KEK一般公開2017

ブログをすっかりサボっている自覚はあります。
ｍｙ３６５とかInstagramとか、facebookとか会社のＳＮＳとか大学の
メーリングリストとかあり、ブログはそこそこ大変なので後回しになりがち。

でも、
ミニオフ会みたいなつもりで高エネルギー加速器研究機構（KEK）一般公開
に行ってまいりましたので、書きます。
書いておかないといけないなと思う理由もあるし。

KEK（高エネルギー加速器研究機構）はつくば学園都市の北端に位置し、
毎年この時期に一般公開をしてます。今年は先週日曜日（９月３日）でした。
最近は、写真撮りもマンネリ化が進んでいるもので、たまに違ったものを
撮りたくて、写真の仲間を誘って出かけることに致しました。
茨城県在住のゴーパ１号さんご夫婦と、乗りの良い写真仲間と言うことで
ねこじたんさんをお誘いしてみました。「フォトジェニックだから行こう」
的にだましてみました。実際、私はフォトジェニックだと思うのですが、
ゴーパ１号さんちやねこじたんさんの思うフォトジェニックと違うかもとは
思ったのですが、そこは強引にお誘いしてと。

良かったこととしては、そこそこ過ごしやすく、とても良い天気でした。

関東の方はご存知と思いますが、左側の二峰性の山が筑波山です。
　
さて、ずいぶん前に行ったときはまだトリスタン（クォーク発見のための
直線加速器＋環状加速器）の頃で、今はだいぶ様子が違っていました。
今年の目玉はSuperKEKB加速器にBelle II測定器がセットされつつある
最終段階を見られることで、今月中にも実験が始まろうということでした。
SuperKEKBは前身のKEKBの４０倍のルミノシティでB中間子崩壊を観察
できるらしいです。

上記写真が、筑波実験棟のBelle II測定器です。
もと写真は、1800×1600ピクセルですので、ご興味のある方は落として
細部をご覧下さい。
　
と言うか、
何の話か、わからないですよね。

「そもそも、加速器って何を加速するの？」って、ねこじたんさんからも
ゴーパ１号さんからも聞かれた気がしますが、何せ私は生物が専門でして、
こんなところに見物に来ている人たちですから、来ている人の半分は、
相当詳しい人です。赤ちゃんを抱いて見ている奥様が物理学博士かもしれ
ないわけで、ぼろぼろのじい様もたぶんどっかの物理学名誉教授でしょうから
そんな人だらけの中で、こっぱずかしいので、当日は説明できませんでした。
すみませんでした。実際、そんなにわかってはいませんでしたしね。

ただ、最低限は説明しておいた方がよかったなあと思いまして、
ここに書く次第です。書いておかなければならない理由と言うことです。

何を加速しているのか？と言うことで言えば、

まずは、電子と陽電子です。で、その結果、B中間子がたくさんできると。
いやいや、「そもそも電子、陽電子、中間子とは何？」と次にはなるはず
ですし、それはまあ素粒子ってことですが、「素粒子って何？」と疑問は

増えるばかりでしょうし、最初から話をしないとならないわけです。

 

簡単に、説明します。生物系の簡単な理解です。

そもそも、私たちの世界は、分子とかでできています。
とか、というところは、塩（えん）とか金属は分子とちょっと違うので。
でも、それらも含めて、それらの物質は原子（アトム）でできています。

そのあたりは古代ギリシャの昔から言われていたわけですが、
２０世紀になり、原子は原子核と電子でできているとの理論と実証が出て
更に原子核が様々に異なる数の陽子と中性子からなることが示されて
何となく世界の整理整頓ができました。
ところが、原子核を構成する陽子や中性子をつなげているものは何かと
言う研究から、中間子と言う概念を予想してしまった人がいて、これが
湯川秀樹博士で、それを実証する現象が示され日本人最初のノーベル賞
受賞につながったわけです。ですが、せっかく陽子と中性子と電子だけ
で説明できていたのに、何か複雑になりました。もちろん、原子を予想
したり電子と原子核を考えたりしたのと同じくらい大研究なのですが。
と言うのも、その後、いろんな中間子が出てきて、何がなにやらで。

そんな様子を整理整頓しなおす考えが、クォークとレプトンでした。
つまり、陽子や中性子も実はもっと小さな要素から成り立っていて、
それの組み合わせで世界は成り立っているということ、つまり、
世界は６つのクォークと６つのレプトンでなっていて（実際は反粒子も
あるのでクォーク６つに対して反クォークも６つでクォークは１２種）、
例えば、陽子はアップクォーク２つとダウンクォーク１つ、中性子は
アップクォーク１つとダウンクォーク２つからなっていると。また、
中間子も例えばｋ中間子はストレンジクォーク１個と反アップクォーク
１個からできていると、クォークとレプトン（電子は６つのレプトンの
うちの代表的な１つ）で説明できるとなりました。整理整頓できたなと。
これらが素粒子なわけですが、実際にはこれら物質をつくる素粒子の他
に、ちからを伝える素粒子と言うのがあって、例えば光子であったり、
ボソンであったりグルーオンであったりするわけですが、光が崩壊して
電子と陽電子（反電子）になったり（対生成）電子と陽電子が対消滅
したりと、面倒なことこの上ないのですが、
つまりは、世界は素粒子でできています。


（ミューちゃんがかわいいです。）
　
さて、クォークは、観察されるほどの時間、単独で存在するのは無理
っぽいわけですが、粒子を高エネルギーで衝突させることで、クォーク
の性質によって違った挙動が観察されるので、様々な粒子を衝突させて
理論が正しいか、物理学者は確かめようとして来ました。
　
８０年代のトリスタンは、当時人類最高の電力で電子を高加速して、
トップクォークを見つけようとしましたが、後に理論的にエネルギー
が足りなかったとわかりました。ただ、副次的に多くの発見や研究が
でき、また、今日のKEKに繋がっているという次第です。さて、

理論と言うのは、たとえばクォークやレプトンの成り立ちについても
もっとわかり易い（一般人にはわかりやすくないけど）一貫した説明
が成り立つだろうと言うわけです。
電磁気力と弱い力（原子核をつくる陽子や中性子をまとめる力）と
強い力（素粒子同士を結びつける力）を一つの理屈で説明する理論を
統一場理論として、それの実証がずっと研究されて来ました。
さらに重力をもまとめる理論が超ひも理論です（この世界は１０次元
で、３次元の世界と時間の１次元の他は素粒子の中に閉じ込められて
いるらしいです）。そこまで考えないと宇宙の成り立ちが説明できな
くなるらしいとかで、私たちの宇宙がなりたつようにちゃんと研究し
ないといけませんね。
　

さて、もとの世界に戻って。

何を加速しているのかと言うと、
KEKB（けっくびー）加速器は、２重のリングになっていて、
電子と陽電子を逆方向に高速で回転させます。

それを続きを読む後の最初の写真で示したBelle II検出器のところで衝突
させて、B中間子（反ボトムクォークと他のアップクォーク等の組合せ）
を多く含む粒子が観察されるらしいです。KEKBのBはB中間子のBだと。
たぶん、CP対称性の破れをみるのだろうなー。うーん、説明できない。

何がわかるのか？

たぶん、統一場理論や超ひも理論とかが正しいかどうかがわかるのかな。
あるいは、理論が実は違っているのか。とか。
原子核の研究と理論から、原子力が出来てきたように、１００光年先と
通話できたり、時間を越えたり、今の１０００倍速いコンピュータとか、
そんな話が出てくるのかなー。まったく根拠はないけど。
要するに、よくわかりません。すみません。

 

さて、

２時間くらいで見終わるつもりでしたが、３時間くらいかかって
それでも見切れないし、実験植物園も寄ろうかと思いましたが、
それはやめになりました。
その後、楽しくご飯を頂き、ちょっと桜川で鳥撮りをして帰りましたとさ。

アマサギだー。
　
アマサギは、私の家の近くには出ないので、
見られてとてもうれしかったです。
ありがとうございました、ゴーパ１号のだんなさま。

　

Tシャツも買ってしまいました。
B中間子のPC対称性の破れのTシャツ
たぶん、小林先生、益川先生のノーベル賞受賞と
関係のある話です。

さあ、みんな。何か質問はあるかな？

タグ：カレー 科学 オフ会 日帰り 筑波 アマサギ 鳥見

コメント 13

難しいお話でしたが、１号さんのFB記事で拝見しました。
もうとても、付いていかれる年ではありません・・・・
鳥撮りがとても魅力的でした。
by okko (2017-09-10 16:53) 

結局あまり理解できずな自分です(^_^;)
でも、面白そうだなぁと思いました。
by sasasa (2017-09-10 19:58) 

貴重な情報☆すっかり読み入ってしいまいました！

KEK、前職時代に システム導入させていただいた現場なので、いつも身近に感じております♪
by お茶屋 (2017-09-11 10:59) 

細く写してくださりありがとうございます（笑
暑い１日でしたね。
今度は、涸沼と浮島をご案内申し上げたいと夫が張り切っております＾＾
by ゴーパ1号 (2017-09-11 11:54) 

あ、私の方にもちっっこく載ってます＞おふたり
by ゴーパ1号 (2017-09-11 12:23) 

すっかり騙されました（笑
ありがとうございました〜
なんもわかんないけど　フォトジェニックでしたよ
顔を隠してるのが　素粒子ってのが　わかりました♪
by ねこじたん (2017-09-11 17:40) 

ねこさん記事の写真の正体がやっとわかりました＾＾
仕組みはまったくわかりません＾＾；

by ぜふ (2017-09-11 21:30) 

何を質問していいのかがわかりません、せんせー。
by キタノオドリコ (2017-09-12 05:50) 

はい!!先生＼(≧▽≦)丿質問!!
いつも新聞読んでても思うのだけど
加速器のなかで高速で
具体的には何が回っているのかしらん？
パチンコ玉みたいなのかな？
それともビームみたいなのかな？
by まこ (2017-09-12 10:31) 

okkoさん
> 難しいお話でしたが、１号さんのFB記事で拝見しました。
説明が下手ですみません。写真を眺めて頂けたらそれでOKです。

sasasa
> でも、面白そうだなぁと思いました。
そう言う感想が良いと思います。
そもそもとても難しい話ですよね。
こう言うことにきちんと手間暇お金を掛けられる日本で良かったです。

お茶屋さん、
＞ KEK、前職時代に システム導入させていただいた現場なので、いつも身近に感じております♪
そうか、前職は専門家ですね。いい加減なことを書いてしまったかな。
間違いはご指摘下さい。

ゴーパ1号さん、
> 細く写してくださりありがとうございます（笑
魚眼パワーです。

＞ 今度は、涸沼と浮島をご案内申し上げたいと夫が張り切っております＾＾
ぜひお願いしたいですっ。

＞ あ、私の方にもちっっこく載ってます＞おふたり
あれ？気がついてなかった。

ねこじたんさん、
＞ なんもわかんないけど　フォトジェニックでしたよ
良かった。

＞ 顔を隠してるのが　素粒子ってのが　わかりました♪
すまない。一番かわいいミューちゃんを自分に使ってしまった。

ぜふさん、
＞ ねこさん記事の写真の正体がやっとわかりました＾＾
＞ 仕組みはまったくわかりません＾＾；
リニアモーターみたいなので電子や陽電子を加速するんです〜。

キタオノオドリコさん、
いやいやすっかりご無沙汰です。と言うか、皆さんご無沙汰ですが。

＞ 何を質問していいのかがわかりません、せんせー。
文系だからなぁ。

まこさん、
＞ 加速器のなかで高速で
＞ 具体的には何が回っているのかしらん？
ちょっと書いて置きましたが、回ってるのは電子と陽電子です。
最後の方に黄色いリングのモーターの様なのが２つ並んでいる写真
をご覧頂けると思います。あの真ん中の軸の様なのが真空のパイプ
で、その中を電子ビームが走ります。
そしてもう一方は陽電子ビームが走ってます。
by 春分 (2017-09-12 21:22) 

難しくて解らない世界ですが、
最後の根拠はないとのことですが、
「１００光年先と通話できたり、時間を越えたり」などという事が
もしできるようになったら楽しいだろうななんて思いました。
by きまじめさん (2017-09-12 22:55) 

理解はまったくできませんが、こういう話って、読んでいるだけで
なんとなくワクワクしてきます。時間を越えたりできたらいいなぁ＾＾；。
by sakamono (2017-09-14 21:36) 

以前SFを読みふけっていた頃を思い出しました。懐かしいです。なんちゃら理論とか、本物やら作家が作り出したものやらでとても楽しかったです。
by サクヤ (2017-09-21 22:17)