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!

>石原安野さんのプロフィール

石原安野 プロフィール画像

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。

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チャンスをつかむ人、逃す人。 石原安野さんとの対談(5)

早野
大学院を出たあと、
どういう経緯で
アイスキューブに参加したんですか?
石原
私の研究モチベーションのひとつが、
「ハードウェアの開発」なんです。
なので、まだ確立されていない実験で、
ハードウェアの開発ができるもの。
あと、宇宙の研究に従事できるようなもの。
そういう条件で探しはじめました。
当時は3つくらい候補があって、
最終的に「アイスキューブ実験」にしました。
早野
参加された時点では、
アイスキューブは
どのくらい完成していたんですか?
石原
まだ何もない、ただの南極です(笑)。
私が入ったのが2005年の1月で、
ちょうど入った1週間後に
1本目の検出器を埋めるという、
そういうタイミングだったと思います。
早野
そこで最初にやられたことは?
石原
最初はシミュレーション関係ですね。
それと1本目の穴が埋まりつつあったので、
残りの4000個の検出器の狂いを直したり、
計測精度を高めたりしていました。
早野
共同研究者の吉田滋さんとは、
そのころからすでに知り合いだったんですか?

石原
もちろん名前は知っていましたが、
一緒に何かやるという感じでもなかったんです。
まだ検出器も1本しかなかったので。
その年はその1本だけを使って
データ解析をひたすらやるような状況でした。
早野
もともとアイスキューブは
「ニュートリノの検出器」ではありますが、
私はこういうニュートリノを狙うとか、
そういうテーマっていくつかあると思うんです。
石原
はい、あります。
王道路線から、ニッチなものまで。
早野
石原さんはまさに王道とは反対の、
ニッチな方向を狙って大発見したわけです。
どうしてそういう方向に?
石原
やっぱり私が興味があるのは、
宇宙の高エネルギー現象なんです。
高エネルギー現象から出ているニュートリノを
いかに捕まえるかに興味がありました。
そのころに共同研究者の吉田さんが、
「こういうのを探したい」と言っていたものがあって、
それが「10ペタ電子ボルト」の
エネルギー量をもったニュートリノだったんです。
他のグループのほとんどの人は、
もっとエネルギー量の低い「テラ電子ボルト」の
ニュートリノを探していました。
なので「10ペタ電子ボルト」なら、
ほとんどライバルもいないということで、
それを狙ってみようということになったんです。
早野
同じニュートリノでも、
「テラ」と「10ペタ」を比べたら、
エネルギー量は10000倍以上違いますね。
石原
そうです、そうです。
そのくらい高いエネルギーになると、
データ解析から背景事象の除去のやり方まで
まったく変わってくるんです。
ただし、ニュートリノの流量としては、
われわれのほうが絶対的に少ないので、
観測できる確率でいうと、
ものすごく不利ではあるんですけどね。
早野
まったく出てこない可能性もあると。
そういう方向性を決めたときって、
アイスキューブはまだ完成していないんですよね。
石原
1本目とかなので、まだまだです。
最初の年が1本、翌年が9本。
その次が22本という感じで、
毎年少しずつ大きくなっていきました。
早野
アイスキューブって、
いつ完成したんでしたっけ?
石原
完成したのは、2011年です。

© Felipe Pedreros, IceCube/NSF © Felipe Pedreros, IceCube/NSF

早野
ということは、
石原さんが宇宙ニュートリノを発見したのは、
完成した翌年ですか?
石原
そうなんです。
やっぱり私がラッキーだったのは、
アイスキューブが4分の1くらいのときから、
さんざん解析していたというのがあります。
そういう準備をずっとつづけていたので、
いざアイスキューブが完成したときに、
「こういう解析をしたいです」と言って、
いち早く手をあげることができたんです。
しかもニッチな分野だったので、
他の協力者との調整もあまりいらなくて、
身軽に動くことができました。
早野
そこでもめると、
また時間がかかりますからね。
石原
やっぱり大勢がいるワーキンググループは、
いろんな研究者が関わっているので、
調整にも時間がかかるんですよね。
シミュレーションのここが合ってないとか、
それじゃあダメだとか。
でも、私の場合は
そういう調整も必要なかったので、
いちばん初めに手をあげて、
いちばんにデータを解析させてもらったんです。
早野
そしたら2個あった。
石原
2個あって、背景事象はゼロ。
「10ペタ電子ボルト」を狙っていましたが、
見つかったのは「1ペタ電子ボルト」の
ニュートリノでした。
早野
それでも歴史的な大発見です。
石原
大きいところから攻めたのが、
よかったんだと思います。
もっと小さいエネルギー量の
ニュートリノを探していた人たちは、
やっぱり背景事象が多すぎて、
思うように解析が進んでいませんでした。
ニッチな方向に舵を切ったのが、
ある意味よかったんだと思います。
早野
それは私が偉かったのか、運がよかったのか。
石原
まちがいなく運はよかったです。
そもそも宇宙関係は運がよくなかったら、
どんなにアイデアがよくても、
やっぱり見つからないときは見つからないので。
早野
見つからないからね。
石原
ただし、運だけでもダメだと思います。
私の場合で言えば、
まだアイスキューブが完成する前から、
腐らずにずっと準備していたことが、
いい結果につながったと思っています。
早野
他の人はそうじゃなかったの?
石原
アイスキューブが完成する前は、
そこまで真剣にやりたくないという人も
けっこういたと思います。
というのも、
いくら必死にデータ解析をしても、
翌年には検出器の数もふえて、
感度も倍にアップデートされますからね。
そうなるとその年のデータは
すぐに使えなくなってしまうんです。
早野
あー、なるほど。
石原
私はもう、毎年毎年、
いまが最高の状況だと思って、
絶対いまのデータの中にあると思って
できることを全力でやっていたんです。
いま振り返って思うと、
それってすごく大事なことだと思いますね。
早野
そこかもしれませんね。
チャンスをつかむ人と逃す人の差は。

(つづきます)

2020-10-06-TUE

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