ILC PROJECT [ 国際リニアコライダー計画 ]

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2015年08月22日

物質・時空ナゾ迫る巨大装置、建設1兆円 文科省は慎重

朝日新聞

宇宙誕生直後の状態を再現して、物質や時空がどのように生まれたのかという謎に迫る巨大加速器「国際リニアコライダー(ILC)」を、北上山地に造りたいと岩手県が熱望している。国際協力で建設するが、費用は1兆円以上。文部科学省は予算のめどがたたないこともあり慎重だ。造るべきかどうか。あなたはどう思いますか?

電子や陽子などを光速近くまでに加速し、衝突させる実験は物理学の基本原理の解明に大きく役立ってきた。現在の最大の加速器は、スイスフランスにまたがる1周約27キロの円形加速器LHCだ。欧州合同原子核研究機関(CERN)が運営し、2012年に陽子衝突実験で「最後の未発見粒子」といわれたヒッグス粒子を発見した。

しかし、ほかにも未発見の粒子があるかもしれない。時間と空間の構造が現在の常識とは違う可能性もある。謎を解くには、ヒッグス粒子をたくさんつくり、その性質を詳しく調べるのがいい。そのために構想された巨大線形加速器がILCだ。地下100メートルに長さ約31キロのトンネルを掘って建設する。

国際協力による概念設計ができたのが07年。国内の建設候補地は北上山地と九州北部の脊振(せふり)山地に絞られ、地質や土木の専門家も入った委員会が13年に北上山地を選んだ。地盤が安定し、将来構想で描く「50キロの直線ルート」を確保できることが決め手となった。

世界最先端の研究所ができれば「東日本大震災からの復興にも寄与する」と、地元は歓迎ムード。建設候補地の中心部に位置する岩手県一関市の勝部修市長は、市役所にILC推進課を作り、国際化推進員として日本語も堪能な豪州出身のネイト・ヒルさんを採用するなど、誘致実現に手を尽くす。

商工会議所が中心となった「岩手県国際リニアコライダー推進協議会」は今年7月、国内誘致の早期決定などを求める「県民決議」を採択した。懇親会に駆けつけた達増拓也知事は「オール岩手でがんばろう」と気合を入れた。

■中国も計画

陽子は電子より重く、陽子の衝突実験は電子よりエネルギーがはるかに大きくなる。だが、陽子はクォーク三つでできた複合粒子であるために反応が複雑で、実験の解析が難しい。

その困難を乗り越えてヒッグス粒子は発見された。ヒッグス粒子のつくり方がわかったことで、今度は狙いを定めた実験が可能になった。

ILCは、電子と陽電子という、これ以上分割できない基本粒子どうしを衝突させるので反応がシンプルで解析しやすい。また、ヒッグス粒子をたくさんつくれるほど高いエネルギーまで電子を加速するには円形だとロスが大きすぎ、直線形が適している。ただ、直線形で電子を正面衝突させるには高い技術力が必要だ。

一方、中国は円形でも大きくすればできると考え、超巨大円形加速器「CEPC」を計画する。1周約50キロ、最大で70キロまでという想定。建設費は35億ドル(4340億円)と欧州に造る場合の半額という。将来、同じトンネルに陽子加速器を建設する構想も持つ。

韓国・浦項加速器研究所のコ・インス教授は「中国は線形を造る技術がないから円形にした。だが、国家の威信をかけて必ず造ると思う」と話す。

■費用負担の割合は?

ILCの建設費は、加速器に約1兆円、測定器に約1千億円と見積もられている。日本学術会議は2年前、「費用分担や投資に見合う成果が得られるかなど不確定な部分が多く、決定は時期尚早」と見解をまとめた。

一方、米国の物理学者たちは昨年、自国が最優先で建設すべき大型装置としてフェルミ国立加速器研究所が計画するニュートリノ実験装置を選んだ。スタンフォード大のジョアン・ヒュエット教授は「ILCを米国に造れないのはとても残念だけど、日本が造るなら米政府も研究者も最大限の協力をする。それだけ重要な装置だ」と話す。

CERNのLHCはエネルギーを増強する改造が終わり、実験を再開した。ILCについて議論する文科省の有識者会議は今年6月、「17年末までのCERNの実験結果を見て考えるべきだ」との提言をまとめた。

LHCでは見えないものがILCなら見える可能性は高いとされる。だが、日本に造るかどうかは費用負担の割合がはっきりしないと判断できない。運転経費は年約500億円。国際共同計画では、誘致国が多めの負担を求められるのが通例だ。

高エネルギー加速器研究機構長から今年4月に岩手県立大学長に就いた鈴木厚人さんは「政府間協議を早く始めてほしい」と話している。(編集委員・高橋真理子

〈加速器〉 電気を帯びた粒子の通り道に電圧をかけることで、粒子を加速する装置。粒子の走る方向は磁石の力を利用して曲げる。曲がるときエネルギーが一部失われるので、円形加速器では加速に限界がある。物理学の実験に使われるほか、がん治療などにも使われている。

〈クォークと電子〉 現在の理論では、物質を細かく分けていくと、もう分けられない基本粒子としてクォーク6種類、電子などの軽い粒子の仲間(レプトン)6種類の計12種類に行き着く。ほかに、力を伝える粒子4種類と質量を与えるヒッグス粒子がある。

〈ILCの国際協力〉 ILCは日米欧を軸とした研究者による国際協力で技術開発や設計が進められた。茨城県つくば市高エネルギー加速器研究機構は技術開発の拠点の一つ。米国、ドイツイタリアフランスカナダなどの研究所も加わり、計画段階で2千人以上が参加した。