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2015年10月 9日 (金)

ノーベル物理学賞!

すごいなぁ・・ 素粒子の研究でノーベル賞です。 青色LEDもそうだったけど、科学/化学、原子/量子物理学というのが嬉しいですよね。 やっぱ日本はこういう研究で頑張らないと、ね。

今回の研究、ニュートリノ(素粒子の1つ)とか、スーパーカミオカンデ、、とかって聞いたことあります? 私も原子物理学をちょびっとはかじった者ですので、簡単に解説しておきます。

物質の構成要素--「原子」のさらに構成要素の研究といえばいいのかな? 電子、陽子は皆さんも高校の物理で習いましたよね。 実はさらにそれらを構成する小さな粒子(素粒子)が存在することがわかってきたのですね。 その研究には、理論的な説明とそれを裏付ける検証データが重要なのです。 素粒子を捕まえよう、その正体を突き止めようと、世界中で研究が行われています。

原子の構成要素---ってことは。。 原子を破壊して中身を調べればいいんです。 ところがそれは非常に難しい。 放射線(α線、β線)などで破壊できるのは軽い元素だけ。中性子でウランを撃ち抜くと・・・核分裂、またはプルトニウムが生成されます。 もっと強力なエネルギーで原子を破壊しないといけませんよね。 そのための装置があるのです。例えば・・・粒子加速装置:サイクロトロンやプラズマ装置。 日本にもあります。応用としては核融合の実験なんかにも使われてます。

もう1つ。別の検証方法があります。 宇宙の彼方で星が爆発すると、その莫大なエネルギーで大量の高速な素粒子が放出されます。 それらの素粒子の何個かが地球を貫通していく際にその存在と正体を突き止めよう! というわけですね。 素粒子を最も単純な水素の原子核にぶつけて破壊させ、その際に出てくる光エネルギーをセンサで検知して解析する、という理論なのです。 水素の原子核=水で良いんですが、1個の水素原子に素粒子がブチ当たる確率はほぼ「ゼロ」です。(笑) ということは・・・ 大量の水(実際には超純水を使う)を用意し、その原子の破壊される瞬間を捉えられるセンサでじっと監視するしかありません。確率論ですね。 (センサに感度があったとしても、ノイズではないか、他の放射線による電離ではないのか、単に水素原子が寿命で崩壊したのか、等の要因も分析して排除していかないといけません。解析はもっと大変なわけです。)

その大量の水を地下の岩盤の奥に封じ込め、「光電子倍増菅」(フォトマル)という真空管のオバケみたいなセンサで取り囲み、水素原子の破壊される瞬間を捉えよう。。その地下施設が「カミオカンデ」や「スーパーカミオカンデ」なんですよ。 で、このセンサ、「光電子倍増菅」を作ってるのが「浜松ホトニクス」なんですな。

まぁ、このバカデカい「光電子倍増菅」は民生用への応用の用途はほとんどなく、このカミオカンデの為だけに開発・生産されてるような特注ものです。 コレがあったからこそ、このノーベル賞があったと言えますよね。 (そういう視点の報道がないのが個人的にはちょっと不満。:笑)

簡単ですけど、「どんな研究で日本人がノーベル賞をもらったのか?」くらいは知っておきたいものですよね。

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