Transcript 地底で解明する宇宙の謎 -ダークマターを探せ

「地底で解明する宇宙の謎 -ダークマターを探せ-」
京都大学
物理学第二教室・宇宙線研究室
助教 身内賢太朗
2010年6月26日
西大和学園
SS講義
内容
宇宙線
暗黒物質
NEWAGE
英国の地底にて
はじめまして
中学・高校 武蔵高校（～1993）
物理の実験おもしれー
ファインマンっておっさんおもしれー
東大 物理学科（～1997）
テニスとか芝居とかおもしれー
東大 大学院（～2002）
やっぱ、実験はおもしれー
京大 宇宙線研究室（2002～）
とにかく、実験おもしれー
今は これも
本日の目標
物理 でなくてもいいや、
サイエンスが面白い気分にして帰ること。
「お勉強」は高校の先生にお任せします。
「地底で解明する宇宙の謎 -ダークマターを探せ-」
京都大学
物理学第二教室・宇宙線研究室
助教 身内賢太朗
2010年6月26日
西大和学園
SS講義
何すか?
BY WIKIPEDIA
最近の宇宙線関連のノーベル賞は
2002年 X線天文学 ニュートリノ天文学
2006年 宇宙背景放射
最近の宇宙線関連のノーベル賞は
2002年 X線天文学 ニュートリノ天文学
2006年 宇宙背景放射
皆さんがノーベル賞好きなことにして、ここら
へんから組み立ててみます。
天文学
星の観測：西洋、中国、日本
農耕・占星術など
400年前 ガリレオの望遠鏡観測
可視光による天文学
のはじまり。
可視光：「見える光」
色の違いが、種類の違い。
赤い光
青い光
光の色と温度
青い光
赤い光
温度低い
温度高い
直感と逆、面白いっしょ。
赤い
可視光の他は？
目に見える光は、多種の「光」のうちごく一部。
色
天文学：「可視光」＋他の手法へ。
青い
X線天文学
R.ジャッコーニ
ロケット実験でさそり座からのX線を捉えた。
さそり座の方向
「X線天文学」のはじまり
現在、日 米 欧
それぞれの人工衛星で研究を推進。
日本：次のX線天文衛星「ASTRO-H」を2013年打
ち上げに向けて準備中（京大も主機関のひとつ。）
ニュートリノ天文学
R. Davis
太陽の核反応を確認するために始めた。
ニュートリノの飛来量が予想の1/3程度
なんかおかしい
小柴昌俊：カミオカンデ
もともとは陽子崩壊を探索
するため。
方向に感度のある（太陽から
きた！と言える）装置。
「ニュートリノ振動」
その後：という新しい現象の発見へ。
スーパーカミオカンデ
などへ発展。
スーパーカミオカンデ
これがノーベル賞だ。
最近の宇宙線関連のノーベル賞は
2002年 X線天文学 ニュートリノ天文学
2006年 宇宙背景放射
宇宙背景放射
Penzias & Wilson（1965）
電波（マイクロ波）アンテナ調整中に
「宇宙が一様に光っている」
COBE（人工衛星）
ムラムラを発見
(1/100000のゆらぎ)
2006年ノーベル賞
なんかおかしい
WMAP衛星
COBEより細かい構造を
WMAPの結果
宇宙の年齢は137億歳
宇宙の約1/4は暗黒物質。
NASA/WMAP Science Team (http://lambda.gsfc.nasa.gov)
ここまでまとめ
宇宙線 × ノーベル賞
という切り口で
X線天文学 ニュートリノ天文学
宇宙背景放射
なんかおかしい
からの粘りで大成果
話は無事「暗黒物質」へ。
ようやく暗黒物質
暗黒物質研究の歴史
銀河の回転曲線（1930～）
銀河中心からの距離
Annu. Rev. Astron. Astrophys. 29(1991)409
なんかおかしい
目に見えない「暗黒物質」あるのではないか？
暗黒物質研究
遠方銀河の重力レンズ効果（1990～）
暗黒物質で空間
がゆがんでいる。
銀河団の衝突（2007）
ピンク：通常の物質
青：暗黒物質
暗黒物質
わかっていること
質量をもつ物質
宇宙の約1/4を占める
運動の速度
わからないこと
何だかわからん。
質量
「物」との反応の仕方
これをなんとか調べたい。
暗黒物質
直接探索実験
「物」に暗黒物質が「当たる」
捉え方：①温度が上がる
②電気が生じる
③光る
「検出器」というものです。
暗黒物質 直接探索実験
むつかしい点：
高性能化
A）「当たった」ときの信号が小さい
B）「当たる」頻度が少ない
沢山並べる
C）「当たった」信号が暗黒物質によるものか
わかりにくい。
余計な宇宙線を避ける為に地下で実験。
検出器
世界の地下活動
DAMA/LIBRA
250kgのNaI検出器
BELLI@
TAUP07
CDMS「12月17日に結果発表します」
世界中の憶測合戦。
結局2事象(両方BGである可能性は23%)
CDMSのゲルマニウム検出器
2010年 2月15日
第16回ICEPPシンポジウム
XMASSとNEWAGE
日本代表
日経新聞
(2010年2月14日)
XMASS
800kgの液体キセノン
神岡地下でこの夏稼働!
Kamioka
NEWAGE
動画を見てわかった気になってください。
ちなみに、
Track1 Bob Dylan
"Blowin' in the wind "
この曲自体も名曲すが、、、
「ディランの声は神の声だ」in
「アヒルと鴨のコインロッカー」も楽しい映画です。
Track2 JAMIROQUAI
"Going Underground"
ここ数年活動休止中ですが、
またきます。きっと。
Track3
Forest Gumpサウンドトラック
アカデミー作品「Forest Gump」、
好きな映画です。
「方向性」の重要性
NEWAGE：詳しく
京大で開発した「μPIC」検出器
30cm角検出器で地下実験中
CF4 ガス SD探索
ガス部
μPIC
検出器
NEWAGE-0.3a
NEWAGE
今後、大型化を進めて、
暗黒物質の発見を目指します。
もちろん世界との競争。
是非
一緒に研究しましょう。
おまけ：理系で得すること
2年前
募集の概要・資格など
理系が必須です。
身長さえクリアしていれば とり
あえず応募、でしょ。
（髪の毛だんごにして50人まで
残ったツワモノも有。）
選抜方法
人数(女子)
963(124)人
230(24)人
50(4)人
10(1)人
身内：50人まで残って面接受けたり、人間ドック受けた
り、体力測定したり しました。
2009年2月25日
理系には
てな 楽しみもあります。
決定
メッセージ
わからんものがわかる
ってのはおもしろい。
特に、自力でできれば。
必要なこと：知識より、それの使い方
スーパーなサイエンティスト
目指してください。
それ以外のプチスーパーも手広くな。
次はどうする？
おまえ行けよ。
続きは京都大学で。
ありがとうございます