担当教員

東京工業大学　　陣内　修

協力大学: 首都大学東京

実験室で作れるポジトロニウムという原子を使うと素粒子実験の醍醐味を比較的容易に 体験することができます。本演習ではポジトロニウムが崩壊した際に飛び出す複数の γ線を検出し、崩壊前のポジトロニウムをデータ上で再構成します。データを取捨選択し、 見事ポジトロニウムを見つけることができるでしょうか？

担当教員

横浜国立大学　　中村　正吾

KEK素粒子原子核研究所　　田内　利明　　三原　智

素粒子物理学の実験研究においては、反応により生成された放射線を調べることが基本であり、 放射線検出の技術は欠くことの出来ない本質的な技術となっています。本演習では、 代表的な放射線検出方法の一つである蛍光体を使った検出器に関する実習を基礎から 最先端の応用まで網羅して行います。

担当教員

東北大学　　金田　雅司

素粒子物理学の実験研究に1960年代後半に情報革命が起こりました。それまでは、放射線の通った軌跡を知るのに 放電を起こして写真を撮影するような方法しかありませんでした。しかし、G. Charpak の発明した Multi-Wire Proportional Chamberは電子回路と組み合わせることで短時間に大量のデータを 収集することを可能にしたのです。本演習では、その原理部分を製作し実際に測定を行います。

担当教員

筑波大学　　江角　晋一

放射性物質は、古来から天然に存在します。その代表的な物質であるラドン を検出する高感度検出器とその信号読出回路を制作し、実際に測定を行います。 ラドンは空気中に存在し、私たちの日常の放射線被爆量の約半分はラドンを吸 入することによると言われています。実際に検出器、電気回路、データ解析プ ログラム等を作り、様々な場所の空気を調べてみましょう。

担当教員

大阪大学　　野海　博之 

磁場によって電荷を持つ粒子の軌跡が曲がるというのは高校でも習うと思いますが、 実際に見たことはありますか？本演習では、運動量測定のための装置として、 磁場中の運動を利用する磁気スペクトロメーターを大型電磁石を用いて実際に構築し測定を行います。

担当教員

金沢大学　　曽我　之泰

素粒子・原子核実験に不可欠な装置として、荷電粒子の加速器があります。本演習では、実際に簡易な高周波電子加速器を3Dプリンターで製作し、レーザーで生成した電子ビームを実際に観測することで、加速器の空洞設計・電子源等の包括的なイメージを掴みます。

担当教員

立教大学　　村田　次郎　　榎園　昭智

我々の三次元空間を超える、四次元以上の「余剰次元」がミリメートルスケールまで広がっているとの 予言があります。それは、重力の逆二乗則、即ち万有引力の法則が破れる形で実験的に発見できる 可能性があります。この演習では、実際にセンチメートル以下での重力の法則の検証を、 自分で作った観測器で行います。

担当教員

大阪大学　　山中　卓　　花垣　和則　　外川　学　

プランク定数は、光の粒子性と波動性を結びつける定数で、光速と並んで重要な物理の基本定数です。 このプランク定数を、金属板と針金だけでできた簡単な光電管を使って測ることができます。 ただし、どうやって測るかは教えません。自分たちで知恵を出し合って考え、工夫してください。 それが実験です。

担当教員

京都大学　　石野　雅也

「１光子の干渉を測定する」ことで、量子力学の不思議さを体験してもらいます。自然現象の 不思議を楽しむのと同時に、最新の光検出器を使いこなし、実験セットアップを組み立て、 データ解析までを体験して、物理実験の基礎を身につけてもらおうと思います。

担当教員:

千葉大学理学部　　沼子　千弥

KEK放射光科学研究施設　　阿部　仁　　丹羽　尉博

私たちの環境に存在する重金属元素は、その化学状態（酸化数・化学組成・化学結合等）により、毒性などの生物に対する影響力が変化します。よって、私たちの身の回りの物質、例えば飲料水や下水などを安全に管理するためには、その存在量を低下させること（除去）とともに、安全な形に変化させることなどが効果的です。この化学状態を知るのに最も強力な分析手法のひとつがX線吸収微細構造法(XAFS)です。この演習では、理科の実験でできてしまった重金属廃液を、環境に戻すことのできるレベルまで純化する過程で、目的の重元素の化学状態がどのように変化していくかをXAFSを使って調べていきます。

担当教員

東京工業大学　　中村　一隆

KEK放射光科学研究施設　　野澤　俊介　　一柳　光平

近年、電化製品等に幅広く応用されている"プラズマ"は、電離した気体であり、個体・液体・気体に続く第4の状態と呼ばれています。ここで、短パルスレーザーを固体試料に集光すると高温高密度のプラズマを生成することができます。夏の演習では、高速に状態が変化していく、このレーザー励起プラズマを分光測定によって追跡することで、物性評価に応用します。また、レーザー励起プラズマにおいて、レーザーのエネルギーは高密度に運動エネルギーに変換されるため、サンプル面では強烈な衝撃波が形成されます。この衝撃波によって試料の構造は圧縮されていき、最終的には破壊されます。高速な破壊現象を理解することは材料開発において重要ですが、秋の演習では、材料内部構造の高速破壊メカニズムをパルスX線を使って動画撮影し、物質中の原子位置の動きを直接観測することを試みます。

担当教員

KEK中性子科学研究系　　神山　崇

結晶中では、様々な原子が規則正しく配列しています。その配列の仕方が様々な性質を生み出します。今から１００年前、ラウエやブラッグ親子、日本では夏目漱石の弟子としても知られる寺田寅彦が、そのことをＸ線を使って示し、結晶学という学問がはじまりました。この演習では、Ｘ線を使って「構造を読み解く」方法を学び、物質の性質を考えてみましょう。秋の演習では、J-PARCの中性子線を使って「構造を読み解く」方法を学びます。

担当教員

横浜市立大学　　佐藤　衛

奈良先端科学技術大学院大学　　上久保　裕生

東京薬科大学　　小島　正樹

KEK放射光科学研究施設　　清水　伸隆　　安達　成彦

生命活動は、生体内に存在する様々なタンパク質が協同的に機能することによって成り立っています。構造生命科学は、この機能メカニズムをタンパク質の立体構造に基づいて明らかにしようという分野ですが、アミノ酸残基レベルの局所構造からタンパク質全体の概形構造まで幾つかの階層的な空間スケールに基づいて議論する事になります。本演習では、タンパク質の構造状態を階層的に理解するために、紫外可視分光法・円二色性・光散乱・X線小角散乱などの手法を用いて解析します。

担当教員

上智大学　　東　善郎　　小田切　丈　　星野　正光

KEK放射光科学研究施設　　足立　純一

原子分子の質量を測定するために用いられる質量分析器は、原子分子物理学・物質科学・生命科学の幅広い研究分野で用いられています。本演習では、質量分析器の原理を学び、構造が単純である飛行時間分析型の質量分析器を、自分たちの手で組み立てることにより、その装置について深い理解を得ることを目指します。また、組み立てた質量分析器を用いて、身の回りにある物質を測定すことを通じて、実験計画と実際の実験の手順について体験します。　秋の演習では、組み立てた質量分析器を用いて、放射光をイオン化源とする実験を行い、夏の演習で用いたイオン化源との違いについて考察します。さらに、放射光による分子の光電離・光反応を調べる実験を行います。

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さまちゃれ・なう2013