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
- 今回のゲストは石原安野さんです。
どうもはじめまして。
- 石原
- はじめまして。
どうぞよろしくお願いします。
- 乗組員Ａ
- よろしくお願いします。
- 乗組員Ｂ
- よろしくお願いします！
- 早野
- きょうの取材のために、
ほぼ日でちょっとだけ予習をしたんです。
「ニュートリノって何？」という
基本のところを少しだけですが。
- 石原
- それはすばらしい。
おつかれさまです（笑）。
- 早野
- それできょうは最初に、
石原さんが何を研究されているのか、
簡単にレクチャーしていただきたいんです。
乗組員Ａ、Ｂを置き去りにしないペースだと、
なおうれしいのですが（笑）。
- 石原
- そうですよね（笑）。
わかりました。
- 乗組員Ａ
- 毎回、後半は黙ってるだけですが（笑）。
- 乗組員Ｂ
- よろしくお願いします！
- 石原
- 順を追ってお話ししますと、
まず私の興味は、宇宙にあります。
宇宙のことが知りたい。
それが私のいちばんの好奇心です。 - 私が宇宙をおもしろいと思うのは、
宇宙が人間の力や想像力を
はるかに超越しているからです。
とてもじゃないけど人間の手に負えない存在です。
その感じが好奇心を掻き立てて、
もっと宇宙のことを知りたくなるんです。
- 早野
- うん、うん。
- 石原
- 人間の力を超越した例のひとつに、
宇宙には人間が到底つくり出せないような、
ものすごい大きなエネルギーがあります。
じゃあ、宇宙でもっとも高いエネルギーを
つくり出すものはなんだろう、
というのが私が知りたいことでもあります。
- 早野
- 宇宙でもっとも高いエネルギー。
それは、ビックバンは別にしてですね。
- 石原
- 爆発を直接的に観測できないという意味では、
ビックバンはまた別ですね。
現在観測できる宇宙で、
もっとも高いエネルギーを出すのは何か。
それが私の研究テーマになります。
- 早野
- ここまでは大丈夫ですか？
- 乗組員Ａ
- ここまではわかります。
- 乗組員Ｂ
- はい、どうぞつづけてください。
- 石原
- 宇宙を飛び交う粒子の中で、
いちばん高いエネルギーをもっているのは何か。
長年、たくさんの物理学者が研究した結果、
じつは「ここが最高です」というところまで、
人類は一応たどり着きました。
- 乗組員Ａ
- え、たどり着いたんですか？
- 石原
- 一応、それ以上観測しても、
その上はないというところまでたどり着きました。
でも、それは「観測の限界」であって、
決して「宇宙の限界」ではありません。
- 乗組員Ａ・Ｂ
- あーー。
- 石原
- われわれが知っていることは、
少なくともなんらかの理由で、
ものすごい高エネルギーの粒子が宇宙からやってきて、
それが地球上で観測できるということです。
- 早野
- 理由はわからないけど、
そういう高いエネルギーを、
宇宙のどこかで放り投げているやつがいると。
- 石原
- はい。
その事実を順当に考えると、
宇宙のどこかにすごく大きな天体があって、
それが爆発して、そのときにものすごい勢いで
粒子が加速されて、高いエネルギーをもったまま、
長い長い旅を経て地球までやってきたと類推できます。
- 早野
- 地球までピューッと飛んできたわけですね。
- 石原
- なので通常は、
粒子がやってきた方向に望遠鏡を向ければ、
もとの天体があった場所がわかります。
ただし、そのやり方には欠点もあります。
- 乗組員Ａ
- 欠点？
- 石原
- いままで観測されてきた粒子というのは、
電荷をもっています。
- 乗組員Ａ
- 電荷。たしか「電気」のことですよね。
- 乗組員Ｂ
- 予習ですこし勉強しました。
- 早野
- そうですね。
電子とか陽子とかは、
みんな電気をもっています。
- 石原
- 地球という天体に「磁場」があるように、
宇宙にも磁場という
見えない磁石のようなものが存在します。
そして電気をもった粒子は、
磁場の近くを通るときに、
飛んでいく向きが曲げられてしまいます。
- 乗組員Ａ
- あー、向きが変わっちゃうんだ。
- 石原
- 粒子の進んできた方向は、
電気によって向きが変わってしまいます。
結果、地球上に降ってきた粒子が
「高エネルギー」とわかったとしても、
それがどこから来たかという情報は
すべて失われてしまっているんです。
- 乗組員Ａ
- つまり、飛んできた方向に
望遠鏡を向けても意味がないんですね。
- 乗組員Ｂ
- うーん、なるほど‥‥。
- 早野
- だから、たとえ地球上で観測できても、
それは天文学にもならないわけで。
- 石原
- そういうことです。
そもそも宇宙は暗闇のイメージですが、
物理学的に言えば、宇宙は光が充満しています。
- 乗組員Ａ
- 光が充満している？
- 乗組員Ｂ
- 宇宙に？
- 早野
- そうですね、光が充満しています。
- 石原
- 宇宙でビッグバンが起きたとき、
そのときにつくられた光というのがあって、
その波長がどんどん伸びて背景的な光、
電波としていまの宇宙空間に充満しています。
つまり、目には見えないけど、
宇宙は光に満ちていると言えます。
- 早野
- そもそも目がとらえる可視光の領域って、
ものすごく狭いですからね。
- 石原
- なので宇宙というのは、
常に霧がかかったような状態で、
原理的に望遠鏡のようなもので
観測するのはなかなかむずかしいです。
いくら望遠鏡の精度を上げても、
やっぱり限界というのが出てきます。 - そういう手詰まりの状況が
長らくつづいていたわけですが、
そこに登場したのがニュートリノなんです。
- 早野
- ようやくニュートリノが出てきましたね。
- 石原
- すでに予習されたかもしれませんが、
ニュートリノは電気をもっていません。
電気がないので磁場の影響も受けません。
宇宙の果てから地球まで、
ひたすら一直線に飛んできます。
つまり、ニュートリノが飛んできた方向を見れば、
そこに何かしらの原因を見つけられるはずです。 - そういうニュートリノを地球上で見つけ、
飛んできた方向を調べられたら、
これまで100年近く謎だった、
宇宙のどこかでつくられているであろう
最高エネルギーの正体を
明らかにできる可能性が出てくるんです。
- 乗組員Ａ・Ｂ
- おぉーー！
- 石原
- そういうことを目的にしてつくられたのが、
南極にある「アイスキューブ」という観測所です。
南極の氷の中に埋めた検出器で、
宇宙から飛んでくるニュートリノを
つかまえようというものです。
- 早野
- で、本当に「それ」は見つかった？
- 石原
- 見つかりました。
とんでもなく高いエネルギーをもった
宇宙ニュートリノというものが。
- 早野
- それは、いつでしたっけ？
- 石原
- 2012年です。
- 早野
- そのとき何個見つかったんですか？
- 石原
- ２個です。
- 乗組員Ａ・Ｂ
- ２個！
- 石原
- そのときは南極からのデータを、
千葉大の研究室で解析していたのですが、
コンピュータの画面に
２事象がピューっと現れたんです。
その瞬間は、いまでも忘れられません。
（つづきます）
2020-10-02-FRI
