早野

オタク研究者シリーズ、第５弾です。
今回は初の試みとしまして、
取材前に予習をしてみようと思います。

乗組員Ａ

ありがとうございます。
すごく助かります。

乗組員Ｂ

これまで予習なしだったのが
無謀すぎました。
よろしくお願いします。

▲早野さんに事前勉強会をお願いしました。

早野

今回のゲストは石原安野さんです。
彼女は2019年12月に「仁科記念賞」という
日本の物理学会の中でも、
特に権威のある賞を受賞されました。
女性研究者としては２人目の快挙です。

乗組員Ａ

２人目。

乗組員Ｂ

すごい。

早野

石原さんが何をされたかというと、
南極にある観測施設で、
ものすごい高いエネルギーの
「宇宙ニュートリノ」を発見しました。
これは世界初の大発見です。

そんな彼女は経歴もけっこう興味深く、
東京理科大の二部を出ています。

乗組員Ｂ

二部というと？

早野

夜間学部ですね。

乗組員Ｂ

へーー。

早野

なぜ二部に進んだのかはわかりません。
取材ではそこも訊いてみたいと思います。

そのあと彼女はアメリカの大学院を卒業し、
最初の就職先として
「アイスキューブ（IceCube）」という
グループに参加します。

乗組員Ａ

「アイスキューブ」？

乗組員Ｂ

なんでしょうか、それは？

早野

「アイスキューブ」というのは、
南極につくった観測施設のことで、
宇宙からやってくる
「ニュートリノ」の研究を目的にしています。

乗組員Ａ

南極と宇宙‥‥。

乗組員Ｂ

なんだかスケールの大きな話ですね。

早野

そこがどういう観測施設かというと、
まず南極の氷に深い穴を掘ります。
その穴の中に光を検出する装置を入れます。
そこに、宇宙の彼方から
ニュートリノというものがやってきて‥‥。

乗組員Ａ

（挙手）ニュートリノがわかりません！

乗組員Ｂ

（挙手）わかりません！

早野

ニュートリノの詳しい説明はあとでします。
ひとまずそういう粒子が
宇宙のあちこちにあると思ってください。
表記は「ν（ニュー）」ですね。

宇宙の彼方から飛んできたニュートリノは、
非常に高いエネルギーをもっています。
このニュートリノをなんとかして
地上で観測したいのですが、
それがなかなか難しいんです。
なぜならニュートリノというのは、
どんなものでも突き抜ける性質があるからです。

乗組員Ａ

突き抜ける？

乗組員Ｂ

どんなものでも？

早野

ほとんどのものを突き抜けます。
ただし、非常にまれに、電子や、
われわれの知っている粒子にぶつかることがある。
そうやってぶつかったときに、
ぶつかられたほうの粒子がピカピカと光る。
これを「チェレンコフ光」と言います。

乗組員Ａ

シェフチェンコ？

早野

「チェレンコフ光」です。

乗組員Ａ

えっ、チャレン、コフ‥‥コウ？

早野

ちゃんと聞いてください。
「チェレンコフ光」です。
そのチェレンコフ光を氷に埋めた
検出器でとらえるわけですが‥‥。
えっと、ニュートリノがわからない？

乗組員Ａ

わかりません。

乗組員Ｂ

わかりません。

早野

わかりました。
それではニュートリノの話をしましょう。
まず、日本ではニュートリノで
ノーベル賞をとられた方が２人おられます。
小柴昌俊先生と梶田隆章先生です。

かつて地球から16万光年離れた場所の
「大マゼラン星雲」で、超新星爆発がありました。
その星から飛び出したニュートリノが、
岐阜県の神岡鉱山にある「カミオカンデ」という
大きな水タンクで発見されました。

乗組員Ａ

あ、カミオカンデ！　
ニュースで聞いたことがあります。

早野

そもそもニュートリノの存在は、
1950年代にすでに実験で
発見されていました。
そして理論的には
「超新星爆発でニュートリノが出るだろう」
と言われていたのですが、
それを地上で初めて観測したのが
小柴先生というわけです。
いまから33年前のできごとです。

乗組員Ａ

つまり、超新星爆発によって
ニュートリノが飛び出して、
それが地球にやってきたんですか？

早野

そのとおりです。
33年以上生きている人は、
爆発の瞬間、大量のニュートリノが
一斉に体を突き抜けたことになります。

乗組員Ａ・Ｂ

へーー！

早野

16万光年前に
「SN1987A」という名前の超新星が爆発して、
ニュートリノが宇宙全体に放出されました。
そのニュートリノが33年前の1987年に
神岡鉱山にも降ってきて、
そこにたまたま「カミオカンデ」という
ニュートリノを見つける検出装置があり、
「あ、ニュートリノだ！」となったわけです。
そのとき見つかったのは、11個です。

乗組員Ａ

なんと数までわかる！

早野

さて、ここでひとつ問題です。
ニュートリノはなんでも突き抜けますが、
理論的には大量の水で止めることもできます。
さて、どのくらいの水を用意すれば、
ニュートリノを止めることができるでしょうか？

乗組員Ａ

まったく検討がつかないです。

乗組員Ｂ

そもそも、水で止められるんでしょうか？

早野

もちろん計算上の話ですが、
大量の水があれば止めることはできます。
答えを言いますと、
ものによって誤差はありますが、
超新星から来たニュートリノを止めるには、
「100光年くらいの厚さの水」が必要です。

乗組員Ａ

100光年の厚さの水！

乗組員Ｂ

はじめて聞く単位です（笑）。

早野

まあ、何がいいたいかと言うと、
それくらいニュートリノは
なんでも突き抜けるということです。

乗組員Ａ

そういうものが、
33年前に一斉に降ってきたわけですね。

早野

33年前の1987年2月23日、
日本時間で午後４時35分ぐらいです。

乗組員Ａ

まさに夕飯の仕込みどき。

乗組員Ｂ

ニュートリノが降ってきたのは、
そのときだけなんですか？

早野

その瞬間だけです。
時間にして10秒くらいだと思います。

乗組員Ａ・Ｂ

へーー！

早野

それ以降、地上に超新星からの
ニュートリノが届いたという観測はありません。
なので小柴先生はものすごく運がよかった。

乗組員Ａ

あ、そこは運なんですか？　
計算で予測したとかじゃなく。

早野

超新星がいつ爆発するかなんて、
誰にもわからないんです。
しかも超新星ですから、
それまで何もなかったような暗い星が、
一瞬だけものすごく光ります。
それが見えたときはもう、
ニュートリノは地球に到達しています。

乗組員Ａ

つまり、予測はできないと。

早野

とにかくニュートリノというものは、
われわれの体だけじゃなく、山も川も、
なんなら地球なんかも簡単に突き抜けます。

乗組員Ａ

なんなんだ、ニュートリノって‥‥。

早野

まあ、わからなくて当然です。
われわれ科学者ですら、
いまだによくわかっていません。
何か物質を形成する上で、
ニュートリノが必須とはちょっと思えない。
ニュートリノが何のために自然界に存在するのか、
それすらもまだよくわかっていません。

乗組員Ａ

存在理由すらわからない。

乗組員Ｂ

謎の粒子、ニュートリノ‥‥。

早野

存在理由はわからないけど、
宇宙空間には大量のニュートリノが存在します。
つまり、ニュートリノを知ることは、
宇宙の謎をとく鍵にもなるわけです。