年表_物理学/化学_20-Q4

ｱﾒﾘｶ航空宇宙局

(NASA)

火星探査機ﾊﾞｲｷﾝｸﾞ1号、

火星に軟着陸

※ﾊﾞｲｷﾝｸﾞ計画

ｱﾒﾘｶ航空宇宙局

(NASA)

惑星探査機ﾎﾞｲｼﾞｬｰ、打上げ

※ﾎﾞｲｼﾞｬｰ計画

ﾎﾞｲｼﾞｬｰ1号は9月5日に打ち上げられ、ﾎﾞｲｼﾞｬｰ2号は8月20日に打ち上げられた。

ﾎﾞｲｼﾞｬｰ1号･2号には地球外生命に向けたﾒｯｾｰｼﾞが収められたﾚｺｰﾄﾞが搭載されている。

宇宙開発事業団

(NASDA)

日本初の静止衛星きく2号、

軌道投入

ｼﾞｪｰﾑｽﾞ･ｸﾘｽﾃｨｰ

ｹﾞﾙﾄ･ﾋﾞｰﾆｯﾋ

ﾊｲﾝﾘｯﾋ･ﾛｰﾗｰ

ﾄﾞｲﾂ

ｽｲｽ

光学顕微鏡も電子顕微鏡も物体に何かの波を当てるという意味では、その観察原理は同じである。ここにﾌﾞﾚｰｸｽﾙｰをもたらしたのは、ﾁｭｰﾘｯﾋのIBM研究所にいた両氏である。走査型ﾄﾝﾈﾙ電子顕微鏡では電子を当てるのではなく、逆に試料表面から電子を吸い出す方式である。

先端を原子ｵｰﾀﾞｰまで鋭く研磨したﾀﾝｸﾞｽﾀﾝの針をｵﾝｸﾞｽﾄﾛｰﾑ単位で試料表面すれすれに近づけ、電圧を掛けて、ﾄﾝﾈﾙ効果によって電流(ﾄﾝﾈﾙ電流)を通す。ﾄﾝﾈﾙ電流の強弱により表面の凹凸形状(ﾐｸﾛの地形)がｵﾝｸﾞｽﾄﾛｰﾑ単位で読み取れ、表面の原子配列を高精度で観察可能とする。

【原子･分子の実在性】

20世紀初頭、反原子論者の勢いはそれなりに強く、ﾏｯﾊやｵｽﾄﾜﾙﾄなど大物理学者でも原子の実在性を否定する人々がいた。原子とは化学反応を記述する上で便宜的に導入された記号に過ぎないという認識で、彼らが拠り所としたのはｴﾈﾙｷﾞｰであった。1905年にｱｲﾝｼｭﾀｲﾝがﾌﾞﾗｳﾝ運動の理論で原子･分子の実在性を示し、実際に1909年にはその理論をもとにﾍﾟﾗﾝがｱﾎﾞｶﾞﾄﾞﾛ定数を実験的に求めたが、直接に見えるわけではなかった。STMの開発によって個々の原子が見えるようになり、反原子論者が納得するに足る成果と言える。

※2013年には、針と分子の間に生じる化学結合の引力を利用して分子を移動させながら、絵を描画してｱﾆﾒｰｼｮﾝ(A Boy and His Atom)を製作している。

ﾘﾆｱﾓｰﾀｰｶｰ(吸引式)

時速300km達成

干渉計型重力波検出器

(LIGO検出器)

重力波検出器として当時はｼﾞｮｾﾌ･ｳｪｰﾊﾞｰが提案した共振型が主流であったが、ﾚｲﾅｰ･ﾜｲｽはﾏｲｹﾙｿﾝ干渉計(1887年)を改良した干渉計型重力波検出器(LIGO検出器)を提案した。重力波の観測帯域(波長)と感度の観点から言えば、LIGO検出器の観測帯域は広く、装置の大型化により観測帯域を維持したまま感度を上げられる。また光路には真空ﾊﾟｲﾌﾟがあればよいため共振型に比べて大型化が容易である。

※試作機を経て、重力波検出を本格的に目指すLIGOﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄがｽﾀｰﾄするのは1992年である。

ｱﾒﾘｶ航空宇宙局

(NASA)

木星の環

東京大学

宇宙航空研究所

X線天文衛星はくちょう、

打上げ

ｽﾘｰﾏｲﾙ島原子力発電事故の発生

ﾘﾆｱﾓｰﾀｰｶｰ(誘導反発式)

時速500km達成(無人型実験車)

宮崎県日向市の実験線で時速500kmを達成。超電導磁石を搭載した無人型実験車両(MLU001)は誘導反発式を採用し、線路上に並べた導体(Alの板)を通過する際の電磁誘導による磁気の反発力で浮上する。当然ながら、線路のAlの板には電流を流す必要はなく、車両にのみ強力な磁石があればよい。車両の磁石には液体Heで冷却し続ける超電導磁石を用意するため、外部から車両への電流供給は不要である。低速時には線路(Al板)との電磁誘導による反発力が弱いため車輪で走行し、十分な速度(時速150km程度)になれば磁気浮上に切り替える。

1993年には、新たに山梨県内に実験線を設け、実用車両による実験へ移行。

恐竜絶滅の隕石衝突説

6500万年前の恐竜絶滅について、物的証拠とともに隕石衝突説を提唱。物的証拠とは白亜紀～第3紀の厚み1cmほどの粘土層であり、そこに多量のIr(ｲﾘｼﾞｳﾑ)が含まれていたこと。多量のIrは隕石により地球に持ち込まれたものと推察。

ｲﾝﾌﾚｰｼｮﾝ理論(再加熱を伴った指数関数的膨張宇宙ﾓﾃﾞﾙ)

※量子宇宙論のはしり

佐藤は"再加熱を伴った指数関数的膨張宇宙ﾓﾃﾞﾙ"(ｲﾝﾌﾚｰｼｮﾝ理論)を提唱。真空の持つｴﾈﾙｷﾞｰが初期宇宙の指数関数的な急膨張(ｲﾝﾌﾚｰｼｮﾝ)とﾋﾞｯｸﾞﾊﾞﾝをもたらしたと考える、宇宙の進化ﾓﾃﾞﾙ(ｲﾝﾌﾚｰｼｮﾝ理論)を提唱。

ｱﾒﾘｶ航空宇宙局

(NASA)

ｽﾍﾟｰｽｼｬﾄﾙの打上げ開始

1972年に得たｽﾍﾟｰｽｼｬﾄﾙ計画開始の承認から、ようやく1981年に初打ち上げに漕ぎつける。ﾆｸｿﾝ大統領(1969年～)以降のﾃﾞﾀﾝﾄ(緊張緩和)路線のため思うように予算は通らず、予算不足のため計画は大幅に遅れた。

ｱﾗﾝ･ｱｽﾍﾟ

EPRﾊﾟﾗﾄﾞｯｸｽの解決

※遠隔作用の発見

EPSﾊﾟﾗﾄﾞｯｸｽが発表(1935年)されて半世紀近く経った1982年にｱｽﾍﾟにより、遠隔作用が実際に存在することを実験的に確認した。ｱｽﾍﾟはﾍﾞﾙの不等式が成り立たないことを証明し、光速度よりも情報を速く伝えることを認める量子論が正しいことを示した。

準結晶

無からの宇宙創成論

ﾄﾝﾈﾙ効果を用いて宇宙は無から生まれたとする無からの宇宙創成論を提唱。

ﾒｰﾄﾙの再々定義

基準は光速度

新たなﾒｰﾄﾙの定義は、1/299792458秒間に光が真空中を進む距離とした。特殊相対性理論の土台である光速度不変の原理に依拠し、光源の種類に依存せず、将来的な測定技術の進歩によって定義の再改定を必要としない定義となった。

※測定精度は技術進歩に伴い向上しており、現在は1m当たりﾋﾟｺ・ｵｰﾀﾞｰであり地球直径(約1.27万km)に対して0.26mm(ｼｬｰﾍﾟﾝの芯の太さほど)の精度。

欧州原子核研究

機構(CERN)

ｶﾙﾛ･ﾙﾋﾞｱ

ｼﾓﾝ･ﾌｧﾝ･ﾃﾞﾙ･ﾒｰｱ

欧州

ｲﾀﾘｱ

ｵﾗﾝﾀﾞ

ｳｨｰｸﾎﾞｿﾝ(WﾎﾞｿﾝとZﾎﾞｿﾝ)

※電弱統一理論の実証

電弱統一理論(1967年)から予言されていた弱い相互作用(粒子の種類を変える力)の媒介粒子であるｳｨｰｸﾎﾞｿﾝ(WﾎﾞｿﾝとZﾎﾞｿﾝ)が、CERN(欧州原子核研究所)の実験により発見された。

Wﾎﾞｿﾝは陽子の約80倍の質量を持ち、Zﾎﾞｿﾝは陽子の約90倍の質量を持つ。

ｽﾃｨｰｳﾞﾝ･ﾎｰｷﾝｸﾞ

ｲｷﾞﾘｽ

無境界仮説

宇宙は虚数の時間において生まれたと考えれば、宇宙の始まりが特異点(温度や密度が無限大になる極微の一点、ここではあらゆる物理法則が破綻している)になることが避けられるという無境界仮説を提唱。

ｱﾒﾘｶ航空宇宙局

(NASA)

ｵﾗﾝﾀﾞ航空宇宙計画局(NIVR)

ｲｷﾞﾘｽ●●(SERC)

ｱﾒﾘｶ

ｵﾗﾝﾀﾞ

ｲｷﾞﾘｽ

赤外線天文衛星IRAS、打上げ

日本

神岡核子崩壊実験観測装置

(ｶﾐｵｶﾝﾃﾞ)、稼働開始

ﾚｰｻﾞｰ冷却

1985 

ｶｰﾙ

ｸﾛﾄｰ

ｽﾓｰﾘｰ

ｱﾒﾘｶ

ｲｷﾞﾘｽ

ｱﾒﾘｶ

ﾌﾗｰﾚﾝC60

ｵｿﾞﾝﾎｰﾙ

ﾊﾚｰ彗星、回帰

ﾁｪﾙﾉﾌﾞｲﾘ原発事故、発生

ﾖﾊﾈｽ･G.ﾍﾞﾄﾞﾉﾙﾂ

K.ｱﾚｸｻﾝﾀﾞｰ･ﾐｭｰﾗｰ

ﾄﾞｲﾂ

ｽｲｽ

高温超伝導物質

転移温度が27Kの超伝導体(Cu,La,Baの酸化物)を発見した。さらにBaをSrに置換すると37Kまで上がり、従来の記録(23K)を大幅に更新した。転移温度の水準はBCS理論の想定内(上限は40K前後)であるが、今まで研究されなていなかった物質であることや、さらに転移温度を引き上げる改良の余地があると見られ、注目が集まった。

実際、わずか1年後に転移温度が90K超の高温超伝導体が発見され、理論上限を大幅に超える高温超伝導体の発見につながった。

欧州宇宙機関(ESA)

彗星探査機ｼﾞｵｯﾄ、

ﾊﾚｰ彗星の中心核を撮影

1985年に打ち上げられた彗星探査機ｼﾞｮｯﾄは、1986年3月14日、ﾊﾚｰ彗星が吹き出すｶﾞｽと塵の中に突入し、中心核(彗星核)まで約600kmのところを通過し、核の撮影に成功した。地球に送信された画像ﾃﾞｰﾀによると、中心核は縦が約15km、横が約7-10kmで、ﾋﾟｰﾅｯﾂ形状のような形をしていた。ｴﾄﾞﾓﾝﾄﾞ･ﾊﾚｰがﾊﾚｰ彗星の公転周期を発見(1705年)して、3世紀後の快挙であった。

なおﾊﾚｰ彗星接近に伴い、欧州のみならず各国(ｱﾒﾘｶ、ｿ連、日本)が国際協力の中でﾊﾚｰ彗星の観測を行っている。この時、ﾊﾚｰ彗星観測に使用された宇宙探査機群をﾊﾚｰｱﾙﾏﾀﾞ(ﾊﾚｰ艦隊)と呼ぶ。

【彗星は太陽系の化石】

彗星は太陽系の化石と形容される。それは46億年前、太陽系誕生時の物質の情報をそのまま保持していると考えられるためである。一方、惑星や衛星は重力により微惑星が引き寄せ合って衝突と合体を繰り返しながら形成されるため、太陽系誕生時の物質の状態は大きく変化している。

ｱﾒﾘｶ航空宇宙局(NASA)

ﾎﾞｲｼﾞｬｰ2号、天王星に最接近

ﾁｬﾚﾝｼﾞｬｰ号の事故

ｽﾍﾟｰｽｼｬﾄﾙ25回目の飛行に臨んだﾁｬﾚﾝｼﾞｬｰ号は打上げ73秒後に空中分解。7名の宇宙飛行士全員を喪う事故となる。打上げ日の気温が低いため固体ﾛｹｯﾄﾌﾞｰｽﾀｰの中のOﾘﾝｸﾞ(ｺﾞﾑ製の部品)の弾力性が失われ、燃焼ｶﾞｽが漏れたことが原因。

ﾁｪﾙﾉﾌﾞｲﾘ原子力発電所の事故

最終的に数千名～数万名ともいわれる犠牲者を出した史上最悪の原子力発電事故。

大ﾏｾﾞﾗﾝ星雲に超新星が出現

ｶﾐｵｶﾝﾃﾞ、超新星爆発ﾆｭｰﾄﾘﾉを世界初観測

ﾆｭｰﾄﾘﾉ天文学の始まり

1983年に岐阜県の神岡鉱山地下に核子崩壊実験装置(ｶﾐｵｶﾝﾃﾞ)が建造され、稼働していた。その目的は大統一理論が予言する陽子崩壊に伴い生じるﾆｭｰﾄﾘﾉを検出するためであった。また一方で、天の川銀河の中心で超新星爆発が起きれば、ｶﾐｵｶﾝﾃﾞにより超新星ﾆｭｰﾄﾘﾉが200～300個ほど検出できるはずと考えられていた。

1987年2月下旬に実際に超新星が現われた場所は、天の川銀河ではなく、その伴銀河である大ﾏｾﾞﾗﾝ星雲であった。地球から16万光年離れた大ﾏｾﾞﾗﾝ星雲の超新星1987Aは、天の川銀河の中心よりも5倍ほど遠いので、超新星出現から1～2週間でﾆｭｰﾄﾘﾉは10個位は観測できると予測された。ｶﾐｵｶﾝﾃﾞは2月23日16時35分の13秒間に超新星ﾆｭｰﾄﾘﾉを11個ほど検出した。その後ｶﾐｵｶﾝﾃﾞの検出時刻の周辺を調べることで、IMBｸﾞﾙｰﾌﾟ(ｱﾒﾘｶ)が8個、ﾊﾞｸｻﾝ(ﾛｼｱ)が5個見つけ、ｶﾐｵｶﾝﾃﾞの検出は独立した2機関によって確かめられた。

ﾆｭｰﾄﾘﾉ仮説は1931年にｳﾞｫﾙﾌｶﾞﾝｸﾞ･ﾊﾟｳﾘによって提唱されたが、超新星爆発によってその存在が実証された。

ﾏﾄﾘｯｸｽ支援ﾚｰｻﾞｰ脱離ｲｵﾝ化質量分析(MALDI)

ﾏｰｶﾞﾚｯﾄ･ｹﾞﾗｰ

ｼﾞｮﾝ･ﾊｸﾗ

ｱﾒﾘｶ

ｱﾒﾘｶ

ｸﾞﾚｰﾄｳｫｰﾙ

ｱﾒﾘｶ航空宇宙局

(NASA)

宇宙背景放射探査衛星COBE、打上げ

1989年11月18日、ﾋﾞｯｸﾞﾊﾞﾝ理論の証拠である宇宙ﾏｲｸﾛ波背景放射(CMB)の観測ため、宇宙背景放射探査衛星COBE(ｺｰﾋﾞｰ,Cosmic Background Explorer)を打ち上げた。COBEはExplore66という別名を持つ。

宇宙論的な観測を目的とした初の衛星であり、宇宙背景放射を観測し、宇宙の形状、構造などを探る測定ﾃﾞｰﾀを得ることを目指した。1992年には宇宙誕生初期の極めて僅かな宇宙背景放射のゆらぎ(平均温度2.73Kの10万分の1ほど)を観測し、今日の宇宙の銀河団や広大なﾎﾞｲﾄﾞの形成の重要なﾃﾞｰﾀを収集した。

※2001年6月には、COBEの後継機であるWMAPが打ち上げられる。

ｱﾒﾘｶ航空宇宙局

(NASA)

木星探査機ｶﾞﾘﾚｵ、打上げ

ｱﾒﾘｶ航空宇宙局

(NASA)

ﾎﾞｲｼﾞｬｰ2号、海王星を通過

海王星の環

1977年に打上げられたﾎﾞｲｼﾞｬｰ2号が、12年後の1989年に海王星の近傍通過に成功。

ﾌﾗｰﾚﾝC60の大量生成法

ｱﾒﾘｶ航空宇宙局

(NASA)

ﾊｯﾌﾞﾙ宇宙望遠鏡の打上げ

ｿ連解体により東西冷戦構造が崩れ去る。

ｱﾒﾘｶ航空宇宙局

(NASA)

ｱﾒﾘｶ

宇宙背景放射のゆらぎ

※宇宙の種

※ｲﾝﾌﾚｰｼｮﾝ理論の証拠

1989年に打ち上げた宇宙背景放射探査衛星COBEは、宇宙ﾏｲｸﾛ波背景放射(3K輻射)に約10万分の1ほどの僅かな温度(ﾏｲｸﾛ波)分布のゆらぎがあることを発見した。現在の宇宙の構造物の種となった"ゆらぎ"が確かに存在することは、ｲﾝﾌﾚｰｼｮﾝ理論(1981年)の正しさを示す証拠とも言える。

※COBEによるゆらぎの観測結果は宇宙論の歴史に残る大発見であるが、その空間分解能は8度で粗いﾋﾟﾝﾎﾞｹの写真であった。2003年に後継機であるWMAP衛星により高精度観測がなされる。

ｶﾘﾌｫﾙﾆｱ工科大学

ﾏｻﾁｭｰｾｯﾂ工科大学

ｱﾒﾘｶ

ｱﾒﾘｶ

ﾚｰｻﾞｰ干渉計重力波観測所(LIGO)ﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄ、始動

両大学が主導でLIGO(ﾗｲｺﾞ)という重力波観測施設の建設ﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄがｽﾀｰﾄ。LIGOはﾚｰｻﾞｰ干渉計重力波観測所(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory)の頭文字から取った略称。実際の重力波の観測は10年後の2002年から始まる。またLIGOは何度かのｱｯﾌﾟｸﾞﾚｰﾄﾞを経て2015年9月に初の重力波検出に成功する。

【重力波の検出から分かること】

既存の電磁波を見る望遠鏡(例えば、電波望遠鏡、赤外線望遠鏡、X線望遠鏡など)に対して、重力波望遠鏡で期待される最大の成果は、宇宙開闢(約138億年前)の最初の38万年間の宇宙の様子の解明にある。これは高ｴﾈﾙｷﾞｰ密度の最初の38万年間は、光は真っすぐに進めないので、その時代の古い光を見たところでﾎﾞﾔてしまう。一方、重力波は宇宙開闢時から真っすぐに進むため光ではﾎﾞｹで見えなかった38万年間を、重力波でははっきりと聞くことができる。天体観測として期待される重力波源は、中性子星連星、超新星爆発、ﾌﾞﾗｯｸﾎｰﾙ連星等があり、いずれも星の一生と関係深い天体だ。超新星爆発やﾊﾟﾙｻｰと呼ばれる中性子星は、電磁波を出すため既存の電磁波望遠鏡でも観測可能であるが、重力波望遠鏡と組み合わることで星の形態変化(中性子星連星からﾌﾞﾗｯｸﾎｰﾙへ)を時系列で説明できる証拠が得られるだろう。また超新星爆発では、電磁波と重力波の地球への到着時刻を比べることで、重力波が電磁波と同様に宇宙の制限速度(最高速度)である秒速30万kmで伝わっているのかを高精度で確認する機会となる。

系外惑星

青色発光ﾀﾞｲｵｰﾄﾞ

超伝導超大型粒子加速器(SSC)

計画、頓挫

丸山茂徳

深尾良夫

大林政行

日本

日本

日本

ﾌﾟﾙｰﾑﾃｸﾄﾆｸｽ(ﾌﾟﾙｰﾑ仮説)

地球のﾏﾝﾄﾙ(卵で言う白身の部分)において、ﾏﾝﾄﾙの底(=外核表面)であるｸﾞｰﾃﾝﾍﾞﾙｸﾞ不連続面から高温のﾎｯﾄﾌﾟﾙｰﾑがﾏﾝﾄﾙへ沸き出し、逆に低温のｺｰﾙﾄﾞﾌﾟﾙｰﾑはﾏﾝﾄﾙ下部へ下降するという構造的な運動を繰り返す「ﾌﾟﾙｰﾑﾃｸﾄﾆｸｽ」を提唱。

ﾏﾝﾄﾙは固体で、ﾏﾝﾄﾙの下にある外核は液体である。通常、ﾏﾝﾄﾙ内でのﾌﾟﾙｰﾑの移動は柔らかく流動的な下部ﾏﾝﾄﾙ(地下670㎞～地下2900㎞)で起こり、硬い上部ﾏﾝﾄﾙでは起きない。しかし、上部ﾏﾝﾄﾙを突破し地表に届くﾌﾟﾙｰﾑがあり、ｽｰﾊﾟｰﾌﾟﾙｰﾑと呼ばれる。固体のﾌﾟﾙｰﾑは地表に近づくと減圧され、液体のﾏｸﾞﾏとなる。

阪神･淡路大震災

欧州原子核研究

機構(CERN)

反水素原子の合成

⇒反陽子+反電子

※9個、1億分の4秒間保持

反粒子(反電子や反陽子など)の生成は、自然界では高ｴﾈﾙｷﾞｰのｶﾞﾝﾏ線が生じる宇宙線や原子核崩壊(弱い力の作用)で得られ、人工的には加速器で得られる。しかしこの宇宙の大部分は正粒子で満たされるため、反粒子は発生してもすぐに正粒子と結合し、両粒子の質量ｴﾈﾙｷﾞｰ分の光に変換される。そのため自然に反原子が生じ、安定に存在する可能性は低く、人工的に合成するほか存在しえない。

1995年、欧州のCERNの加速器内で発生させた光速に近い速度の反陽子をｷｾﾉﾝ原子に衝突させて、核反応で飛び出した陽電子と結合させることで9個の反水素原子が合成された。それら反水素原子がその状態を維持する時間は誕生から1億分の4秒であり、その後は普通の物質と接触して光に変換された。反水素原子を合成しても、それを長時間維持することが難しい。

ｺｰﾈﾙ

ﾜｲｰﾏﾝ

ｱﾒﾘｶ

ｱﾒﾘｶ

ﾎﾞｰｽ=ｱｲﾝｼｭﾀｲﾝ凝縮の実現

ﾎﾞｰｽ統計に従う気体を、気体状態のまま極低温に冷却すると全気体原子が一斉に最低ｴﾈﾙｷﾞｰ状態にまで落ち込み、ｴﾈﾙｷﾞｰ的な凝縮が見られる現象。ﾚｰｻﾞｰ冷却法と蒸発冷却法など冷却技術を組み合わせ、実際に起きることを確認。

ｱﾒﾘｶ航空宇宙局

(NASA)

ｱﾒﾘｶ

宇宙ｽﾃｰｼｮﾝ「ﾐｰﾙ」に、

ｽﾍﾟｰｽｼｬﾄﾙが初ﾄﾞｯｷﾝｸﾞ

1996

ﾌﾗﾝｽ国立科学研究

ｾﾝﾀｰ(CNRS)

ｲﾀﾘｱ核物理学

研究所(INFN)

ﾌﾗﾝｽ

ｲﾀﾘｱ

欧州重力波望遠鏡(VIRGO)、

建造開始

1996

東京大学宇宙線

研究所(ICRR)

超神岡ﾆｭｰﾄﾘﾉ検出実験観測装置

(ｽｰﾊﾟｰｶﾐｵｶﾝﾃﾞ)、稼働開始

超神岡ﾆｭｰﾄﾘﾉ検出実験観測装置(ｽｰﾊﾟｰｶﾐｵｶﾝﾃﾞ)は、大ﾏｾﾞﾗﾝ星雲からの超新星ﾆｭｰﾄﾘﾉを検出したｶﾐｵｶﾝﾃﾞの後継機で、ｶﾐｵｶﾝﾃﾞの30倍の大きさ(ﾀﾝｸの貯水量は10000ﾄﾝ)を誇る水ﾁｪﾚﾝｺﾌ光検出器である。

※ｽｰﾊﾟｰｶﾐｵｶﾝﾃﾞは、ｶﾐｵｶﾝﾃﾞの目的(陽子崩壊の観測)を引き継ぎ超神岡核子崩壊実験観測装置という意味も込められる。

ﾗﾓﾛｰ

ｱﾒﾘｶ

ｶｼﾐｰﾙ効果

理化学研究所

(RIKEN)

日本原子力研究所

(JAERI)

日本

日本

ｼﾝｸﾛﾄﾛﾝ大型放射光施設

(SPring8)、稼働開始

1997年に理研と日本原子力研究所が兵庫県の西播磨にSPring8を竣工。当時、SPring8は世界最強の大型放射光施設として登場し、現在もその地位は不動。加速した電子を溜める蓄積ﾘﾝｸﾞの周長は約1.4km。名前の8は蓄積ﾘﾝｸﾞに溜められる電子ｴﾈﾙｷﾞｰが最大8GeVであることに由来する。

放射光とは加速させた電子が曲がる際に接線方向に放出される光を指し、電子の加速を落とす邪魔者であったが、SPring8では有用な光源として活用される。完成当初、電子顕微鏡の1億倍よく見える光源と言われ、その肝は電子を揺さぶる超強力磁石からなる挿入光源(真空封止型ｱﾝｼﾞｭﾚｰﾀ)である。

ｿｰﾙ･ﾊﾟｰﾙﾏｯﾀｰ

ﾌﾞﾗｲｱﾝ･P.ｼｭﾐｯﾄ

ｱﾀﾞﾑ･ｶﾞｲ･ﾘｰｽ

ｱﾒﾘｶ

ｵｰｽﾄﾗﾘｱ

ｱﾒﾘｶ

ｱﾒﾘｶのﾛｰﾚﾝｽ･ﾊﾞｰｸﾚｰ国立研究所の超新星宇宙論ﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄﾁｰﾑ(ﾘｰﾀﾞｰ:ﾊﾟｰﾙﾐｯﾀｰ)と、ｵｰｽﾄﾗﾘｱのﾏｳﾝﾄｽﾄﾛﾑﾛ天文台の高赤方偏移超新星探査ﾁｰﾑ(ﾘｰﾀﾞｰ:ｼｭﾐｯﾄ)は、宇宙の膨張ｽﾋﾟｰﾄﾞが加速しているとする観測結果をそれぞれ独立して発表した。

宇宙の膨張は、1929年にﾊｯﾌﾞﾙにより実証されたが、物質同士の重力によって次第にﾌﾞﾚｰｷがかかるもの(減速膨張)と推測されていた。しかし今回の発表では、約70億年前から加速膨張に転じたという予想外の内容であった。

※宇宙は約137億年前に誕生

観測結果は、1990年に打上げられたﾊｯﾌﾞﾙ宇宙望遠鏡によって得られた。

【加速膨張の斥力について】

宇宙の加速膨張の発見は、重力を振り切り宇宙を膨張させようとする未知の斥力の存在を示唆する。一応、この原因をﾀﾞｰｸｴﾈﾙｷﾞｰと呼び、ﾀﾞｰｸｴﾈﾙｷﾞｰは宇宙に一様に広がっているとされる。また1937年にﾂﾋﾞｯｷｰが銀河団の観測から存在を示唆した暗黒物質(ﾀﾞｰｸﾏﾀｰ)とは、宇宙に局地的に未知の重力源である。従って、ﾀﾞｰｸﾏﾀｰは宇宙を収縮させる引力として働き、ﾀﾞｰｸｴﾈﾙｷﾞｰは宇宙を(加速)膨張させている斥力として働くと想定している。

【ｱｲﾝｼｭﾀｲﾝの宇宙項の復活】

1910年代、ｱｲﾝｼｭﾀｲﾝは静的な宇宙観を信じて、彼の重力場方程式に物理的根拠のないまま宇宙項を導入したが、ﾊｯﾌﾞﾙの発見(宇宙の膨張)に伴い宇宙項は撤回した。しかし、ここにきて重力を振り切るほどの斥力の作用を担う宇宙項が、ﾀﾞｰｸｴﾈﾙｷﾞｰと名を変えて蘇る可能性がある。個人的には、ﾊｯﾌﾞﾙの宇宙膨張の発見(1929年)の時でさえ、斥力をもたらす項として宇宙項は残すことはできたと思う。

【宇宙膨張を示す根拠】

1929年にﾊｯﾌﾞﾙが宇宙膨張を示すために、観測対象となる星の絶対光度をｾﾌｧｲﾄﾞ型変光星を頼りとしたように、宇宙加速膨張では星の絶対光度をIa型という超新星を頼りとした。Ia型は超新星の中でも非常に明るく、属する銀河全体と同じくらいの輝きを示すので、遠方にあっても高い精度で観測でき、宇宙のはるか遠方(過去)の情報が得られる。またIa型は観測ﾃﾞｰﾀの蓄積から絶対光度が正確に知れており、距離を求める基準光源に適している。Ia型が現われた銀河の赤方偏移から後退速度を求めると、宇宙の膨張が宇宙誕生以降、どのように変化したか調べられる。

戸塚洋二

梶田隆章

ﾆｭｰﾄﾘﾉ振動

ﾆｭｰﾄﾘﾉの質量の確認

※暗黒物質の候補の否定

神岡鉱山に設置されたｽｰﾊﾟｰｶﾐｵｶﾝﾃﾞは、太陽からのﾆｭｰﾄﾘﾉ(太陽ﾆｭｰﾄﾘﾉ)や大気中で発生するﾆｭｰﾄﾘﾉ(大気ﾆｭｰﾄﾘﾉ)を調べることで、3種類(電子型、ﾐｭｰ型、ﾀｳ型)存在するﾆｭｰﾄﾘﾉが互いに異なる種類に入れ替わる振動(ﾆｭｰﾄﾘﾉ振動)を発見した。さらにﾆｭｰﾄﾘﾉは確かに質量を持っていることも確認された。

太陽ﾆｭｰﾄﾘﾉから来る電子型ﾆｭｰﾄﾘﾉが予想された数よりも6割も少なかく、電子型からﾐｭｰ型に変化したと考えるまた大気ﾆｭｰﾄﾘﾉではﾐｭｰ型ﾆｭｰﾄﾘﾉが電子型ﾆｭｰﾄﾘﾉの2倍程多く作られるが、予想よりもはるかに少なかった。

※大気ﾆｭｰﾄﾘﾉとは、宇宙線が大気上層部で空気分子(窒素や酸素)と衝突してπ中間子が作られ、そのπ中間子が壊れる際に発生するﾐｭｰ型ﾆｭｰﾄﾘﾉや電子型ﾆｭｰﾄﾘﾉを指す。

【暗黒物質の有力候補】

ﾆｭｰﾄﾘﾉは長らく暗黒物質の有力候補として考えられ、ﾆｭｰﾄﾘﾉが暗黒物質ならば質量は20eV程度であることが期待された。ﾆｭｰﾄﾘﾉの質量は、軽い方から電子型、ﾐｭｰ型(0.003eV)、ﾀｳ型(0.1eV)であったことから、ﾆｭｰﾄﾘﾉで暗黒物質の説明は難しい。

ｱﾝﾄﾝ･ﾂｧｲﾘﾝｶﾞｰ

ｵｰｽﾄﾘｱ

すばる望遠鏡、稼働

国際宇宙ｽﾃｰｼｮﾝでの居住開始