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素粒子ニュートリノ [etc.]

「ニュートリノという素粒子」東京大学宇宙線研究所:伊藤英男
20091.12 佐賀県立宇宙科学館

 佐賀県立宇宙科学館では、12月末から2月までニュートリノの企画展をやっています。サイエンスカフェと題して、コーヒーでも飲みながら気軽に科学の話を聴こうという主旨のようです。なかなか東京大学宇宙線研究所の人の話なんか聴けることないので、雪が少しばかり心配でしたが、子ども連れて(子どもは館内を遊ばせ放置プレイ)行ってきましたよ。メモ帳を持って近くの展示物をみていたらスタッフから「あ、講演聴かれるのですか?」と。「はい」と言ったら「まだ誰も来てないんですよ、どうぞ」と。「ややっ!私ひとりか??」と思いましたが、開演時刻には用意していた席は埋ってました。

 岐阜県神岡町にあるスーパーカミオカンデ、そこでニュートリノをつかまえてます。ニュートリノは「素粒子」の中の一つで、宇宙から絶えずふりそそぎ、私たちの体はもちろん、地球すらも通り抜けているため「幽霊粒子」ともよばれているそうです。素粒子とは、ゴリゴリ砕いていくとこれ以上は砕けなくなった物質を構成する最小単位のもの。ニュートリノは人間の体1cm角あたりに毎秒660億個、人間の体ですら荒い網の目で、そんなもの軽々すり抜けます。ではどうやってそれをつかまえるのか?というと荒い網の目でも何枚も重ねればいい。50万tの水を円筒状の筒に入れて、水の分子を網の目にしてます。測定器に1日にくる数は660億×100×40×100×40×60×60×24個、そのうち捕えられるのは10数個だそうです。小柴先生のノーベル賞をとった観測では10秒の間に10数個降り注いだそうで、その方向に天文鏡を向けたら超新星爆発があったのだそうです。

 現在のところ素粒子はクウォークとレプトンがあり、その二つで世の中のモノが全て作られていると言っていたけれど、何のこっちゃよくわからない。レプトンの中で一番軽い粒子のニュートリノはモノに何も関与していないのだそう。ニュートリノは核反応をした時に必ず出現する粒子で、どこを通過してきたかの情報を持ったままつかまえることができ、これをつかまえることで、何が起こったのかわかると言ってました。太陽からのニュートリノでは、8分前の太陽の活動がわかるのだそうです(光の早さで飛んできて地球到達まで8分です)。太陽内部の活動は、表面に出てくるまで10万年かかるそうで、光学望遠鏡では10万年前の太陽活動しかわからないと。

 超新星爆発のエネルギーの99%はニュートリノが持っていっているので、ニュートリノがなければもっとひどい爆発になっているはずだそうです。元素の「鉄」までは通常の反応でできるけれども、それより重い元素は超新星爆発によってできたもの。宇宙創世のビッグバンが生まれたことはわかっている。神しかわからないその時の情報を持っているニュートリノもあるだろうと言ってました。ただ、かなり遅くふらふら弱いのでなかなか捕まえられないと。それをつかまえようとしているのが神岡にある元カミオカンデ跡地につくる「カムランド(神岡液体シンチレータ反ニュートリノ検出器)」。

 ニュートリノは長い間質量ゼロと思っていたが、振動があったため質量があることが確定したのだそうです。え?1cm角に毎秒660億個も質量があるものが体を通過しても大丈夫なの?という素朴な疑問。幽霊粒子と言われればすり抜けるのもまぁ納得だけど、重さがあるんでしょ?先生に聞いてみました。そしたら、スーパーカミオカンデくらい厚みのある人間(40m×40m)なら「あいた!」となるかもしれないけど、普通の人間くらいなら全然なんとも関係ないのだそうです。(まぁ地球ですら通り抜けるくらいですからね、、、)

 質疑応答では結構みんな質問してました。時間がきても終わらない程。先生も誤解なく簡単に話してくれるのもかなり難しかったでしょうが、それでもやはりよくわからない。先生は最初に「東京大学と聞いただけでヒクでしょうけど、私も皆さんと同じ、ごく普通の人間です。」と言ってはいましたが、メモ束に書かれてあった複雑怪奇な数式の山(!)「これ順序入れ替えられると困るので、、、と。」やはり凡人じゃないですよ。
 
 スーパーカミオカンデは毎年夏に行われる飛騨市神岡町主催の「ジオスペース・アドベンチャー」というイベントで見学できるそうです。行ってみたいですね、、、
 
 
   佐賀県立宇宙科学館
   http://www.saga-ecf.or.jp/index.php
  
 
 
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