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2017年 12月 13日 (水)

【学生インタビュー】東北大学大学院理学研究科原子核物理研究室の学生に聞きました




先生や先輩たちの話を聞いて「おもしろそう」だった

―なぜこの研究室に入ったのですか?

細見さん:
 物理学科では、3年生後期に研究室紹介があり、研究室の中を体験するような機会があります。僕はそのとき、物性の方に行ったのですが、どうも自分の興味の対象ではありませんでした。そして、4年生でハイパー核の研究紹介を受けたとき、この研究室に惹かれ、田村さんの研究室に決めました。

―どのようなところに惹かれたのですか?

細見さん:
 まず、研究テーマが「ハイパー核」、名前自体がおもしろそう(笑)。それに僕たちは、大きな加速器という機械で人工的なビームを使って実験をします。加速器自体は自分たちでつくれませんが、そこに入れる実験機自体は自分たちでつくったものを持って行きます。それで予想通りのものがとれるようになることが喜びですね。自分の中で達成感を得られます。

山本さん:
 物理学科では、学部2~3年生の時、学生実験と言って、研究室に関連するいろいろな実験や理論をやります。いろいろやった中で、この研究室が僕に合ってそうな気がしました。全然わからないなりに「おもしろそう」と惹かれたのです。その頃から先生やTA(ティーチングアシスタント)の先輩方と話したりして、おもしろそうな人たちが多いと思いました。

―どのようなところがおもしろいと思ったのですか?

山本さん:
 僕にとってハイパー核の世界は、「なんじゃそりゃ?」の本当によくわらかない世界でした。先生たちから「電磁気力の世界は良くわかっているけど、我々原子核物理が相手にしている、強い力や弱い力といった力は、実は、ほとんどわからないんだよね」と聞いた時、「なんじゃそりゃ?」と思ったわけですよ。よくわからないけど、何かすごい力があるらしい、と。

 当時は話を聞いただけですが、「ここで研究したら、何か新しくておもしろいことが見つけられるのではないか」と物理的に興味を持ったわけです。わからないことがたくさんあることが、僕にとっては、かなりわくわくなんですよね。学部の頃に一番「なんじゃそりゃ?」と思った分野が、ここだったわけです。「なんじゃそりゃ?」がわかるといいなと思って、ここを希望しました。

―田村さんも学部の頃、「自分がやっている研究が如何に楽しいか、いつもニコニコしながら楽しそうに講義で喋っている先生がいて、何を言っているかわからなかったことも多かったけど、とにかく楽しそうなので、その研究室に行ってみた。そして、この道に来てみたら、おもしろかった」と話していました。

山本さん・細見さん:
 それは我々も一緒ですね(笑)。田村さんも、かなり楽しそうに話していたので。

―実際に入ってみて、研究室はいかがでしたか?

細見さん:
 僕は田村さんの話を聞いただけで、研究室の雰囲気は見ないまま配属したわけですが、この研究室は皆、仲がとても良いですね。人数は多い方ですが、セミナー室で一緒にお昼ご飯を食べたり、ちょくちょく飲み会に行ったり、花見などの行事も研究室全体になってやります。生活する上で、すごく居心地の良い研究室です。他の研究室は知りませんけど、自分の感じる中では、すごく良いです。

山本さん:
 居心地が良い、全くその通りです。この研究室はかなり明るく、居て楽しいので、とても良いと思います。もう一つ僕が惹かれたのは、研究スタイルですね。皆で協力し合わなければできないタイプの実験ですから、チームで研究を進めていくスタイルが、実はとても気に入っています。それはやっぱり研究室に入る前はわかりませんでしたが、スタイルの意味でも、すごく居心地が良いですね。


7年間かけて皆でつくった実験装置「ハイパーボールJ」

―お二人は今どのような研究をしているのですか?

細見さん:
 私たちは今、茨城県東海村にある加速器施設「J-PARC」で実験を行うために、検出器の開発と製作を行っています。そして、僕たちが検出するのは「ハイパー核」と呼ばれる特殊な原子核から出てくる放射線の一種、γ線です。それを検出するための機械を今、東北大学がメインになってつくっているのです。

―先ほど田村さんが、ハイパー核から出てくるγ線測定を15年前からやっているとお話されていました。その中で、今回の実験はどのような位置付けにあるのでしょうか?


開発中の検出器「ハイパーボールJ」の一部

細見さん:
 検出器には「ハイパーボール」という名前がついているのですが、今回で3代目になります。初代は「ハイパーボール」、2代目が「ハイパーボール2」、今回はJ-PARCで行うので「ハイパーボールJ」なのです(笑)。

―「ハイパーボールJ」の特徴は?

細見さん:
 今までの検出器では、冷却のために液体窒素を使っていました。すると、液体窒素を1日に2回、汲みに行かなければならなかったのです。僕たちの実験は、1ヶ月間くらい24時間ノンストップで走る実験なのですが、実際に加速器の中で実験が始まると、放射線が出るため、人は実験室から外に出なければいけません。そのため、窒素を汲みに行く作業があると、そこで実験を一度ストップし、1時間くらい窒素を汲みに行く必要がありました。けれども今回、液体窒素ではなく、冷凍機という機械で冷却するシステムを、新しく企業と一緒に開発し導入したことで、24時間ノンストップで動かせる検出器になった点が、ハイパーボールJの特徴です。

―その改良点は、研究に対して、どんなプラスの面があるのですか?

細見さん:
 大きなメリットは2つあります。一つ目は、ずっと動かし続けられるため、実験期間を十分に使える点です。途中で休みがあると、実際にデータを取れる時間は短くなりますし、加速器は電気を使うので、有限なお金がかかりますからね。ある測りたいデータがある時、何時間必要かを見積もるのですが、それを短くできれば、より効率良くデータをとることができます。例えば、今まで100時間かかっていたものを80時間でとり切れれば、残りの20時間で他のデータをとるなどして、より有効に時間を活用できます。

 もう一つは、検出器が放射線から受けるダメージを減らせる点です。放射線によって検出器自体がダメージを受けてしまうため、メンテナンスに1ヶ月、2カ月かかってしまいます。それを液体窒素から冷凍機にすることで、冷却温度がより低い温度で冷やせるようになりました。これは確立されたデータではないのですが、検出器をより低い温度まで冷やしておけば、より放射線からのダメージに強くなるというデータがあります。

 つまり、今回の機械式の冷凍機に変えることで、窒素を汲む手間から解放される点と、放射線のダメージによるメンテナンスの手間からも解放される。これによって、実験期間をフルに活用し、データを取れる時間を有効活用できるのが、大きなメリットですね。

―それほど長い時間をかけて準備を重ねてきた実験。今は震災の影響でJ-PARCは修理中とのことですが、実験が再開した時に、期待していることは何ですか?

細見さん:
 僕が7年前この研究室に入った時に、今回の検出器「ハイパーボールJ」の構想から入って、どんな開発が必要か研究し、やっと今、実際に組み立てるところまで終わったところなのです。実際にそこまで時間をかけてつくったものが、ちゃんと予想通り動いて、データがとれるか期待しています。

山本さん:
 それに比べたら短いですけど、僕も装置開発に携わっています。装置が予想通りに動いた時は、確かに「おっしゃー」という気持ちになると思います。そして、この我々が作った新しい検出器で、我々が何か新しいデータを出せたら、装置も我々だし、実験やったのも解析やったのも全部俺らでやったのだ、というところまでいったら、かなり嬉しいと思いますね。本当に何年も前から準備してきたものが、そろそろ花咲くところまで。それで見れたら、皆でお祝いでしょうね(笑)


自分が興味のあることを、体験しながら探して

―最後に、読者には中高生もいるのですが、後輩に対してメッセージをお願いします。お二人が大切だと思うことを、メッセージに代えさせていただければと思います。

細見さん:
 やっぱり好きだったり興味のあることをやることが一番大事だと思います。いろいろな分野に迷った時に、自分が一番興味あって、自分が一番好きなことをやるのが、一番長続きすると思うのです。自分が好きだったり興味があることなら、たとえ辛いことでも、ずっと続けていられる。そういうテーマが見つかると良いと思います。それを見つけるのは、大学に入ってからでも良いと思います。

―実際に研究で苦しいことはありましたか?

細見さん:
 7年間やっていると、苦しいこともありますよ(笑)。実際につくってみて、組み立てる時にはまるはずのものがはまらなかったり。仕事と割り切ればできるのですが、研究は別に先生から「これをやれ」と言われてやっているわけではなく、自分からやりたくてやっているわけですから。自分から興味を持ち続けるように、そのテーマが好きであり続けるように、自然と心がそうなるように心がけています。

山本さん:
 学部時代を思い出して言うと、自分が興味を持っているところを見つけるためには、それなりに、いろいろなところを見てまわらないとわからないと思います。いろいろなことを真面目に、まずはやってみる、ということが大事だと思います。やってみて、おもしろくなかったら駄目ですけど。授業や実験を「おもしろいことがあるかな」と思ってやっていけば、見つかるかもしれません。

―まずは自分で体験してみなければわからない、と。

山本さん:
 僕はそうですね。いろいろやってみて、自分で見たりしないとわからないと、僕は思っています。それは研究にかぎらず、僕はそういうスタンスです。体験してみなければわからないし、逆に高校や大学は、いろいろな体験の機会が実はたくさんあります。先輩と話をできる機会もあるし、そのような機会をいっぱい活用するのが良いのではないでしょうか。


「ハイパーボールJ」の前で

―細見さんと山本さん、本日は大変お忙しい中、ありがとうございました。



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