宇宙などから
降り注ぐ素粒子「
ニュートリノ」を
観測し、
星や
物質の
成り立ちなどに
迫ろうと、
岐阜県飛騨市で
建設が
進められている
大規模な
観測装置「ハイパーカミオカンデ」の
地下の
巨大な
空洞が28
日、
報道関係者に
公開されました。
The massive underground cavity for the large-scale observation device Hyper-Kamiokande, which is being constructed in Hida City, Gifu Prefecture to observe neutrinos—elementary particles that pour down from space—and to explore the origins of stars and matter, was unveiled to the press on the 28th.
飛騨市神岡町で東京大学宇宙線研究所が運用してきた大規模な観測装置「カミオカンデ」と「スーパーカミオカンデ」は、宇宙などから降り注ぐ極めて小さな素粒子「ニュートリノ」の観測に成功するなどして、日本人研究者の2度のノーベル物理学賞受賞につながりました。
The large-scale observation devices Kamiokande and Super-Kamiokande, operated by the Institute for Cosmic Ray Research at the University of Tokyo in Kamioka Town, Hida City, succeeded in observing extremely small elementary particles called neutrinos that come from space and elsewhere, which contributed to two Japanese researchers receiving the Nobel Prize in Physics.
5年前からは、さらなる研究成果を生み出そうと、スーパーカミオカンデのおよそ8倍のニュートリノが観測できる「ハイパーカミオカンデ」の建設が地下600メートルの場所で進められていて、28日は建設現場の巨大な空洞が報道関係者に公開されました。
Since five years ago, construction has been underway 600 meters underground on Hyper-Kamiokande, which can observe about eight times as many neutrinos as Super-Kamiokande, in an effort to produce even more research results. On the 28th, the massive cavern at the construction site was opened to the press.
高さ94メートル、直径69メートルの空洞の掘削工事は来月完了する見込みで、今後、水を入れる巨大なタンクが設置され、タンクの内側にはニュートリノを観測するための高性能の検出器およそ2万本が取り付けられる計画です。
The excavation work for the hollow structure, which is 94 meters high and 69 meters in diameter, is expected to be completed next month. After that, a huge tank to hold water will be installed, and about 20,000 high-performance detectors for observing neutrinos are planned to be attached to the inside of the tank.
3年後の2028年の観測開始を予定していて、東京大学神岡宇宙素粒子研究施設長の塩澤眞人教授は「空洞の完成の見込みがたち、ほっとしています。
We are scheduled to begin observations in 2028, three years from now. Professor Masato Shiozawa, Director of the Kamioka Observatory, Institute for Cosmic Ray Research, University of Tokyo, said, I am relieved now that we can expect the completion of the cavity.
誰もが
驚くような
結果を
出したいと
思うので、
成果を
楽しみにしてほしい」と
話しています。
I want to achieve results that will surprise everyone, so I hope youll look forward to the outcome, he said.
「ハイパーカミオカンデ」とは
「ハイパーカミオカンデ」は、2度にわたってノーベル賞を受賞し日本が得意としてきた「ニュートリノ」の研究をさらに発展させようと建設されている大規模な観測装置で、3年後の2028年の観測開始を目指しています。
Hyper-Kamiokande is a large-scale observation device being constructed to further advance research on neutrinos, a field in which Japan excels and which has led to two Nobel Prizes. The goal is to begin observations three years from now, in 2028.
《ニュートリノとは》
ニュートリノは物質のもとになる「素粒子」の一つで、宇宙や大気から膨大な量が降り注いでいますが、このうち太陽から私たちの体に降り注ぐものだけに限っても、その数は1秒間に数百兆に上ります。
What is a neutrino? A neutrino is one of the elementary particles that make up matter. An enormous number of them pour down on us from space and the atmosphere, and even if we limit it to just those coming from the sun onto our bodies, the number reaches several hundred trillion per second.
このニュートリノは同じ素粒子である「電子」と比べても質量は100万分の1ほどで、電気を帯びていないために地球さえ通り抜けることがあり、観測するのが極めて難しいとされています。
This neutrino has a mass about one millionth that of its counterpart, the electron, and since it carries no electric charge, it can even pass through the Earth, making it extremely difficult to observe.
《初代カミオカンデ》
いわば“幽霊”のようなニュートリノを捉えるため、岐阜県の神岡鉱山の地下にある観測装置「カミオカンデ」で1986年に宇宙から来るニュートリノの観測が始まり、星が一生を終える際に起きる「超新星爆発」に伴うニュートリノを世界で初めて観測することに成功しました。
The first-generation Kamiokande: In order to detect neutrinos, which are like ghosts, observations of neutrinos coming from space began in 1986 using the Kamiokande detector located underground in the Kamioka mine in Gifu Prefecture. For the first time in the world, neutrinos associated with a supernova explosion, which occurs when a star reaches the end of its life, were successfully observed.
この成果で、小柴昌俊さんが2002年にノーベル物理学賞を受賞しています。
With this achievement, Masatoshi Koshiba was awarded the Nobel Prize in Physics in 2002.
《2代目もノーベル賞》
また1996年には、後継の「スーパーカミオカンデ」の運用が始まり、2年後の1998年にニュートリノに質量があることを世界で初めて発見した業績で、梶田隆章さんが2015年にノーベル物理学賞を受賞しています。
Second generation also wins Nobel Prize In 1996, the successor Super-Kamiokande began operation, and two years later in 1998, Takaki Kajita was awarded the Nobel Prize in Physics in 2015 for the achievement of being the first in the world to discover that neutrinos have mass.
《3代目の特徴は》
そして、世界をけん引してきた日本のニュートリノ研究で、“3代目”の観測装置として建設されているのが「ハイパーカミオカンデ」です。
The characteristic of the third generation—And in Japans neutrino research, which has led the world, the Hyper-Kamiokande is being constructed as the third-generation observation device.
今後、地下600メートルの場所に設置される巨大なタンクには、スーパーカミオカンデのおよそ8倍に当たる、19万トンの水がためられます。
In the future, a huge tank to be installed 600 meters underground will hold 190,000 tons of water, about eight times as much as Super-Kamiokande.
ここを通過するニュートリノが、ごくまれに水の分子と衝突した際に生じる微弱な光を検出することでその存在を捉える仕組みで、タンクの内側を囲むようにおよそ2万本にのぼる光の検出器「光電子増倍管」が並べられる計画です。
The plan is to line the inside of the tank with about 20,000 photomultiplier tubes, which are light detectors, to capture the extremely faint light produced when a neutrino passing through here very rarely collides with a water molecule.
検出器の感度はスーパーカミオカンデに採用されたものと比べて2倍になっていて、より微弱な光を捉えられるほか、ニュートリノの種類や飛んできた方向なども正確に捉えられるということです。
The sensitivity of the detector is twice that of the one used in Super-Kamiokande, allowing it to detect even fainter light, and it is also said to be able to accurately determine the type of neutrino and the direction from which it came.
ハイパーカミオカンデで目指す科学
装置を大型化し、性能を高めるハイパーカミオカンデは、宇宙誕生の謎に迫る科学的な成果を得ることを目的の1つとしています。
One of the objectives of Hyper-Kamiokande, which aims to enlarge and enhance the performance of the scientific apparatus pursued at Hyper-Kamiokande, is to achieve scientific results that approach the mysteries of the birth of the universe.
ニュートリノとその「反物質」に当たる「反ニュートリノ」の間には、性質に違いがある可能性が指摘されていて、ハイパーカミオカンデではその違いを厳密に調べることにしています。
There is a possibility that there are differences in properties between neutrinos and their antimatter counterparts, antineutrinos, and Hyper-Kamiokande plans to investigate these differences in detail.
ビッグバンによって誕生した直後の宇宙には、物質と反物質のどちらも同じだけ存在しましたが、反物質が消えて物質だけが残ったと考えられ、なぜ宇宙では物質が優勢になったのかは大きな謎となっています。
Right after the universe was born in the Big Bang, there was an equal amount of matter and antimatter, but it is believed that antimatter disappeared and only matter remained. Why matter became dominant in the universe remains a major mystery.
ニュートリノと反ニュートリノの違いが明らかになれば、この謎の解明に向けて大きく前進することが期待されていて、ハイパーカミオカンデが3度目のノーベル賞につながる成果を挙げられるのか注目されています。
If the differences between neutrinos and antineutrinos become clear, it is expected that this will be a major step forward in solving this mystery, and attention is focused on whether Hyper-Kamiokande can achieve results that will lead to a third Nobel Prize.