ILC通信 号外pdf

東京でILC 設計報告書完成発表会

ILC TDR 完成発表会において、バリー・バリッシュ氏(GDE ディレクター:写真左)と山田作衛氏(RD ディレクター:写真右)がジョナサン・バガー氏(ILCSC 議長:写真中央)にTDR のドラフトを提出した。

 国際リニアコライダー(ILC)計画が、新たな局面へとステップを進 めた。12 月15 日(土)、東京・秋葉原でILC 設計報告書(TDR/DBD)完 成発表会が開催された。主催は先端加速器科学技術推進協議会(AAA)、 高エネルギー加速器研究機構(KEK)、国際共同設計チーム(GDE)、 物理測定器研究組織(RD)。GDE とRD の上位機関にあたる「ILC 運 営委員会(ILCSC)」のジョナサン・バガー議長へと最終ドラフトが手 渡されたのだ。今回のドラフト提出は、ILC 建設に必要とされる技術 がILC の建設を政府に対して提案できるレベルに達したことを示すも のだ。

 今回提出されたILC 設計報告書(TDR/DBD)のドラフトは、長年にわたる研究開発と一連の 技術レビューを経て完成したものだ。3 巻で構成されており、第1 巻は ILC における物理、第2 巻は加速器の研究開発と設計、第3 巻は測定 器に関するものとなっている。第1 巻・第3 巻は検出器開発を進めて きたRD、第2 巻はGDE の手で編集された。総ページ数は、1400 ペー ジにも及ぶ。

 このTDR は、2007 年に発表された設計の概略を記載した基準設計 報告書(RDR) に、5 年間を超える開発研究・設計改良を加えたものだ。 物理面での大きな進捗は、今年7 月のヒッグスと思われる粒子の発見 が取り入れられたことだ。ILC では、この粒子が標準理論で予言され ているヒッグス粒子かどうかの検証を詳細に 行うことが可能だ。

 標準理論は完全な理論ではないことが様々 な証拠により既にわかっている。たとえば宇宙 観測からその存在が確実視されているダーク マターは標準理論には含まれていない。そのた め標準理論を拡張しより完全な理論を作る試 みが様々に行なわれているが、その方向を決め るには既に欧州で稼働中の大型ハドロンコラ イダー(LHC)のデータに加えてILC のデー タが必要であると考えられている。ILC では ビーム衝突時にダークマターだけが生成され るような過程でも観測する事が出来るなど、そ の精密測定能力に大きな期待がかかる。拡張さ れた理論(新理論)ではヒッグス粒子は標準理 論とは異なる様々な特徴、標準理論からの「ず れ」をしめす。たとえばヒッグス粒子が複数存 在する可能性を示唆する理論も提案されてい る。もし標準理論との「ずれ」が見つかれば、 素粒子物理の全く新しい進歩の第一歩となる だろう

 TDR の加速器の巻には、開発研究・ILC 技 術実証のまとめと、性能・コストの最適化を 行ったILC 加速器の設計が記述されている。RDR からの主要な改良 点としては、1)RDR では並行する2本のトンネルを用いていたが、 TDR では大部分の場所でこれを1本にしたこと、2)電子・陽電子の 粒子の数を半分にしたこと、3)減衰リングの周の長さを、約6km か ら約3km に縮小したこと、などがあげられる。

 これらの変更は、RDR 以来の技術的革新によって可能になったもの だ。たとえば「粒子数の半減」だが、これは衝突させるビームの塊の数 を半減させる、ということだが、単に数を減らすと、性能低下につながっ てしまう。これを防ぐために、TDR では、衝突点でより小さなビーム サイズにし粒子の密度を高める設計になっている。これは高いビーム収 束技術が確立されたことで可能になったものだ。

 さらに、加速器の巻には、設計の技術的裏付けも記載されている。重 要な点としては、1)RDR では、運転時の加速勾配を1m あたり3150 万ボルト(31.5MV/m)として設計したが、これが十分に達成されて いることが確認され、さらに、世界の研究所で加速装置のシステムとし ての検証が行われたこと、2)米国コーネル大学において、陽電子減衰 リングにおけるビーム不安定性を抑制する技術が、国際研究チームに よって確立されたこと、3)KEK におけるビーム収束の実験成果が上 がりつつあること、4)衝突点における検出器を2 台交互にビームライ ン上におく「プッシュプル方式」が技術的に可能であることが確認され たこと、などがあげられる。

 第3 巻では、測定器開発研究のこれまでの成果をまとめている。測 定器開発研究は、加速器のビーム衝突領域の設計を詰めるうえで、そこ で実験する測定器との整合を図ること、設計された各測定器要素が実現 可能なものであると実証すること、さらに、目的とする物理がその測定 器で精度よく観測できることを確認すること、の3 つの目的のために なされてきた。RDR 当時は、測定器の研究開発を進めるグループが4 つ存在した。これを2009 年夏に、2 つの国際チーム「ILD」と「SiD」 に絞り込み、両者が今年まで開発研究を実施してきた。そこで得られた 多くの開発、設計を盛り込んだものがTDR の第3 巻だ。

 提出式典では、GDE、RD それぞれのディレクターであるバリー・ バリッシュ氏、山田作衛氏から、TDR がジョナサン・バガー氏に手渡 された。TDR を受け取ったバガー氏は「ヒッグス粒子らしき新粒子が 見つかった今、私たち研究者は、明日にでも建設が始められると良いと 思っている」と、ILC の早期実現への期待を述べた。

パネルディスカッションの様子。左からパネルディスカッションの座長をつとめた村山斉 氏、パネリストの鈴木氏、バリッシュ氏、山田氏、バガー氏、増田氏、西岡氏。

 会の後半は、カブリ数物連携宇宙研究機構の村山斉機構長が座長を務 め、パネルディスカッションが行われた。パネリストは、提出式典に参 加したバリッシュ氏、山田氏、バガー氏に、日本創成会議座長の増田寛 也氏、AAA の西岡喬会長、KEK の鈴木厚人機構長が加わった。

 冒頭、座長の村山氏が「初めてリニアコライダーのことを聞いたとき 『こんなこと出来るわけない』とびっくりした」と大学院生時代のエピ ソードを紹介し「ここまでたどり着いたことに敬意を表します」とコメ ントして、ディスカッションはスタートした。

 まず、バリッシュ氏が8 年間のGDE の活動を振り返り「素晴らしい 経験だった。世界からの知識と能力を集めてベストな設計が出来上がっ た」と述べた。山田氏は数千人に及ぶ世界の科学者の取りまとめという 難しい仕事について「物理という共通言語、ILC という共通の目的の おかげで、まとめあげることができた」と語った。

 西岡氏は、これまで産業界が培ってきた大型国際プロジェクトのマ ネジメントについて例を挙げて紹介。「標準を決定する事は苦労を伴う が、最初にきちんとベースを決めることで物事が進む」と述べ、今回の TDR の完成がこのベースの完成に当たるとした。

 増田氏は、2012 年7 月に日本創成会議が発行した提言「地域開国: グローバル都市創成」について紹介し、外国人が地域の日本人とともに 快適に生活できる環境づくりが重要だと述べた。これに対してバガー氏 が「研究者は奇妙な生物だと思われているが、大量な研究者が来る事に 地域の人が戸惑う事は無いか?」と質問。増田氏は「刺激のある人々 が来る事は地域活性化につながる」と答え、会場は笑いに包まれた。

 鈴木氏は、将来のILC 研究所のあり方について「今後のビッグプロ ジェクトは、世界中でお金と人を出し合う新しい運営をする必要があ る。ILC がその最初の例になれれば」と述べた。

 最後に、村山氏が、会場に列席していたGDE とRD の後継組織「リ ニアコライダー・コラボレーション」のリーダーとなる駒宮幸男氏(東 京大学)と、リン・エバンス氏(欧州合同原子核研究機関)の2 名を紹介。 バガー氏が受け取ったばかりのTDR を二人に手渡し「ILC を実現す るのが新組織の仕事だ」とメッセージを送った。

 今回のTDR のドラフトにはコストの章が含まれていない。2013 年 1 月に行われる最終のコストレビューの結果を取入れて、ILC 設計報告書(TDR/DBD)の最終 版は、コストの章およびエグゼクティブサマリーを加え、来年6 月に 出版となる予定だ。しかし、TDR に記述された設計はそのまま建設す るためのものではない。今後、研究の最後の詰め、建設地選択の結果 をとりいれた最終設計にむけての努力が、新しい組織のもとで行われ る。ILC の実現に向けて、活動は次のフェーズへと移行しつつある。

お知らせ
先端加速器科学技術推進シンポジウム2013in 信州 「先端加速器の世界 いのちを守る、宇宙を創る」

主催:信州大学/先端加速器科学技術推進協議会 後援:KEK
日時:2013 年1 月26 日(土)13:30 ~ 17:00 (13:00 開場)
場 所:長野県松本文化会館(キッセイ文化ホール)国際会議室
 (松本市水汲69-2)http://www.matsubun.jp/
JR 松本駅からバスで約20 分。バスターミナル1 番または2 番 より乗車。
参加費:無料 / 定員:150 名
※事前の参加申込みが必要です。定員になり次第締切ります。

≪講演プログラム≫

 「先端加速器の世界」
  信州大学理学部 物理学科 教授 竹下徹
 「ここが違う重粒子線がん治療」
  放射線医学総合研究所 フェロー 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」
KEK 機構長 鈴木厚人
   < お申込・お問合せ > 信州大学理学部 竹下徹、小寺克茂

先端加速器科学技術推進協議会
〒305-0801 茨城県つくば市大穂1-1 高エネルギー加速器研究機構内
TEL/FAX:029-879-6241 Web:http://aaa-sentan.org/ E-mail:information@ml.aaa-sentan.org



KEK キャラバン~お届けします、科学に夢中~

 KEK では、学校、各種団体等へ研究者や職員を講師として派遣する プロジェクト「KEK キャラバン」を実施しております。加速器を用い た素粒子や物質・生命などの研究やその研究を支える仕事の紹介を行っ ています。ILC についての講演等も承っております。平成25 年度のお 申込を受付中です。まずは下記までお問合せ下さい。

< お問合せ> KEK 広報室普及グループKEK キャラバン係
TEL:029-879-6247 FAX:029-879-6246
WEB:http://caravan.kek.jp E-mail:caravan@ml.post.kek.jp