オタク研究者シリーズ第5弾!
ゲストは物理学者の石原安野さんです。
石原さんは2012年、
南極点にある観測施設で、
宇宙の謎にせまる大発見をしました。
早野フェローが聞き手となり、
そのときのこと、これからのこと、
いろいろな話をうかがってきました。
勉強パートと対談パートをあわせた
特別2部構成にておとどけします。
宇宙の話って、やっぱりおもしろい!
石原安野(いしはら・あや)
物理学者
千葉大学・大学院理学研究院・
グローバルプロミネント研究基幹 教授
1974年生まれ。
1998年、東京理科大学卒業、
2004年、テキサス大学大学院博士課程修了。
2005年より南極点の国際共同ニュートリノ観測施設
「アイスキューブ(IceCube)」に中心メンバーとして参加。
2012年、世界で初めて
「高エネルギー宇宙ニュートリノ事象」
を同定することに成功。
翌年に宇宙線・粒子天文物理学分野では
日本人初の国際純粋・応用物理学連合の若手賞受賞。
2017年、猿橋賞を受賞。
2019年、共同研究者の吉田滋教授と共に、
仁科記念賞を受賞。
- 早野
- 石原さんも南極へ行かれたんですか?
- 石原
- 私は1回だけですね。
そのときは検出器を較正する装置を
もって南極に行きました。
- 早野
- それは夏に?
- 石原
- はい、夏の間だけです。
われわれ物理学者が行けるのは、
10月から2月の限られた期間だけなんです。
その期間に行って、メンテナンスしたり、
ハードドライブを取り替えたりします。 - まだ建物をつくってるときは
毎年4、50人行っていましたが、
いまはメンテナンスだけなので、
年間10人ぐらいですね。
千葉大からも毎年1人は行きます。
- 早野
- どういう人が選ばれるんですか?
- 石原
- 体力のある若い人に行ってもらいます。
半分ぐらいは雪かきなので(笑)。
- 乗組員A
- わかりやすい(笑)。
- 乗組員B
- 南極で雪かき‥‥。
- 早野
- あっちの床に転がっているのは、
いまつくってる新型の検出器ですよね。
- 石原
- そうです、そうです。
- 早野
- 古いやつを、あれに入れ替えるんですか?
- 石原
- じつは入れ替えることはできないんです。
氷は一度凍らしてしまったら、
検出器ごと凍ってしまいますので。
一度埋めたらもう取り出せないんです。
- 早野
- そもそも南極の氷は、
どうやって穴をあけるんですか?
- 石原
- 氷に穴をあけるときは、
「ホットウォータードリル」というものを使います。
80度のお湯を出しながら氷を掘るんです。
なので最終的に穴があいた状態というのは、
2.5キロメートルの穴の中に
お湯が溜まった状態になります。 - そこにケーブルのつながった丸い検出器を、
その穴の中にズブズブズブっと沈めていきます。
- 早野
- で、あとは放おっておけば凍りつくと。
- 石原
- はい。
- 乗組員A
- おもしろい(笑)。
- 石原
- ただ、地球には地熱があるので、
凍るときは上から順番に凍っていくんです。
1カ月ぐらいかけて一番下まで凍ります。
- 乗組員A
- へー、下が最後に凍るんですね。
- 石原
- そうなんです。
地上付近はマイナス60度とかですが、
穴の下のところはマイナス5~9度くらいです。
で、一度凍ってしまったら、もう取り出せません。
- 早野
- じゃあ、壊れても直しようがないですね。
- 石原
- そこがこの検出器の製作で、
いちばん大変なところかもしれません。
壊れない検出器をいかにつくるかが大テーマ。
いまのところはその目的は達成されていて、
5000個近く埋めたうち、壊れたのは80個ほど。
全体の1.5%ぐらいしか壊れていません。
- 乗組員A
- すごい!
- 早野
- ものすごく優秀なんですね。
- 石原
- やっぱり壊れる原因というか、
悪さをするのっていつも人間なので。
実験でもそうですが(笑)。
- 早野
- ケーブルに足を引っ掛けたりね(笑)。
- 乗組員A
- あぁ(笑)。
- 乗組員B
- おっちょこちょいがいるんですね。
- 石原
- そうですね(笑)。
装置自体は非常に優秀で、
いまはすごく安定した状態です。
あと20年ぐらいは動くんじゃないかと思います。
- 早野
- 新しいものはいつから埋めるんですか?
- 石原
- 2022年の冬からスタートします。
全部で700個ほど埋めるのですが、
千葉大だけで300個をつくっています。
いまは最後の耐久テストのようなことをしています。
- 早野
- それは、どういうテストなんですか?
- 石原
- 30Gぐらいかけて落としたり、
ひたすらゆすったりして、
それでも壊れないかを確かめます。
あと、冷凍庫でマイナス50℃に冷やして、
それをプラス20℃の水に戻して、
というようなテストもあります。
- 早野
- ほんとに最後の段階という感じですね。
- 石原
- 最近は本当に精密装置なのかっていうくらい、
ラフな実験ばっかりでした(笑)。
- 乗組員B
- 床に置いてあるのも本物ですか?
- 石原
- 本物です。
あれも南極にもっていくやつです。
- 乗組員B
- へー!
- 石原
- ケーブルも深海用のケーブルなので、
7000メートルの深海までは耐えられるものです。
中には基板やコンピュータが入っていて、
なるべく電力を使わない設計にしています。
3ワットか4ワットほどしか使いません。
- 早野
- 千葉大で300個ということは、
残りはどこがつくってるんですか?
- 石原
- われわれと並行して、
ドイツのグループも400個ほどつくっています。
- 乗組員A
- それは協力関係なんですか?
それともライバル?
- 石原
- ライバルであり、協力者であり、
という感じですね。
やっぱり同じ実験なので、
お互いに足りないところは補い合ってます。
- 早野
- ドイツのものと日本のものは、
設計がちがうんですか?
- 石原
- そもそものコンセプトがちがいます。
でもまあ、性能としては、
こっちの方がいいものをつくろうっていう、
そういうきもちでやってますが(笑)。
- 早野
- この新しいモデルを埋めると、
アイスキューブは何が変わるんでしょうか。
- 石原
- さっきも話しましたが、
現在のアイスキューブの検出器の大きさは
1立方キロメートルくらいですが、
この新しいのを埋めることで、
まずは氷の中で光が
どうやって伝わるかを詳細に調べます。
そのあと10年ほどかけて
検出器の大きさを約8倍にするのが目標です。
- 早野
- 8倍はすごいね。
- 石原
- 完成すればかなり大規模な観測施設になります。
そうした次世代に向けた計画が、
2022年からスタートする予定です。
(つづきます)
2020-10-04-SUN