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ギリシャの神々と素粒子実験
世界にはKEKと同じように高エネルギー加速器を使って素粒子の性質を調べている研究所がたくさんありますが、その多くはKEKで行われているBELLE実験と同様に、数ヶ国から数十ヶ国からなる多国籍の実験チームが研究を支えています。今日は、そんな実験グループの一つ、ドイツのDESY研究所で実験を行っているZEUSグループと、そこでの日本の研究者の活躍ぶりをご紹介しましょう。
DESY研究所はドイツ・ハンブルク市郊外にあるKEKと同じような国立の研究所です。働いている職員の数や敷地面積も似ています。しかしDESYの一周6.3kmの加速器は、敷地からはみ出し、ハンブルク市郊外の住宅地の地下約25メートルにあるトンネルを通っています。1992年から、このトンネルの中で、27.5GeV(1GeV=10億電子ボルト）の電子と820GeVの陽子を衝突させるHERAという加速器が運転を続けています。ギリシャ神話でヘラといえば、全知全能の神様であるゼウスの奥さんですが、DESYでは巨大なHERA（ヘラ）加速器の電子と陽子の衝突点の一つを取り囲むようにZEUS（ゼウス）と呼ばれる測定器が設置されています。
世界に誇る日本の技術
ZEUSには14ヶ国から400人を超える研究者が参加していますが、日本からはKEK、東大、都立大などから約20人の研究者が参加しています。巨大な測定器は各国で分担して建設しました。それぞれの国で一部分を製作して、船とトラックでドイツに運び現地で組み上げました。図面通りにぴったり組み上がるよう、細心の注意を払いました。日本のグループは、ZEUSの中で粒子のエネルギーを測るための「カロリメータ」という検出器の一部と、電気信号を読み出して、データの取捨選択を高速で行なうための「初段トリガー」と呼ばれる電子回路の設計と製作を担当しました。これらはいずれも粒子の種類を識別したり、狙う種類の反応のデータが目的どおり確実に捕らえられるためには必要不可欠なもので、日本グループが担当した部分の信頼性はZEUSの他のメンバーからも高く評価されています。カロリメータに用いられている、微弱な光を電気信号に変換する装置「光電子増倍管」には日本のものを用いていますが、日本の製品は非常に高い評価を得ています。また、光電子増倍管を測定器内の強磁場から守る鉄シールドパイプには、日本の製鉄会社の開発した遮蔽力の非常に高い特殊な鋼材が使われています。
研究所での生活
さて、日本の研究者たちは海外の大きな国際共同実験の中でどのように過ごしているのでしょうか。ZEUS実験は1992年から稼働していますが、加速器の運転中は決められた時間毎に交代し、常に何人かが実験室で測定器のデータを見守っています。どこか測定器の一部分から異常信号が見つかった場合、割り当てられた担当の人で対処できない場合はその部分を建設したグループの専門家を呼ぶことになります。ですから、どの国も常に誰かがハンブルクに駐在して携帯電話を持たされています。それでも
365日必ずというのは難しいので日本からでも高速ネットワークを用いて遠隔操作で診断ができるように工夫しています。
このようにしてデータが貯まったら、そのデータを解析した結果を国際会議のために準備し、さらに論文にまとめる、という仕事になります。ZEUS全体で５つの「物理解析グループ」に分れ、各国からのスタッフや大学院生が様々なトピックの解析をします。今までに、KEKの研究者３人がこの解析グループの責任者に選ばれています。最近は電話回線やインターネットを使ったテレビ会議が容易にできるようになったので、DESYにいなくても解析に参加して議論できるようになりました。アメリカ、ヨーロッパ、日本を同時に結んでのテレビミーティングも珍しくありません（その場合、誰かが夜更しか早起きしないといけませんが）。
ヨーロッパでの実験の特徴として、参加している人が多国籍にわたるということがあります。参加国数は14ですが、それぞれの国の研究者の国籍はさらに多岐にわたります。日本ではそれほどなじみのない東欧や旧ソ連の国々の人も多くいます。それぞれのお国のカラーを（それぞれの英語訛りも）肌で感じることができ、それが面白いと感じる研究者もいます。DESYの特徴は、外国からの研究者の数がDESY所属の人より遥かに多いということです。そのため、外国人ゲストのためのサポート体制は非常に整っています。ドイツに着いたばかりで、周りの事情が何もわからない研究者に、アパートの斡旋、ゲストのための健康保険、ビザの手続きなどの援助もしています。さらに、ドイツ語の初級講座もやっており、研究所内に幼稚園もあります。ZEUS実験で研究者が何を探っているのか？次回にお話しましょう。
※もっと詳しい情報をお知りになりたい方へ
→DESY研究所のwebページ
http://www.desy.de/
→ZEUSグループのwebページ
http://www-zeus.desy.de/
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DESYで進むZEUS実験(1)
