」に関する現実的で費用対効果に優れる工業化モデルの実現に向けて努力を続けている。この項目は、主要なコスト推進項目であるため、超伝導RF 要素の建設・試験をいかに国際的に分担し調整すべきか、ということは最も重要な検討項目である。
 最適な工業化モデルの開発は、時間のかかる仕事だ。2009 年前半に産業界の各関連企業に対してILC 計画の内容や見通しに関する説明を行う活動を開始。GDE は、工業化モデル案と必要とされる生産設備について、産業界からアドバイスを受けてきた。その年から世界の超伝導空洞メーカーを歴訪し、2010 年5月に京都で「超伝導RF 空洞技術と工業化」に関するワークショップを実施。世界中の産業界、研究所から集まった参加者が有意義な論議を行った。
 現在は、2 巡目となる企業訪問を行っている。今回は、空洞、クライオモジュール、材料製造業者を訪問中だ。これらの活動を踏まえ、来る7 月24 日に「第2 回ILC 超伝導高周波(SCRF)技術と工業化に関するワークショップ」が開催される。今回は、GDE から産業界に要請した情報提供への依頼に対して集まったレスポンスの内容と、それらが、技術設計報告書に記載される計画やその実現に及ぼす影響を中心に議論が進められる予定だ。


6月24日号より
東北の復興とILC

 マグニチュード9.0 の未曾有の規模の東日本大震災が発生してから3 ヶ月が過ぎた。避難所生活を送る被災者の数は未だ9 万人を数え、7500 人が行方不明のままだ。しかし、被災地は確実に復興に向けて歩を進めている。
 被災地である仙台市には、国内ILC の研究開発拠点のひとつである東北大学がある。大学全体では2 名の命が失われ、3 月25 日に実施予定であった卒業式も中止。研究室によっては研究に大きな影響が出たところもあった。しかし現在は、東北大学のライフラインはほぼ完全に復旧し、5 月6 日には、一ヶ月遅れの入学式も行われた。学生たちの大学生活や研究活動も正常に戻りつつある。
 東北大学教授でILC 物理測定器研究組織のアジアコンタクトパーソンである山本均氏は「我々の研究室では幸い大きな被害はなく、研究もほぼ完全に通常に戻っています。場所が3階の建物の一階で半分地下なのが幸いしたようです」と、言う。地下施設は、一般的に地震に強いと言われているが、それが証明された形だ。
 4 月23 日、東日本大震災の復興策を検討する政府の東日本大震災復興構想会議第2 回会合が開かれた。この会議で、福島、宮城、岩手の被災3県の知事がそれぞれ復興に関する見解を表明。ILC の建設候補地のひとつである北上山地が立地している岩手県の達増拓也知事は同会合で「復興への象徴になる」としてILC の岩手県への誘致について国への協力を求めた。
 達増氏は「単に旧に復するということだけではなく、そこに生きる人々が誇りを持って豊かに生活し、東北が長期的に発展し続けるという視点が必要」との考えから県の計画にILC誘致を盛込んだ。ILC計画に、産業経済や雇用の面でも大きな波及効果をもたらすと期待する。また「今回の震災被害は津波によるもの。ILC の建設候補地は北上山地の丘陵地帯であり、津波の心配はない」と安全性を強調。北上山地付近にはトンネル内に設置された既存の観測施設があるが、トンネル岩盤、機器、設備への被害は全くなかったとして「今回の大地震によって、候補地付近の北上山地の岩盤の安定性が改めて証明された」と語る。
 天然資源の乏しい日本にとって科学技術は国の発展にとってのカギだ。「ILC に取組むことは、新しい時代を築く科学技術政策に取組むというメッセージを発することができ、日本の科学技術の国際的信頼回復につながる」と達増氏はILC に対する期待を語った。


素粒子物理ワールドニュース

世界の研究所から発信された、素粒子物理学関連の話題をピックアップします。

2011 年6 月15 日
J-PARC ウェブサイトより
世界初、T2K 電子ニュートリノの兆候を捉える

ニュートリノ振動の模式図今後ミュー
型ニュートリノから電子型ニュートリ
ノへ振動するという確証が得られれば、
ミュー型、タウ型、電子型の3世代のニ
ュートリノ間でニュートリノ振動が起き
ていることが分かる。

 T2K 実験国際研究チームは、電子型ニュートリノに起因すると考えられる事象を6 事象発見し、世界で初めて電子型ニュートリノ出現現象の兆候を捉えたことを明らかにした。
 T2K 実験は、茨城県東海村の大強度陽子加速器施設J-PARCのニュートリノ実験施設で人工的に発生させたミュー型ニュートリノを295km 離れた岐阜県飛騨市神岡町の検出器スーパーカミオカンデで検出することにより、ニュートリノが別の種類のニュートリノに変わる「ニュートリノ振動」と呼ばれる現象を測定し、ニュートリノの質量や世代間(種類間)の関係など未知の性質の解明を目指す実験。12 カ国から500 人を超える研究者が参加している。
 電子型ニュートリノ出現現象の発見は、今後のニュートリノ物理の方向性を決定づけるとともに、宇宙が反物質ではなく物質で構成されているという現在の宇宙の謎に迫る最大の手がかりを与えるものとなる。J-PARC は、東日本大震災で甚大な被害を受け、現在では2011 年度内の実験再開を目指している。実験再開後には、今回捉えた電子型ニュートリノ出現現象をより確実に把握する。また、反ニュートリノを使った測定も実施して、この現象の解明を世界に先駆けて行っていく予定。


2011 年6 月3 日
Fermilab Today より
米フェルミ研の超伝導試験施設計画 承認される

Fermilab の超伝導試験施設の完成予想図。画像:Fermilab

 米エネルギー省は、フェルミ国立加速器研究所(Fermilab)の申請していた、超伝導高周波(SRF)研究を行う試験施設の建設にゴーサインを出した。この施設の特徴は、冷却剤である液体ヘリウムのハイブリッド型冷凍サイクルだ。Fermilab の従来の施設は、液体ヘリウムをいったん室温に戻してから再度冷却していたが、新しいシステムでは、室温まで戻さないで再冷却するサイクルを選択することができ、エネルギー効率が高くなるという。同施設は、2013 年春から運用開始する予定だ。


2011 年5 月6 日
CERN ウェブサイトより
CERN 反物質を1000 秒間閉じ込め

 欧州合同原子核研究機関(CERN、ジュネーブ)は6 月5 日、CERN のALPHA 国際研究チームが「反物質」の一種である「反水素原子」を実験装置の中に1000 秒間(16 分超)閉じ込めることに成 功したと発表した。英科学誌ネイチャー・フィジックス電子版に掲載された。
 反物質は宇宙誕生の際に、物質と同じ量が生成されたとされるが、現在は自然界に存在しない。長時間の反水素原子の閉じ込めによって、より精度の高い観察、実験が可能となり、なぜ宇宙が物質だけでできているのかなど、宇宙の進化の謎解明につながる成果として注目される。


最近の話題
先端加速器科学技術推進協議会の総会開催される

挨拶をする津村啓介衆議院議員

 6 月1 日(水)、東京霞山会館にて、先端加速器科学技術推進協議会(AAA: 名誉会長小柴昌俊平成基礎科学財団理事長、会長西岡喬三菱重工相談役)の平成23 年度総会が開催された。AAAはILC計画をモデルケースと定め、産学官政の連携を推進する協議会。現在、企業・大学等119 団体が会員として活動している。
 開会に先立ち、松岡雅則AAA 事務局長からの呼びかけで、東日本大震災で亡くなった方々に黙祷が捧げられた。続いて、衆議院議員の津村啓介氏(衆議院科学技術・イノベーション推進特別委員会・筆頭理事)が挨拶され「リニアコライダーはこれまでも超党派で議論されて来ましたが、今年改めて政治の方でしっかり検討する器を作りたい。また、国内での誘致の議論も進めていきたい」と述べた。総会では、技術、大型プロジェクト検討、知財、広報の各部会から昨年度の活動報告が行われた。平成22 年度は、大型プロジェクト部会を中心に技術、知財部会と連携して、加速器の裾野を広げる試みや加速器をとりまく規制についての検討が行われた。また、広報部会からは、4 回のシンポジウム開催を通じた波及効果が報告された。今年度も、各部会でILC 計画実現に向け、技術開発課題の検討や知的財産の取扱いに関する検討を進めていく予定。大型プロジェクト部会では新たに、ILC の立地に対する課題を抽出・検討する「立地 課題検討ワーキンググループ」が設置される。


編集部より

ILC通信の各号の記事はウェブページでご覧いただけます。

ILC 通信 Webページ  http://ilc-tsushin.kek.jp/

紙版の送付をご希望されない場合および部数の変更等がございましたら編集部までご連絡いただけますと幸いです。ILC 通信は隔月刊です。次号は9/1 発行となります。今後ともご愛読頂けますようよろしくお願い申し上げます。

連絡先:ILC 通信編集部 TEL:029-879-6247 / FAX:029-879-6246
電子メール:subscribe@lcdev.kek.jp



最近の話題
福岡・佐賀、ILC 誘致に向け地質調査に着手

福岡県と佐賀県にまたがる脊振山地は、世界に5カ所あるILC 建設候補地のひとつ。昨年9月、日本物理学会で、国内の候補地を背振山地と北上山地(岩手県)の2カ所とする研究者の発表があった。海外の候補地には、スイスのジュネーブ郊外、米国のシカゴ郊外が挙げられているほか、ロシアのモスクワ北方120 キロメートルに立地するドゥブナでもILC 誘致に強い関心を示している。福岡・佐賀両県は、今年度の一般会計予算にそれぞれ2千万円を計上し、ILCの誘致に向けた地質調査に着手した。脊振山地における加速器設計に必要な全ての地質情報を得ることを目指しているという。
両県では、ILC 誘致に向けた活動が活発化している。2007 年、加速器をテーマに、基礎科学の意義、基礎科学が社会生活に果たす役割や産業技術への波及効果などについて両県の産学官民で検討する「先端基礎科学次世代加速器研究会(会長:小柴昌俊 平成基礎科学財団理事長が設置され、シンポジウムや研究会が開催されて来た。
昨年10 月には、「九州大学・佐賀大学ILC 推進会議」(代表:宮原三郎 副学長(九州大学)、林田行雄 工学系研究科長(佐賀大))が発足。これまでILC 計画についての調査検討を独自に進めていた九州・佐賀両大学が連携を強化し、合同での研究推進を開始している。同推進会議は、研究活動に加え、福岡・佐賀両県と共同で脊振山地の地質調査を進めている。脊振周辺で行われたトンネル工事や地下発電所建設等、豊富な既存の資料をもとに学内有識者を中心に検討が進められており、今年1 月には報告書(基礎資料編)がまとめられた。推進会議と両県はまた、地域の産業界や広く一般にILC 計画の学術的、社会的意義の理解促進を図る活動も行っていく予定だ。
九州大学理学研究院物理学部門では今年4 月より高エネルギー実験グループが発足し、さらなるILC 計画の推進力となることが期待されている。

お知らせ
KEK 一般公開

昨年のSTF での一般公開の様子

今年の 一般公開は、9 月4 日( 日)に開催いたします。リニアコライダー関係では、ATF と超伝導RF 試験設備(STF)の施設公開を行います。
 詳細につきましては、決定次第、KEK ウェブページに掲載されるほか、ILC 通信ウェブページ、facebook、twitter などでお知らせしていきます。

< お問い合わせ >
KEK 広報室
ウェブサイト:http://openhouse.kek.jp / 携帯サイト:http://openhouse.kek.jp/k/
E-mail:proffice@kek.jp / TEL:029-879-6047 / FAX:029-879-6049



お知らせ
ILC 通信 facebook 始めました

 昨年映画が公開されたり、有名企業がつぎつぎに公式ファンページを持つなど、何かと話題のソーシャルネットワーキング・サービス「facebook」。日本でも利用者が激増しています。ILC 通信でも今年5 月から公式ページをfacebook に開設し、運用を開始しています。印刷版の記事の情報はもちろんのこと、世界の素粒子物理関連ニュース、そしてILC 研究者がそれらのニュースに加える興味深いコメントなど、ILC 通信ならではのコンテンツを盛込んでいく予定です。アカウントをお持ちの方は、ぜひ「いいね!」のクリックをお願い致します。また、新規アカウントの作成は無料です。ぜひ、お付き合いください。 http://www.facebook.com/ilctsushin



お知らせ
先端加速器科学技術推進シンポジウム2011 in 九州 『先端加速器の世界 いのちを守る、宇宙を創る』

主催:先端基礎科学次世代加速器研究会、先端加速器科学技術推進協議会
後援:福岡県、佐賀県、放射線医学総合研究所、KEK
日時:2011 年8 月30 日(火)13:30 ~ 16:40(13:00 開場)
場所:アクロス福岡 国際会議場 福岡市中央区天神1 丁目1 番1 号
アクセス:http://www.acros.or.jp/access/
 ・地下鉄空港線「天神駅」東口から徒歩約3 分
 ・地下鉄七隅線「天神南駅」5 番出口から徒歩約3 分
 ・西鉄大牟田線「福岡(天神)駅」から徒歩約10 分
参加費:無料 /定員 300 名(事前参加申込が必要です。定員になり次第締切ります。)

講演
 『先端加速器概論』 KEK 研究機関講師 藤本順平
 『いのちを守る先端加速器(仮)』 放射線医学総合研究所 顧問 辻井博彦
 『ビッグバンを再現する究極の加速器 国際リニアコライダー計画」 KEK 機構長 鈴木厚人
※詳細につきましては、先端加速器科学技術推進協議会ウェブページ(http://aaa-sentan.org/)をご覧下さい。

 < お申込・お問合わせ〉
先端基礎科学次世代加速器研究会事務局宛(福岡県商工部新産業・技術振興課内)
E-MAIL:shinsan@pref.fukuoka.lg.jp
TEL:092-643-3434 / FAX:092-643-3436