2013/04/10

LC NewsLine 2013年4月4日号

LC NewsLine 2013年4月4日号 [英文記事］

■特集記事

ILC技術のスピンオフ

（A spin-off of ILC technology – already）

| 4 April 2013

MCP測定器で捉えたX線のシグナル。レーザーと加速器周波数との位相角80度付近に信号ピークが見える。なお、MCP信号はビーム強度で正規化してある。

KEKの超伝導リニアック試験施設(STF)で実施されている、小型高輝度光子ビーム発生装置の逆コンプトン散乱によるX線生成実験で、3月15日(金)、逆コンプトン散乱によるX線と確認できる信号を捉える事に成功した。この技術を超伝導加速器に応用し、X線の生成に成功したのは世界初となる。

小型高輝度光子ビーム発生装置プロジェクトは、文部科学省量子ビーム基盤技術開発プログラムの委託研究「超伝導加速による次世代小型高輝度光子ビーム源の開発」で、5年間の計画。電子ビームとレーザーパルスの衝突による高輝度X線の発生と、医療、生命科学、IT、ナノテクなど、幅広い分野におけるその応用を目指すもの。

「量子ビーム」とは、中性子や光子、イオン等の粒子のビームのこと。「量子力学は、私たちの生活に大きな影響を与えています」と語るのは、同プロジェクトのプロジェクトマネジャーを務めるKEKの浦川順治氏。例えば、量子力学なしにはトランジスターは存在せず、よって、パソコンも存在し得ない。また、もしレーザーがなければ、DVDやブルーレイディスクも生まれなかった。「しかし、私たちの研究は、基礎科学の研究が目的に行われて来たため、研究成果が直接的に応用につながることはなかったのです。このプログラムは、それを変革するものです」（浦川氏）。

光子が自由電子に衝突して自由電子にエネルギーを与える現象を「コンプトン散乱」と呼ぶ。一方で、 相対論的な速度で運動している電子と赤外線や可視光の波長の光子が衝突したときは、 電子のエネルギーが光子のエネルギーよりはるかに大きくなるため、電子が光子にエネルギーを与える。この現象は「逆コンプトン散乱」。逆コンプトン散乱は高エネルギーX線やガンマ線を発生している様々な天文現象においても引き起こされている。同プログラムでは、超伝導加速によって加速した電子ビームを、4枚鏡光共振器に蓄積されたレーザーパルスと正面衝突させることにより、逆コンプトン散乱を起こし、輝度の高いX線を生成する。

逆コンプトン散乱は、高エネルギーX線生成の有望なアプローチであると広く認識されており、ポストゲノム研究やナノテク、原子レベルの構造解析等に役立つことが期待されている。これらの分野で研究が進展することは、産業、医療、セキュリティ等多くの分野での幅広い応用につながる。その実用的な応用の鍵となるのは、X線の高輝度化。その高輝度化を実現する技術が、超伝導高周波(SCRF)加速技術だ。

超伝導加速器（右側）とその出力電子ビームを細く絞るビームラインと4枚鏡共振器とを組み合わせて構成されたX線生成装置（左側）のイラスト図。©Rey.Hori

超伝導加速空洞は、他の加速方式よりも加速勾配が高く、単位長さ当たりで大きな加速を得ることができる。この技術は加速器の大幅な小型化にも寄与し、研究所や病院の一室に加速器を設置することが可能になる。また、超伝導加速は、超伝導状態で加速するため、電力消費も抑えることができる。

KEKは、長年のリニアコライダー研究において、高度な超伝導加速技術が蓄積されている。「超伝導加速では大強度の、非常にバンチ数の多いビームを加速することができる。同時に、消費電力を抑え、高品質なビームを保つこともできる。数多くのビームバンチとレーザーパルスとの衝突によって、逆コンプトン散乱で発生するX線の輝度を直接的に高めることができる。この特徴により、ILCの超伝導加速技術研究は様々な分野での応用が可能になるのです」と、リニアコライダー・コラボレーションのILC部門副ディレクターを務めるKEKの早野仁司氏は言う。今回の成果は、プロジェクト開始前のILCの超伝導加速技術のスピンオフの一例と言うことができる。

 

4枚鏡共振器にレーザー光路(青線)を重ねて描いたイラスト図。電子ビームは右から左に進行し(桃色線)、レーザーと重なった所で正面衝突して、左方向にX線(緑線)を生成する。©Rey.Hori

今回の成功を導いたもう一つの技術が、４枚鏡共振器だ。4枚の鏡を組み合わせてその光路が中央でクロスするようなリング共振器を構成すると、外から入射されたレーザーパルスを蓄積する事が容易になる。電子ビームとの衝突点のレーザーサイズを絞った時でも非常に高い安定度をもって大きなパワーのレーザーを蓄積できる特徴をもっている。４枚鏡共振器は電子ビームとの正面衝突(ヘッドオン衝突)に応用すると、安定度と蓄積できるパワーとで大きな輝度のX線生成が可能になる。

４枚鏡共振器の技術もまた、応用の可能性を持っている。高品質電子ビームと高出力レーザーの衝突による逆コンプトン散乱から生成する「短パルス・準単色X線」は、医療、バイオ、科学研究分野での応用が行われている。最近、バイオや医療イメージング(X線吸収、屈折コントラスト血管造影など)に使うための200~70000電子ボルトの小型X線源が、非常に重要な役割を担い始めている。逆コンプトン散乱で生成するX線のエネルギーは、電子ビームエネルギーの二乗に比例するため、約0.5から数百万電子ボルトの範囲で高輝度単色ガンマ線の波長可変光源を実現することができる。また、核廃棄物処理においては、核共鳴蛍光（NRF）測定に基づくICS同調ガンマ線を用いて、特定が困難な核廃棄物中の同位体の量を決定することができる。

■ディレクターズ・コーナー

王は崩御せり．．新王万歳！

（Le roi est mort, vive le roi ! (*)）

| 4 April 2013

後継者選びのための欧州の取り組み（トラファルガーの闘い）。

国際共同設計チーム（GDE）は、2006年に骨子を決めたR&Dプログラムを成功裏に完了した。技術設計報告書（TDR）を事実上完成し、それに基づいたコスト評価も行った。そこで、つぎのプログラムに取り組まなければならない。考慮すべき重要な新ファクターが、日本がILCのホストとして手を挙げる可能性が現実的になっている、ということだ。日本における最近の活動は有望であり、この展望に基づいて来るべきILCプログラムを計画しているほどである。まず手始めの仕事は、サイトの選定だ。日本では、夏までの候補地決定が予定されているということだ。サイトの決定により、一般的なサイトを考慮したTDRの設計を実際のサイトに合わせることが可能になる。これは工業設計に向けた展開の第一段階である。

空洞製造に関しては、GDEの世界的なプログラムで大いに成功を修めたが、本格的なクライオモジュールに関する成果は、S1グローバル・プログラムで原理実証がなされたことだけだ。クライオモジュールは高価なものであるため、実規模の製造の実証は、建設プロジェクトでのみ可能となる。幸いなことに、そのような建設プロジェクトのひとつである、欧州XFELがちょうど開始しようとしているところだ。あと数ヶ月で、仏サクレーにあるクライオモジュールの製造ラインが稼働を開始する予定だ。欧州XFELのクライオモジュールはILCと同一ではないものの、十分に類似しており、その製造プロセスはILC計画にとって大きな価値があること。欧州XFELプロジェクトをILCに最大限生かすことが重要であり、これはILCにとって逃すことの許されない最大のチャンスだ。

現在、日本では、ILC建設に向けた考え方として、ヒッグス・ファクトリーとして約250ギガ電子ボルト（GeV）の初期フェーズでスタートし、500GeV重心系エネルギーへと段階的にアップグレードしていく方法が支持されている。TDRは、500GeVをベースラインとし、より高いエネルギーに向けたオプションを持つことを特徴としている。私たちは、低いエネルギーで運転を行う、日本の計画の影響について慎重に評価する必要がある。初期の施設建設コストを、抑えることが可能となるだろう。必要となるクライオモジュールの製造スピードも下げることができるだろうし、うまくいけばプロジェクトの建設期間を短縮できるかもしれない。そして、TDRベースラインで考えなかった加速器やトンネル・レイアウトの選択肢も出てくるだろう。私たちは、段階的な建設プロジェクトの柔軟性を最大限に利用する方法や目的を理解すべく、慎重に事実の分析を行う必要がある。

リニアコライダーはビームが一回通過する装置と定義されており、これまでにない高さのエネルギーとルミノシティを目指していることから、本質的に多大な電力を必要とするものだ。コンパクトリニアコライダー（CLIC）の概念設計報告書研究では消費電力を減らす方法がいくつか考案された。それらの考えのうち興味深いものの1つが「負荷の均衡」である。電力は常に等しい量作られるわけではない（例えば、午前3時は、午後6時より需要が少ない）という見解に基づき、CLICチームは、高い需要のある時間帯に急速に使用電力を減らし、物理学運転になれば迅速に再開するという可能性について調査している。 ILCは低温装置であるため、常伝導CLICほど迅速には運転を止めることはできないが、ILCにとっても消費電力軽減戦略は、将来より詳細な評価を必要とする項目である。

建設プロジェクトについて予測できる範囲で将来を展望すると、私が上記で概説した問題のみならず、例えば価値工学、配置変更など多くの他の問題が表面化する。どのようにして、当面の課題を選択し、優先順位付けするか？これらの（そして、他の）質問に答えるために、私は新しい組織であるILC技術委員会（TB）への参加を、数人の研究者に依頼した。私以外の技術委員会のメンバーは、早野仁司氏（副委員長）、Olivier Napoly氏（フランス原子力庁/サクレー）、Marc Ross氏（米SLAC国立加速器研究所）、Nikolay Solyak氏（米フェルミ国立加速器研究所：Fermilab）、照沼信浩氏（KEK）、Nick Walker氏（ドイツ電子シンクロトロン研究所：DESY）、山本康史氏（KEK）、それにKEK LC計画推進室長（現在山本明氏）である。本グループは、今後3年間のILCプログラムを決定し、それをリニアコライダー理事会とリニアコライダー国際推進委員会に提出して承認を受ける。プログラムは今後数年間の恒常的な世界的活動に基づいて定められる。どのような分野で付加的な活動が必要であるかを示すことも彼らの任務の一部である。独ハンブルグで開催されるLC2013までに何らかの報告を準備できればと考えている。

まぁ、こんなところでよかろう。ILCプログラムの今後の道筋を決めることは、もちろん重要なことではあるが、トラファルガーの戦いのように三本マストのフリゲート艦の砲弾で敵の内臓をえぐり出す、といった冒険物語にはなり得ない。当時のプロジェクトは、だいぶ小さかったが、足りないものは、熱意で埋め合わせをしていたようだ。私たちには同程度のレベルの目的があることを証明できたらと考えている。

■カレンダー
今後の会議、ミーティング、ワークショップ
今後のスクール

■ニュース記事

●　from Nishinippon
　　　　28 March 2013
　　　　「国際リニアコライダー」（ＩＬＣ）を福岡、佐賀県境の脊振山地に誘致する産学官組織の「ＩＬＣアジア−九州
　　　　推進会議」は２７日、都内のホテルで九州・山口選出の国会議員５０人に誘致への協力を訴えた。
  • from Iwate Nippo
    27 March 2013

    北海道東北地方知事会など地方６団体と東北ＩＬＣ推進協議会は２６日、山本一太科学技術担当相や根本匠復興相らにＩＬＣの東北誘致に関する要望を行った。山本科学技術担当相は「安倍内閣として方針を定めた上で要望を踏まえて検討したい」と述べた。

  • from Kyodo News
    26 March 2013

    宮城県の村井嘉浩知事は２６日、内閣府を訪れ山本一太科学技術担当相と会談、宇宙の謎の解明を目指す次世代加速器「国際リニアコライダー（ＩＬＣ）」を、岩手県の北上山地に誘致するよう要望した。

  • from Physics Today
    24 March 2013
  • ほぼ100社の企業が会員となっている、日本の先端加速器科学技術推進協議会が、ILCの実現に向け活発に活動している。「ILCは企業に仕事をもたらします」と、三菱重工のマネージャーであり、AAAの事務局長をつとめる、松岡雅則氏は語る。「このプロジェクトは、日本での技術革新を実現するうえで、非常に重要なものです。」　AAAは、ホスト領域に建設コストのみでも最高220億ドルの資金流入が有ると見積もっている。
　　　●　from Tanko Nichinichi Shimbun
　　　　　22 March 2013
　　　　　わくわく感をかきたてられるのが、ＩＬＣ関連のパンフレットに描かれたコンピューターグラフィックス（ＣＧ）。
　　　　　その画像の多くには、片隅に小さく「（Ｃ）Rey.Hori/KEK」と書かれている。
  • from Sigma-not
    March 2013

    W tej chwili najdłuższym akceleratorem liniowym jest ok. 3 km maszyna w Stanford (SLAC) o energii 50 GeV. Maszyna ILC – Międzynarodowy Zderzacz Liniowy (International Linear Collider) jest jednym z obecnie opracowywanych projektów podwójnego akceleratora liniowego e+e-, o docelowej energii kolizji wiązek elektronowej i pozytronowej ponad 1 TeV. (google translation)

■プレプリント

ARXIV PREPRINTS
  • Anomaly mediated supersymmetric models and Higgs data from the LHC
  • An extra Z’ gauge boson as a source of Higgs particles
  • Reconstruction of Inert Doublet Scalars at the International Linear Collider
  • Study of Top Effective Operators at the ILC

■今週のイメージ

Lyn Evans氏、日本の安倍晋三　内閣総理大臣を表敬訪問

 （Lyn Evans payed courtesy visit to Japan’s prime minister Shinzo Abe）

3月27日、LCCディレクター、Lyn Evans氏は、日本の首相・安倍晋三氏を表敬訪問した。首相は、ILCを全人類のために重要性なプロジェクトと評価。国際協力プロジェクトであることをふまえ、国際的な設計活動の進捗状況を見定めながら日本の役割を検討したいと述べた。表敬の様子は、内閣のウェブサイトで閲覧できる。http://nettv.gov-online.go.jp/prg/prg7739.html

4 April 2013

Lyn Evans氏は、安倍総理大臣にLHCに関する本を贈った。画像：首相官邸

左から：村山斉氏（LCC副ディレクター）、小柴昌俊氏（2002年ノーベル物理学賞受賞者）、Evans氏、安倍氏、河村建夫氏（リニアコライダー国際研究所建設推進議員連盟会長）

画像：首相官邸

 

投稿情報: 2013/04/10 カテゴリー: ILC NewsLine |

2013/03/27

LC NewsLine 2013年3月21日号

LC NewsLine 2013年3月21日号[英文記事]

■特集記事

CERNより：新しい結果は、CERNで発見された粒子がヒッグス粒子であることを示唆

(From CERN:New results indicate that particle discovered at CERN is a Higgs boson)

ジュネーブ、2013年３月14日。　CERN、LHCのATLASとCMS両実験は、本日モリオン国際会議で新しい暫定結果を発表し、昨年発見された新粒子の性質を更にはっきりさせた。7月の発見報告時から比べて約2.5倍の量のデータをもとに解析した結果、この新粒子は、ますますヒッグス粒子らしさをましてきた。(ヒッグス粒子は素粒子の質量を与える機構と関連した粒子である。) しかしながら、これが素粒子物理学の標準理論で予言するヒッグス粒子なのか、それとも標準理論を超えたいくつかの理論で予言されるように複数の新粒子の一番軽いものであるという可能性もあるのかなどはまだ分からない。このような問に答えるにはまだ時間が必要だ。

ヒッグス粒子であるかどうかは、ほかの粒子とどう相互作用するかと、その粒子の量子力学的性質できまる。例えば、ヒッグス粒子はスピン０であり、鏡に映した時にどう振る舞うかを示すパリティは、標準理論では正であると考えられている。ATLASとCMSは、スピンとパリティをいろんな解析方法で検証してみたが、全ての測定結果でスピン０と正パリティの組み合わせが実験データと一致していることを示した。発見された粒子が他の粒子とどのような相互作用をするかというこれまでの測定結果と合わせると，新粒子がヒッグス粒子であることを強く示唆している。

「2012年に収集した全データを使った今回の暫定結果は素晴らしいものだ。私には，我々が見つけた粒子がヒッグス粒子であることは明白のように思える。しかし、これがどんな種類のヒッグス粒子かを決めるにはまだ長い時間がかかる。」CMS実験の責任者のジョー・インカンデラ氏は語った。

「この素晴らしい新結果は、たくさんの人々が集中して多大な努力を重ねて得られた成果だ。新粒子は標準理論のヒッグス粒子と同じスピン・パリティを持っていることを示している。今はヒッグスセクターの測定プログラムを始める端緒についたところだ。」アトラス実験責任者のデイブ・チャールトンは語る。

この粒子が標準理論の予言するままのヒッグス粒子であるかを決めるには、例えば、この粒子がほかの粒子に崩壊する分岐比を精密に測定して、理論の予想と比較する必要がある。この粒子を検出できるのは非常に稀なことで、1つの事象を見つけるのにだいたい1兆回の陽子・陽子衝突が必要となる。全ての崩壊モードを調べるには、LHCからのたくさんのデータが必要となる。

本日本語訳は、LHCアトラス実験日本グループのウェブサイトに掲載されたものを転載しました。https://sites.google.com/site/lhcpr2011/20130315

[英文記事]

■LCペディア

最終収束システム

（Final focus）

| 21 March 2013

日本の高エネルギー加速器研究機構（KEK）のATF2試験施設にある四極磁石は、必要とされるサイズまでビームを絞る。画像提供：KEK

何百個もの粒子ビーム※1が加速器を通過するとき、物理学者は測定器の中央の特定の場所で衝突するよう、それらを誘導する必要がある。しかし、これらの粒子の小ささを考えると、粒子ビームは正面衝突しても、個々の粒子の衝突は起こらないこともありえる。衝突点での個々の粒子の衝突の確率を最大にするために、予定の衝突場所に近づくと、ビームは一連の四極磁石により小さく収束される。物理学者は、この収束を行う一連の電磁石の連なりを「最終収束システム」と呼ぶ。

※1）編集部注：ビームとは電子や陽電子などの素粒子の集団が連続して飛んでいるもの。ひとつひとつの集団をバンチと呼ぶ

街角を行く人々の群れを思い浮かべてみると、収束がどうして必要なのか想像する事ができる。2本の大通りの交差点では人々はほとんどぶつかること無く行きかうことができるだろう。しかし、かろうじて通れるほどの非常に狭いスペースでは、人々はぶつかることを余儀なくされる。これこそが科学者が追い求めている衝突の起こる状況である。粒子ビームはぎゅっと絞られて狭い通路を通過せざるを得ない状態になり、個々の粒子の衝突の回数が増えるのだ。米フェルミ国立加速器研究所（Fermilab）の科学者Elvin Harms氏により、ビームの収束の達成方法に関するもっと科学的なたとえ話は、最終収束システムを望遠鏡に例えたものだ。「衝突点の近くには対物レンズそっくりの強い収束磁石があります。そして、接眼レンズのような弱い収束磁石もあります。最終収束四極磁石の回路は望遠鏡のようなもの、と言えるでしょう」とHarms氏は言う。

国際リニアコライダーでは、衝突点を中心としてその両側のおよそ1キロメートルにわたって多数の四極磁石が連なる。各々の磁石の役割は、垂直面または水平面の中で、ビームを収束したり広げたりすることだ。 ILC ではダブレットと呼ばれる２つの四極磁石の組が衝突点の両側に置かれる予定だ。粒子ビームが衝突する瞬間には、ビームは人間の髪よりはるかに細く、高さ方向わずか5.9ナノメートル、水平方向474ナノメートルという極小のサイズに絞り込まれる。

ATF2は日本のKEKにある試験施設だ。そこでは次世代リニアコライダーで使用される先進的光学系設計の最終収束システムのプロトタイプがテストされている。昨年12月に、国際的な科学者のチームはATF2で高さ方向70ナノメートルにまで小さくしぼられたビームサイズを達成した。この科学者のチ—ムは、最終目標として37ナノメートル ― ILC必要条件を満たすビームサイズ*2 ― のサイズの達成を目指している。

※2） 編集部注：ATF2 と ILC ではエネルギーが違うなど、幾つか点で同じ条件ではない。これを考慮すると ILC での 5.9 ナノメートルはATF2 では 37 ナノメートルに相当する。

リニアコライダー収束についての記事は、symmetry magazineもご覧ください。

■ディレクターズ・コーナー

リニアコライダーの物理・測定器研究者グループの共同戦線を結成する

（Forming a united front of the LC physics and detector community）

| 21 March 2013

2012年10月に、米アーリントンで開催されたLCWS12ワークショップに集まった、ILCとCLICの国際研究者グループ（物理・測定器を含む）。画像：テキサス・アーリントン大学。

リニアコライダー・コラボレーション（LCC）は、2013年2月にカナダのバンクーバーで開催されたリニアコライダー国際推進委員会（LCB）で公式にスタートし、新しい組織はゆっくりと形になりつつある。私は、新組織の物理・測定器部門の担当ディレクターに任命された。LCCディレクターのLyn Evans氏は、このポストに割り当てられる仕事が最も難しいものであると思うと私たちに話した。

では、物理・測定器副ディレクターの使命とは何なのか？国際リニアコライダー運営委員会により定められたさしあたっての使命は、担当ディレクターは次世代リニアコライダーの物理学上の意義の形成に焦点を当てること、最先端の測定器技術の研究開発を調整すること、両加速器技術（すなわちCLICとILC）のために承認された測定器コンセプトの開発を推進すること、とある。そして最終的には、担当ディレクターは、いずれの加速器技術にも適切な最先端測定器を開発する世界的な活動を推進し、実際にLCプロジェクトが承認される時にむけて、共同研究グループを結成して測定器の建設をするための地ならしをする、ということだ。

LCCの役割を考える上で、実際の組織はリニアコライダー・プロジェクト承認後につくられるもので、LCCが暫定的な組織であることを理解するのは重要なことだ。LCCは暫定的な組織であり、加速器もまだ選ばれていないため、CLICとILC研究者グループを結束させておくことが重要であり、また、実際のリニアコライダー測定器で使われるとは限らない、LC関連の最先端の測定器R&Dを推進することも重要なことである。LCCディレクターが明確に公言している通り、LCCの現在の目標は、ILCの実現だ。しかし、CLICは欧州合同原子核研究機関（CERN）の大型ハドロンコライダー（LHC）加速器のあとのための考えられるオプションであって、ILCと並行して推進される必要がある。そして、たとえILCが実現されるとしても、これは確かなことである。実際、ILCが建設を始めても、CLIC研究は続くだろう。結局のところ、現時点では承認されたリニアコライダーは存在していないのだ。

では、私の仕事の3つの当初の使命を各々みて、関係する問題を簡潔に述べたいと思う。私は5月のハンブルグ・リニアコライダー・ワークショップで組織構造について最終的なアイデアを示すつもりだ。そして、本コーナーの主な目的はLC研究者グループからの意見を求めることである。

1. 物理学上の意義

LHCが生み出し続けている印象的な物理学の成果に応じて、LCの物理学的意義を次々と更新していく必要がある。最大エネルギーでのLHCのさらなる運転が実施されれば、標準理論を越えた物理への扉が開かれ、リニアコライダーのエネルギー領域の中で重要な更なる機会を提供するかもしれないというはっきりした望みもある。そして、ILCの物理学能力と、1テラ電子ボルト（TeV）以下の重心系エネルギーでのCLICの物理学能力は、非常に類似しているが故に、両研究者グループは、この目標のために協力することが可能でまたすべきだ。これまでにも、ソフトウェアツール開発や物理学分析において、多くの共同の研究活動が行われてきた。しかし、私たちは、より正式な枠組みを必要としている。その枠組みは理論研究者や実験研究者などを含み、これまでの実験計画執行組織の物理共通作業グループと類似しているが、CLICとILCの両方の分析グループに一層明確なリンクを持つ。

2. 測定器R&D

LC測定器がコンセプトから工学設計へと移行し、いまだ完成していない必要な測定器R&Dは完了されなければならない。ここでも、CLICとILCに共通の広範な活動があり、より正式で目に見える方法で推進されなければならない。加えて、リニアコライダーの測定器R&Dは一般に素粒子物理学測定器技術の水準を向上させてきたが、私たちはそれを継続していかなければならない。そのような活動を推進する際に、私たちは測定器R&Dグループ（小グループを含む）の意見がマネジメントに効果的に伝わるようにしなければならない。これまでの物理と実験委員会と類似したグループが副ディレクターの直下におかれ、R&D活動の代表もそのグループに含まれるだろう。ここでの課題は、代表の数を適正に保つ一方で、小さいが、重要なグループが無視されないような取り決めを作り上げることだ。

3.コンセプトグループ

現在、ILCにはILDとSiDという、2つの測定器コンセプトグループ、CLICには、CLIC物理・測定器グループがあるが、設計状況はすぐに建設できるレベルに達していない。これは特に多くの工学研究がやり残されたままであるILC測定器について重要なことである。もちろん、上で言及したグループへの個人やグループの新規参加は大いに歓迎される。しかし、もし新しいグループが現れて、新しいコンセプトグループをつくりたいと言った場合はどうなるか。スタートが遅れたために新グループが不利な条件に置かれたのが明らかだとしても、そのような新たな取り組みは拒絶されてはならない。ここでは、そのようなグループを受け入れる具体的なフレームワークが導入されなければならない。

上記が、新しいLCC物理・測定器組織の重要な問題の3つだ。物理・測定器研究者グループは多様で、その構成員が自己決定で活動するとき、通常最もうまく機能している。上記の問題の解決は、できるだけボトムアップで、柔軟に行われなければならず、そこでの決定は直接関係する人々によってなされなければならない。上からの強制は最低限に保たれなければならないし、私たちは活動を促進するために必要に応じ、最小限のフレームワークから始めなければならない。これらの問題についてのコメントや提案は、私宛てに電子メールを送ってください。

■カレンダー
今後の会議、ミーティング、ワークショップ
今後のスクール

■ニュース記事

  • from Libération
    21 March 2013

    Il faut toutefois souligner, note François Bouchet, que l’inflation repose sur un concept physique de champ scalaire… identique à celui du champs de Higgs. Jusqu’à la découverte de ce dernier, un tel champ demeurait un objet théorique, or, les physiciens disposent désormais d’une réalité expérimentale avec le boson de Higgs.

  • from Scienze Fanpage
    21 Mars 2013

    “Un’attenta analisi condotta sia a livello teorico che sui dati presenti e futuri di LHC e di Planck potrà dirci se l’artefice delle dimensioni e dell’età dell’odierno Universo (cioè la particella, ‘inflatone’, che ha prodotto l’inflazione) possa essere identificabile con quella particella, il bosone di Higgs, che ha fornito la massa delle particelle presenti nel plasma primordiale”, prosegue Masiero.

  • from Iwate Nippo
    19 March 2013

    県商工会議所連合会と県国際リニアコライダー（ＩＬＣ）推進協議会は１８日、復興庁を訪れ、一日も早い復興への取り組みとＩＬＣの東北誘致を要望し た。

  • from Saga Shimbun
    15 March 2013

    宇宙の謎に迫る素粒子物理学の次世代加速器「国際リニアコライダー（ＩＬＣ）」構想で、脊振山地への誘致を目指す動きが活発化している。

  • from Iwate Nippo
    14 March 2013

    国際リニアコライダー（ＩＬＣ）の北上山地（北上高地）への誘致に向けた県議会国際リニアコライダー東北誘致議員連盟を設立した。議員連盟には議員 全員が参加。東北各県や国に対して東北誘致に向けた協力を要請し、誘致実現を目指す。

  • from Iwate Nippo
    13 March 2013

    県は超大型加速器・国際リニアコライダー（ＩＬＣ）の北上山地（北上高地）への誘致に向けて、本県と宮城県との連携をさらに強化するため、両県の課 長級で構成する事務レベル会議「岩手・宮城ＩＬＣ推進部会」を設置、１４日に初会合を開くことを明らかにした。

  • from symmetry magazine
    11 March 2013

    超大作映画に値するタイミングで、加速器物理学者の多国籍チームは、リニアコライダー・ボードができたのと同じ週、次世代リニアコライダーに必要とされる極小サイズまで、電子ビームを収束させた。

  • from RKB News
    13 March 2013

    ILC＝国際リニアコライダーの誘致活動を強化しようと福岡県はきょう、プロジェクトチームを発足させました。

  • from Kahoku Shinpo
    3 March 2013

    達増知事は復興の象徴に国際リニアコライダー（ＩＬＣ）誘致を挙げ「岩手にとって『開国』と言えるほどの国際化になる」と話した。

■アナウンス

◇プレプリント

ARXIV PREPRINTS
  • Muon g-2 vs LHC in Supersymmetric Models
  • Unique heavy lepton signature at $e^+e^-$ linear collider with polarized beams
  • Druid, event display for the linear collider
  • Top quark mass measurements at and above threshold at CLIC
  • Forward tracking at the next \boldmath{$e^+e^-$} collider Part II: experimental challenges and detector design
  • Dark Matter and Higgs Bosons in the MSSM
  • Potential of a Linear Collider for Lepton Flavour Violation studies in the SUSY seesaw
  • $WWγ/Z$ production in the Randall-Sundrum model at LHC and CLIC
  • Modified Higgs Sectors and NLO Associated Production
■今週のイメージ

日本の国会議員、ATF2に注目

（Japanese diet members focus on ATF2）

| 21 March 2013

3月4日と18日、リニアコライダー国際研究所推進議員連盟のメンバーである12名の国会議員がKEKを視察した。彼らは、リニアコライダーの試験施設である、先端加速器試験施設（ATF）で最も長い時間費やした。KEKB加速器、Belle測定器、放射光科学研究施設も訪れた。
3月18日、リニアコライダー国際研究所建設推進議員連盟の10人のメンバーがKEKを
視察した。左から：福岡資麿議員、藤井基之議員、斉藤鉄夫議員、黄川田仁史議員、
藤谷光信議員、保利耕輔議員、小坂憲次議員、井上貴博議員、今津寛議員、
桜井宏議員。照沼信浩氏(右)がATFを案内した。
川崎稔議員(左)と主濱了議員(右)は3月4日にKEKを視察し、KEKの科学者、藤本順平
氏（中央）から説明を受けた。

投稿情報: 2013/03/27 カテゴリー: ILC NewsLine |

2013/03/13

LC NewsLine 2013年3月7日号

LC NewsLine 2013年3月7日号　[英文記事]

■ディレクターズ・コーナー

（From technology to diplomacy）

| 7 March 2013

新しいLCC理事会のメンバー(左から)：Mike Harrison氏（ILCディレクター）、山本均氏（物理・測定器ディレクター）、Steinar Stapnes氏（CLICディレクター）、Lyn Evans氏。村山斉氏（写真にはいない）(副ディレクター)。画像：LCC

この機会を利用して、Barry Barish氏をリーダーとした、非常に小さな国際共同設計チーム（GDE）の大きな成果に感謝を述べたい。GDEは技術設計報告書（TDR）を作成し、それは第三者専門委員会により好意的な評価を受けた。TDRには、詳細な経費の見積りも含まれ、それもまた第三者委員会により信頼性の高いものであると評価されている（経費評価の詳細はBarry氏のコーナーを参照）。山田作衛氏が率いた、物理・測定器研究者グループの仕事にも感謝したい。彼らは、詳細ベースライン設計（DBD）報告書とりまとめの最終段階だ。

リニアコライダー・コラボレーション（LCC）の任務は、最近提案された素粒子物理学欧州戦略の改訂版で、強く支持されている。（CERN理事会による承認はこれからだが）CLICについては、「欧州合同原子核研究機関（CERN）は、陽子-陽子と電子-陽電子高エネルギー・フロンティア加速器に重点を置いて、世界的な視野に立って加速器プロジェクトの設計研究に着手しなければならない。これらの設計研究は、世界の国立研究機関、研究所、大学との協力による、高磁場の電磁石や高加速勾配構造を含む，活発な加速器開発研究プログラムに合わせなければならない。」と記述されており、

ILCについては、「電子-陽電子(リニア)コライダー は大型ハドロンコライダー（LHC）と相補的となる重要な科学的テーマがある。リニアコライダーは、先例のない精度でヒッグス粒子と他の粒子の特性の研究が可能で、かつ、より高いエネルギーへ拡張することができる。ILCのTDRは、欧州から多くの参加を受けて完成させることができた。日本の素粒子物理学研究者グループが主導して、日本にILCを誘致しようとしていることは、大いに歓迎されるものであり、欧州のグループも参加を熱望している。欧州は、参加の可能性について議論するための、日本からの提案を待ち望んでいる」と述べられている。世界の合意を得るための次のステップは、現在進行中の「スノーマス」プロセスだ。うまくいけば、欧州戦略グループによって示されたようなILCに対する強い支持を，米国の高エネルギー物理学研究者グループから得ることができる。

LCC理事会の新しい組織ははとても身軽だ。村山斉氏は副ディレクターとして、主に政府や一般向けにILCの科学的な意義を説明する役割を果たす。Steinar Stapnes氏はCLICのディレクターを継続し、Mike Harrison氏はILCを引き継ぐ。山本均氏は物理・測定器ディレクターとして、2つの最先端の測定器を建設できるよう、物理・測定器研究者グループをまとめる困難な仕事を引き受ける。地域の代表と調整は、欧州と米州の地域委員（理事会の？）の任命によって強化される。当面は、日本からの代表は十分であると考えられる。(日本の)地域についての助言はILCプロジェクトの進展にしたがい、必要に応じて求められるだろう。

GDEは、ILCを非常に良い形で残した。コストをさらに減らすことや、実際の建設に向けた継続的な開発研究はさらに必要とされるが、活動の重点は、物質の基本的な性質を理解するための世界的な努力を進める第一級の研究所の建設への参加を政府に確信させる，外交的な運動へと移らなければならない。

レビュー中のILC TDRコスト

（ILC TDR cost under review）

| 7 March 2013

ILC国際コストレビューは英国ウィンザーのオークレー・コートで行われた。ここは1975年に映画「ロッキー・ホラー・ショー」が撮影された場所である

GDEの最終提出物である、技術設計報告書（TDR）が完成し、2012年11月にILC運営委員会（ILCSC）にドラフト版が提出された。12月に行われた技術レビューの後、2月に、米SLAC国立加速器研究所のNorbert Holtkamp氏が議長をつとめTDR ILC算定コストについての国際的なコスト・レビューが行われた。総TDR算定コストは、3つの地域サイトでの平均値として78億ILCU（1ILCU=2012年1月米ドル）であり、これに2300万人/時（3地域のサイトで平均値）の別立ての労働見積もりが加わる。国際コスト・レビューは、これらのTDR算定コストを妥当と認め、サイトを特定した建設プロジェクトとするにあたって必要なその他のコスト予測を指摘した。

ILCのような国際プロジェクトのコストを見積もることは、特に困難だがやりがいのある仕事である。このプロジェクトに関わっているのは、巨大プロジェクトの計画やコスト見積もりについて異なる伝統と慣例をもつ世界各国の共同研究グループだ。ILCのコスト算出に採用した「バリュー（価値）」方式は、いかなる特定の国や特有のシステムにも依らないが、一方で、どんなシステムとも互換性を持つものである。「バリュー」は参加者が器材を大部分「現物」で納入するようなプロジェクトを分割するうえで特に有用な概念である。世界の製造コストや賃金率は国ごとに大きく異なるからである。現地のコスト算出慣習に適合させることで、算定コストを各国のコスト算出に換算することができる。

ILC TDRの算定コストは重心系エネルギー500ギガ電子ボルト（GeV）の加速器のものだが、後のエネルギー増強を可能にするために1テラ電子ボルト（TeV）用のアイテムがいくつか含まれる。表示通貨「ILCU」は、2012年1月現在の米ドルだ。国際協力で物品・サービスを調達するために、ある国の通貨を他国の通貨とどのように関連付けるかということは、非常に重要な考慮すべき事項である。為替相場にまつわる地域毎の価格の歪みを排除するために、他の通貨からILCUへの変換は、経済協力開発機構（OECD）が発表した購買力平価（PPP）指標に基づいて行った。

TDRに記述されたように、ILC TDR算定コストはILCを建設するために必要な資源を示している。このプロジェクトは、世界中の参加国から、現金とインカインド（現物供与）の双方による拠出が行われることになると予測している。ILC TDR算定コストは、ILC計画へ現物供与での貢献を考えている各国の財政当局が、担当部分に必要な資源の性質・規模を評価できるようになっている。TDRには、コスト算定の基礎、コストを大きく左右している項目、性能とコストの妥協について詳細な情報が記載されている。これは建設前段階で価値工学や研究開発により更なるコスト最適化を行う際に有用であろう。

ILC TDRコストの算定基礎の種類で分けて図示したもの。上から、時計回りに

算定方法によって区分けした「価値」、EXFEL（ヨーロッパＸ線自由電子レーザー）での調達実績、工業界の研究、販売側のデータ、研究室の工学評価、研究室と契約者の評価。

ILC TDR算定コストは、2つの重要な部分から成る：

  • Value業者から調達するアイテムの「価値」（ILCU）。コンポーネントの価値は、主要工業国での生産価格に基づき、要求仕様を満たす適切な数量の物品の調達コストで合理的かつ最低の見積もりと定義される。
  • Labour労働力（人/時）。ここでは、労働力は「明示的な」労働力と定義される。それは協力研究所や研究機関によって提供されるか、あるいは、企業との契約により提供される場合もある。これは、コンポーネントの工業生産に際し、買い値の中に含まれている企業内での「間接的な」労働とは、区別される。

TDRで示された、ILC設計コストの総算定値は、3つの地域サイトでの平均値78億ILCU、これに、別立ての労働見積もり（3地域サイトでの平均値）2300万人時を合計したものだ。私たちはプロジェクトのこの段階で、コストの不確実性を約24%と見積もる。上記の見積もりは、コスト・レビュー委員会が提言した小さな変更を含む (編集部注：TDRドラフトでは不確実性は24%、コスト・レビューによる修正値は26%であり、変更点を含めると26%が正しい) 。 TDRのコストの章は、サブシステム毎のこれらのコストの詳細を盛りこみ、6月にTDRの一部として公開される予定だ。

国際コスト・レビュー委員会は、ILCSCから責務として課された、以下の項目に関する詳細な算定コストレビューを行った。

  • 地域通貨を共通のILC単位に換算するためのPPPの使用を含めて、TDRコスト評価に使われた方法とコスト算出ガイドラインを評価する。
  • ベースラインの500GeV加速器用の見積もりの信頼度と堅実性を、コストの不定性の算定も含めて、評価する。
  • コスト評価の質と完全性を評価する。
  • 見積もりをつくるために使用された調達や工業化のモデルを評価する。
  • 毎年必要な仕事と人的資源を考慮して、提案されたプロジェクト予定表をレビューする。
  • 将来の研究開発と価値工学において検討されるべきコスト推進要因のリストを評価する。
  • 250GeV加速器、ルミノシティ増強した500GeV加速器、1TeV加速器のコスト見積について、根底にある前提とともにコメントする。

委員会はこれらに項目につき、私たちの算定した見積もりをレビューした。結論の要約は以下のとおり。

「責務に対応し、レビュー・チームは設計とコスト見積もりの全体的な質を評価し、それが建設のために準備活動を開始して、将来の研究開発プログラムを進めるのに十分であると判断した。チームは、TDRと付帯コスト文書および補助文書の質は、プロジェクトをいかに実行するかを決定するために、参加組織や政府機関との交渉を開始するのに十分であると結論した同程度の規模の他のプロジェクト（国際熱核融合実験炉：ITER、LHC、ATLAS、CMS、アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計：ALMA、X線自由電子レーザー：XFEL、FAIR、ESS、超伝導超大型加速器：SSC）と比較して、GDEチームによって提示された文書の質は、類似したプロセスを始めるために利用された文書類の質に等しいか、それより優れている。TDRは、現段階での算定としては、その目的のための堅実な見積もりであるが、将来適切な時点で取り組まなければならない勧告のリストが相当ある」

委員会は、課された責務以上のレビューも行った。

委員会は、プロジェクトをより広範に考え、計画運営、工業設計、TDRに含まれないコスト領域についての議論も行った。委員会は特に、建設プロジェクト開始前の、建設前段階についての検討を行った。その結果として、ILC組織が、以下に挙げるような重要な領域に活動を集中するよう提言した。

コスト・レビュー委員長（Norbert Holtkamp氏）いわく、「私たちは与えられた責務だけにこだわっているわけではなかった。私たちの本当の質問は、「この施設の開始から物理成果実現へとこぎ着けるために、すべきことは何か？」ということであった。 事実、TDRは、設計/コスト見積もり/計画のレベルで止まっているのです」
  • 「建設開始準備完了につながる工業設計の次の（移行）フェーズの計画を作成する。
  • 建設開始に必要とされる、主要な提出物、活動の優先順位付け、およびマイルストーンの設定。
  • この規模のプロジェクトに相応した、活動予算および十分な人的資源の支援の要求。
  • この報告書の記述を考慮した、（人的・資金的）資源に基づいた予定表を作成し、人的資源の分配、資金需要、用地要求について再評価を行う
  • サイトを特定したエンジニアリング研究を建設開始可能なレベルへ導く。
  • 欠落している重要アイテムを入れたコスト評価と予定更新
  • 研究協力者の候補との交渉に適した暫定的なILCプロジェクト・マネジメント計画の開発

この重要なレビューは、TDRの価値コスト算出を肯定し、将来非常に役に立つ助言をしてくれた。コストと技術レビューを併せて、バンクーバーで2月21日にILCSCによる議論があり、その結果、彼らは、レビューによって推奨されたいくつかの特定の変更をすることを条件として、TDRを承認した。私たちは現在それらの変更を取り入れ、その結果、予定通り6月に発表するよう、私たちはTDRを完了するために順調に進んでいる。

Gerry Dugan氏（コーネル）の主導したGDEコスト算出活動の素晴らしい仕事に注目して筆を置きたい。Dugan氏は、活動やILCコスト・レビューを成功に導いてくれた。その結果は今TDRに取り込まれようとしている。

ILC価値コスト算出の詳細はこちら。

■カレンダー
今後のイベント
今後のスクール

■ニュース記事

  • from The Japan Times
    5 March 2013

    ILCをホストする可能性をより大きくするために、プロジェクトに関して意味のある議論がなされるよう、日本の政府はILCプロジェクト実験の利害得失について一般市民にはっきり客観的に説明しなければならない。

  • from New York Times
    5 March 2013
  • ジュネーブ近郊にあるLHCでは、2つの科学者のグループが、物理学史上最も捉えどころのない粒子に迫ろうと努力していた。
  • from symmetry magazine
    22 February 2013
  • 新しい国際組織は、LHCの継承者と考えられている77億8000万ドルの粒子加速器の開発を導く。
  • from mainichi.jp
    22 February 2013

    　宇宙誕生の謎に迫る大型実験施設「国際リニアコライダー」（ＩＬＣ）の実現を求める世界の科学者たちが２２日、国際研究を中心的に進める新たな組 織「リニアコライダー・コラボレーション」を設立した。日本を含む各国政府に建設への協力を働きかけ、施設の詳しい設計を進める。

  • from Global News
    21 February 2013
  • バンクーバー：世界最高の知性がバンクーバーで出会い、宇宙の最も深い秘密のいくつかに答える事に役立つ新しい7.78億米ドルの粒子コライダーを建設することに同意した。
  • from News 1130
    21 February 2013
  • クオーク、陽電子、ヒッグス粒子について話し始めると、大部分の人々は大変速やかに迷い道におちいる。しかし、実生活への関わりもあるのだ。実際、カナダのブリティッシュ・コロンビア大学(UBC:　University of British Columbia)のトライアンフ研究所が主催した世界中の主な高エネルギー物理学研究所のリーダーの会合では、大規模でグローバルな多国家プロジェクトが進めば、その効果として地域経済に潜在的な後押しも見込まれるとの見通しが議論された。
  • from Castanet
    21 February 2013
  • 「誰もがこのコライダーが前進することを望んでいます。そして技術の選択、あるいは、どちらがどちらといったことはあまり重要ではないと思います」と、彼は言った。「大事なことは、みなが同じ方向でボートを漕ぎはじめることなのです」

■アナウンス

2013高エネルギー物理学に関する欧州物理学会議、7月18～24日にスウェーデン、ストックホルムで開催

（2013 Europhysics Conference on High Energy Physics takes place in Stockholm, Sweden, from 18 to 24 July）

 2013高エネルギー物理学に関する欧州物理学会議は、7月18～24日にスウェーデン、ストックホルムで開催予定だ。並行セッションと全体会議セッションは、王立技術研究所（KTH）、ストックホルム大 学のAula Magnaでそれぞれ開催される。プログラムには、標準模型とそれを超えた物理、電弱対称性の破れ、ニュートリノ物理、フレーバー物理、測定器とデータ収 集系、加速器R&D、次世代施設などのセッションが盛り込まれる。7月20日の欧州戦略のアップデートの後、素粒子物理学に関するECFA‐ EPSの共同セッションも開催予定だ。2013高エネルギー物理学に関する欧州物理学会議ウェブサイトnference website を訪問するか、最初の報告書をダウンロードしてください。

ブルックヘブンのスノーマス・エネルギーフロンティア・ワークショップ

（Snowmass Energy Frontier workshop at Brookheaven）

4月3日～6日ブルックヘブンで開催されるスノーマス・エネルギー・フロンティア・ワーキンググループの合同会議の議題が、ネットで閲覧できるようになりました。（議題）。 同サイトから参加登録が可能。

スノーマス2013に論文を投稿ください

(Submit your papers for Snowmass 2013)

将来の高エネルギー物理学に関するスノーマス2013研究者グループ夏の研究会では、電子手続きによる論文投稿をお勧めします。投稿論文は特定のトピック に関するホワイト・ペーパーでもよいし、あるいは、課題となっている問題に光をあてたより技術的な貢献でもかまいません。私たちは、国際的な高エネルギー 物理学研究者グループのどなたからでも、どんなグループからでも論文の投稿を歓迎します。
…詳細

■プレプリント

ARXIV PREPRINTS
  • Dark matter within the minimal flavour violation ansatz
  • Higgs diphoton rate and mass enhancement with vector-like leptons and the scale of supersymmetry
  • Naturalness and the Status of Supersymmetry
  • Effective Field Theory Analysis of New Physics in e+e- -> W+W- at a Linear Collider
  • Further Studies of Higgs Properties at An ILC $γγ$ Collider
■今週のイメージ


画像：Marcello Pavan氏（TRIUMF）

リニアコライダー副ディレクター、村山斉氏は、「LHCは、チェリーパイとチェリーパイをぶつける加速器。たくさんのチェリーの果実とパイ生地とクリームが、四方八方に飛び散るのです。科学者が本当にみたいのはさくらんぼの種同士の衝突ですが。一方、ILCとCLICは、さくらんぼの種と種をぶつけるコライダーなのです」と、リニアコライダー・コラボレーションの始まりとなるバンクーバーのカナダトライアンフ研究所での記者会見の際に説明した。村山氏は、LHCとリニアコライダーの基本的な違いについての問いに対し「さくらんぼの種同士を投げてぶつけるのは難しいが、何が起こっているのかをはっきりと見ることができます。そして、ILCは、宇宙初期に起こったことと類似したことを再現できるのです」と説明した。物理・測定器ディレクター、山本均氏は、いったんLHCがヒッグスを発見したら、LHCがヒッグスについて達成に数年かかることを「ILCで私たちは一日ですることができるのです」と付け加えた。リニアコライダー国際推進委員会（LCB）委員長、駒宮幸男氏はILCの約80～90パーセントの衝突がヒッグスに関係したものとなると評価した。その結果、ヒッグスを見つけ、詳細に研究しやすくなる。Barry Barish氏は、ILCの新たな算定コストを作成し、会議で公開した。記者会見のビデオはこちらから ― 英語と日本語。

■今週のビデオ

モリオンのヒッグスセッション

（Higgs session at Moriond）

ビデオ: IN2P3

最新の結果が研究者グループに提示される最も中心となる物理学会議のうちの1つである、モリオン国際会議のまっ最中である。昨日（水）は、「標準模型スカラーボソン」－すなわち「LHCで発見された新しい粒子」に完全に費やされた。CMSとATLAS実験は、最新結果を提示した。どうやら、その新粒子はヒッグス粒子と呼んでも矛盾なさそうである。夏の会議には、より多くの最新の結果が得られるだろう-そして、多分ヒッグスであるとの確認も有るかもしれない？ 昨日の会議についての情報は、ウェブキャスト（IN2P3提供）から。

 

投稿情報: 2013/03/13 カテゴリー: ILC NewsLine |

2013/02/13

ILC NewsLine 2013年2月7日号

ILC NewsLine 2013年2月7日号[ 英文記事]

■ディレクターズ・コーナー

TDRのレビュー・シーズン進行中

（TDR review season is underway）

| 7 February 2013

発表を見守る、レビュー委員会のメンバー、Hans Weise氏（ドイツ電子シンクロトロン研究所：DSEY)とJohn Seeman氏（米SLAC国立加速器研究所：SLAC）。

国際共同設計チーム（GDE）の最終的な提出物は、ILCの技術設計報告書（TDR）だ。私たちは昨年11月にドラフト版のTDRを仕上げ、レビューを受けるために提出した。TDRの加速器に関する部分は、R&Dプログラムの成果と次世代プログラムで第1巻、私たちが開発したILC設計の第2巻で構成されている。TDRの設計は基準設計報告書（RDR）から始まり、コスト、性能、リスクについて最適なものとすべく、変更が続けられてきた。TDRと測定器ベースライン設計（DBD）は、さらに数名の技術専門家が追加されたILC運営員会（ILCSC）プログラム諮問委員会（PAC）により、12月13-14日に高エネルギー加速器研究機構（KEK）で開催された、技術レビューを経た。 レビューの主要な結論は、私たちがTDRで示した技術的な設計が承認されたことだ。彼らは「TDRに変更は不要である」ことを提言した。また、今後の課題となる項目を列挙した。

TDRの技術レビューの成果に非常に満足している。これは、6月に将来加速器国際委員会（ICFA）に提出予定のTDRをまとめるうえで大きなステップを意味するものだ。PACのコメントと提言はILCの次のフェーズに向けた進行中のプログラムを進めるうえで有効なものであり、願わくば、建設プロジェクトにつながると期待されるものだ。

PACの報告書は、TDRの発表説明を要約し、以下のような提言をする：

  1. PACはGDEの説明に非常に感銘を受け、TDRを支持する。以下は、今後課題とする必要がある項目についての委員会の提言である。が、しかし、PACはTDRの変更は提言しない。
  2. ATF2の衝突点の目標、37ナノメートル（nm）に向けた進展のなさが懸念される。（とは言え）既にいくつかの問題は解決されているし、現在予定されている変更点は、目標に向けた重要な進展へとつながると推察される。
  3. 超伝導高周波（SCRF）について十分な進歩があり、TDRの空洞加速勾配のセクションは正当化できる。 要求加速勾配は十分手の届く範囲にあり、いくつかの製造企業は合格している。XFELの工業化は、貴重な情報となるであろう。
  4. 日本の入力カップラーは、良い設計であり、TESLA型空洞（より小さな低温側接続フランジを備える）に適応できるよう、さらに研究を続けるべきである。
  5. マルクス・モジュレーターの運転統計をさらに上げることは有益であろう。
  6. クライストロン・クラスター・スキーム（KCS）は、いくつかの重要な問題を解決したようだが、依然として、いくつかの問題は解決されていない。
    1. システムテストの時間がもっと必要だ。
    2. 現在の低レベル高周波（LLRF）システムがKCSでうまく動作するかどうかは明らかではない。
    3. システムは、他のいかなるモードも励起させないくらい十分精度よく並べられるか？
    4. 電気系統の故障の影響については、高出力レベルによるダメージがないことを保証するよう、さらに調査が続けられなければならない。
    5. KCSのカップラーの故障は、稼働率の問題につながる可能性がある。
    6. 正しい結合率とマッチングを保証するために、大電力運転において、同軸タップオフ（CTO）の調整をどれだけ正確に達成でき、維持できるかについてはっきりしていない。
  7. 空洞チューナーの設計にはさらなる評価が必要だ。
  8. より高い加速勾配を生み出す別の空洞設計は、将来のアップグレードに貴重なものだが、現在の設計はリニアコライダーの提案に適切なものである。
  9. 1.9Kの液体ヘリウム・システムを持つことに利点はあるか？
  10. 陽電子源についてさらなるR&Dが必要なようだ。
    1. 回転ターゲットの技術設計は、確立されなければならない。超高真空に適合し、高速回転でき、そして、放射線損傷に強いものでなければならない。
    2. マッチング装置としてのフラックス・コンセントレータが実証されなければならない。
    3. 陽電子運転のための、設置と経路長調整の現実的シナリオが確立されなければならない。
  11.  ILCの全体コストは、数年前に、ダンピングリングの長さを6kmから3kmまで短くすることで削減された。ルミノシティを一定に保つために、IPにおけるビームサイズなどは減らされた。こうして、システムのいくつかの部分の許容誤差は、よりきついものになった。新たに全体的な許容誤差の研究を完了することを提言する。
  12. で、PAC会議への測定器諮問委員会（IDAG）の発表説明は、ILC測定器に関する提言を要訳したうえで、下記のPACコメントを追加している。
  13. つのILC測定器設計は、異なるL*（第一の四極磁石からIPまでの距離）を持つ。Tこれは、測定器グループによって要求されたものだ。 2つの測定器のL*が同じであれば、プッシュプル測定器設定の間の再チューニングの時間をより短縮できる。

測定器のレビューアーである、Michel Davier氏（IDAG委員長）とPaul Grannis氏

提言の大部分は、将来の研究の方向付けに役立つ類のものであるが、項目2は残されたGDEの重要作業を指し示している。 私たちがGDEで早期に設定した主要なR&D目標のうち、達成されていない唯一の目標は、ATF2で37nmの縦方向ビームサイズを実証することであった。これは、ILCの目標に相当するものである。日本で起きた地震は、およそ1年この仕事を後退させた。特記すべきこととして、PACレビュ-の直後に、ATF2は有望な結果を得た。それでもなお、私たちは、現在までの業績、および、ILCの目標を実証する将来の計画について評価するために、4月にATF-2のGDEレビューを実施する予定だ。 私は、この春のうちに、そのレビューとATF2計画について報告するつもりだ。

ILC測定器ベースライン設計（DBD）についても、このレビューで検討された。ここ数年のTDRの進展と並行し、測定器設計もまたRDR以来進展してきた。このDBDはIDAGの助言のもと進められた。IDAGは、Michel Davier氏が議長をつとめた特別なレビュー委員会であり、リサーチ・ディレクターの山田作衛氏の下に設置されたものである。PACメンバーの大部分は加速器の専門家から構成されているため、DBDのレビューはIDAGの報告書を頼りにしていた。IDAGの一般的なDBDへの評価は、以下の点を指摘した：

  • ILCの物理学上の意義は、強い説得力をもって文書化された
  •  125ギガ電子ボルト（GeV）のボソンは、大型ハドロンコライダー（LHC）の先の加速器を強く後押しするものである
  •  2つの認証された測定器コンセプトは、物理学目標を達成可能なことを証明した
  •  研究された物理プロセスの数々は、250GeVから1TeVまでの全てのILC運転領域をカバーしたものである
  •  活発なR&Dプログラムは、（DBDに記載された）測定器サブシステムが解として成立することを証明した
  •  測定器のR&Dは続けなければならない
  •  測定器設計は、ILC物理学の要求を満たした
  •  多くの結果は粒子フロー法に依っている。これは測定器設計の多くでその決定要因になっている

Davier氏は、DBDの編集がまだ必要である点、ベンチマーク反応についての結果もクロスチェックの必要があり、そして、ILDのコスト算出にはまだまだすべき作業がたくさんある点を指摘した。彼は、要求性能を達成するためにリスクが残っていないか心配した。例えば電源のパルス化（まだプロトタイプでテストされていない）および巨大ソレノイド磁石（既存のいかなる測定器ソレノイド磁石をも超える特徴をもつ）などである。

東京で開催されたTDRドラフト提出式で開かれたパネルディスカッション。左から：鈴木厚人氏、Barry Barish氏、山田作衛氏、Jon Bagger氏。

数日の集中的な技術レビューの後には、東京でドラフト版TDRの完成と提出セレモニーが開催された。午前のセッションでは、一般向けに、駒宮幸男氏（東京大学）が「素粒子物理学と国際リニアコライダーの進歩」について、Lyn Evans氏（インペリアル・カレッジ、ロンドン）が「LHCからリニアコライダーまで」というタイトルで講演を行った。 午後には、報道関係者向けに、山田作衛氏と私の講演、ドラフト版TDR提出セレモニー、村山斉氏がモデレーターをつとめる特別なパネル・ディスカッションからなる、特別セッションが設けられた。最後には、報道関係者との活発な質疑応答の時間があった。リニアコライダーに対する関心は増加し続け、そして、日本に建設される可能性は、高エネルギー物理学研究者グループを越えて多くの注目を集めている。

私たちの忙しい冬のTDRレビュー予定に関する次の目的地は、Norbert Holtkamp氏が議長をつとめる国際コストレビューで、2月にロンドンで開催される予定だ。 私たちは懸命にこのレビューの準備を行ってきた。私は次回のディレクターズ・コーナーで結果について報告するつもりだ。

■リサーチ・ディレクターズ・レポート

測定器趣意書からILC技術設計報告書まで

 （From the Letters of Intent to the ILC Technical Design Report）

| 7 February 2013

ILCの物理学と測定器活動の測定器趣意書（LOI）期間の完了が間近だ。LOI期間におけるR&D研究の成果は、詳細ベースライン設計報告（DBD）に集約され、ILCの技術設計報告書の一部として、まもなくILCSCに提出される。これは昨年12月に開催されたプログラム諮問委員会（PAC）によるレビューを受けた後、さらに磨かれ、他のTDR巻と共に発表される予定だ。その段階で、私たちの任務も完了する。

この期間は、2007年にILCSCの測定器趣意書の公募で始まった。－2007年の私の最初のRDレポートをご覧願いたい。目指したのは、ILCでの物理を追及でき、さらに、加速器・測定器インターフェースの詳細の決定に使える、2つの現実的な測定器設計の作成だった。2009年夏、2つの測定器グループ、ILDとSiDが認証された。これらのグループは、いろいろな先端測定器研究やソフトウェア開発の世界的な活動を強化し、彼らのコンセプトに沿ってそれらを統合して、調和のとれた測定器設計としてまとめた。両グループの最適化に関するガイドラインは違っていたが、どちらも期待どおりの物理測定性能に到達した。彼らは測定器要素の実現可能性を実証し、測定器の現実的な姿を取り入れたシミュレーションを用いてベンチマーク反応を生成、解析し、測定器の性能を示した。こうしたR&D研究の全ての詳細が、この報告書で説明されている。物理学編は、ILCプロジェクト全体としての物理の可能性を精査し、測定器編はその物理を追及する上での測定器の能力を提示している。詳細は前回のRDレポートを参照願いたい。

LOIプロセスのマネジメントチームは、世界的な活動をこの目標に向かって方向付け、関連グループ間で必要なコミュニケーションを図る基盤も作った。しかしながら、研究開発資金の提供は一切しなかった。LOIを提出した参加グループは、皆自分たちでR&Dに必要な資金を確保しなければならなかった。最終報告書は、科学プログラムのみならず、リソース確保のための大変な努力のたまものである。マネジメントは、こうした活動全体にわたる参加グループと個人の善意の意志に、全面的に依存した。努力のひとつひとつが高エネルギー分野の将来に役立つものではあるとは言え、何年にもわたって、しかも困難なときもあった中で、活動を継続するのは簡単なことではなかった。マネジメントチームは、継続して努力してくれた全ての参加メンバーに深く感謝している。

私たちは、全期間を通じて、Michel Davier氏が議長をつとめる国際測定器諮問グループ（IDAG）から、貴重な助言を受け、非常に助けられた。IDAGはLOIの認証において、厳しい評価を行った。評価後は、IDAGは目標に向けた全ての物理と測定器活動の監視を続けた。DBDに関しても、私たちはその計画段階から最終ドラフト執筆まで、全体を通じて、詳細かつ生産的な助言を受けた。IDAGの大部分のメンバーは、ILC研究分野以外で活躍する経験豊かな物理学者であり、彼ら自身の仕事にも忙しい人たちだ。私たちは、しばしば膨大な量の資料を、短い期間で検討してもらうべく手渡した。タイトなスケジュールの中、あらゆるキーポイントを指摘する丁寧な助言をもらえたことに、心から感謝する。

もちろん、加速器の研究者たちとの、特に国際共同設計チーム（GDE）との、密接なコミュニケーションと協力は、我々が任務を遂行する上で不可欠なものだった。とりわけILCウェブサイトや会議ツールのような、GDEが準備してくれた全ての基盤を私たちも使うことができ、これでスムーズに意見交換し、専門家である、Maura Barone氏の助けを借りて記録を残すこともできた。これらを惜しみなく提供してくれたBarry Barish氏に感謝を申し上げたい。加速器測定器インターフェース協議の定常的なチャネルの他に、例えば、ストローマンベースライン2009（SB2009）版の加速器仕様パラメータについて、突っ込んだ議論があった。最終的に、これらは全て合意に至った。しかし、しばしば、研究者グループの規模の大きさや多様性のために、私たちは、素早く対処することができなかったこともある。そんな場合には、加速器研究者の辛抱強さに助けられた。

今回がILC Newslineの記事を執筆する最後の機会となるので、私は物理と測定器マネジメントの同僚たちに感謝を述べたい。北米のJim Brau氏、欧州のFrancois Richard氏と後のJuan Fuster氏、アジアの山本均氏ら、３地域のコンタクトパーソンの支援と協力は、与えられた任務を全うする上で、根本的に重要だった。実際のところ、彼らなしでは私はスタートすることすらできなかっただろう。物理・実験委員会のメンバーは多くの決定を行い、共通作業グループと他のワーキンググループの全メンバーは多くの実務作業を担当した。そして、実際に彼らの貢献すべてがあって、ここまで活動が進展したのであり、大層感謝している。

最後になってしまったが、私たちがいろいろな場合に作ったギャップを、広報のプロとして埋めてくれた、コミュニケータの支援には、常に感謝してきた。

最終報告書は、はっきりしたマイルストーン通過を示すものだ。つまり、研究者グループが基本設計フェーズを経て、次の段階では、建設を構想し、更なるエンジニアリング研究を含むような、さらに進んだ設計に進む準備ができていることを示している。まもなく、次の新組織がプロジェクトを推し進めることになる。現在のマネジメントチームも、円滑な移行のため、もうしばらくの間とどまる。研究者グループが期待する如く、新しい組織がILCの実現に向けて着実に前進し、物理と測定器活動を促進してくれることを願っている。

[英文記事］

■世界の各地より

黒川眞一氏、中国国際科学技術協力賞を受賞

（Shin-ichi Kurokawa awarded Chinese top prize）

| 7 February 2013

中国政府は、2013年1月18日に中国国際科学技術協力賞を日本のKEK名誉教授であり、Cosylab副社長の黒川眞一氏に授与することを発表した。

Liu Yandong国務院審議官と黒川眞一氏（画像：Qiu Huasheng、CAS）

2011年に中国科学院国際科学技術協力賞、2012年に中華人民共和国友誼賞を受賞した黒川氏は今回、中国の加速器科学発展への多大なる貢献と努力が認められ、中華人民共和国国際科学技術協力賞を受賞した。

中国国際科学技術協力賞は、1994年に中国国務院が設立。国務院の科学技術賞の規定によると、主に中国の科学技術事業に重要な貢献を果たした外国人、あるいは外国団体に授与される賞だ。毎年受賞者数は10人（団体）未満。今年は、4カ国、5名の外国の科学者が受賞した（日本1名、米国2名、デンマーク1名、カナダ1名）。

黒川氏は、ILCの推進にも尽力した人物だ。彼は、2004-2006年にはアジア地域次世代加速器推進委員会（ACFA）の議長、2005-2007年にはILC運営委員会（ILCSC）の議長、2007-2010年にはアジアリニアコライダー運営委員会（ALCSC）の議長をつとめた。

「黒川教授が中国国際科学技術協力賞を受賞したと聞いて、友人として、そしてアジアリニアコライダー運営委員会議長の後継者として非常に嬉しく思います。賞は業績は言うに及ばず、偉大な精神や人類への貢献、平和ヘの貢献全般に与えられたもので、それこそが科学技術の発展の真の価値なのです」と、このたび発足するリニアコライダー国際推進委員会のメンバーであり、アジアリニアコライダー運営委員会の議長、北京にある中国科学院高能物理学研究所（IHEP）のILCグループの主任研究員である、Gao Jie氏は語った。

黒川氏は1945年6月生まれの、世界的に有名な素粒子加速器の専門家だ。いくつかの国際加速器科学委員会の議長をつとめ、2011年に素粒子加速器分野で最高の国際的な賞である、ロルフ・ヴィデレー賞を受賞した。また、素粒子加速器の分野で、日本学術振興会と中国科学院の間での連携協力を立ち上げ、日本側のコーディネータをつとめた。黒川氏は、2国間での人的交流や共同研究の推進に尽力した。

1980年代以来、黒川氏はIHEP、上海応用物理研究所、清華大学、北京大学、中国科学技術大学やその他の中国の研究機関とともに活発に共同研究を推進すべく、中国を60回以上訪れた。また、IHEPの北京電子陽電子コライダー（BEPC）のBEPCIIへのアップグレードを支援したり、中国にKEKB加速器で使用された超伝導加速技術を伝えたりもした。BEPC IIの加速器諮問員会のメンバーもつとめ、多くの価値あるコメントと提案を行った。黒川氏は、中国が大規模加速器施設建設を進め、そして、世界に通用するレベルに追いつくうえで重要な貢献をした。

「3つも賞をいただき、大変光栄です。これらの賞は私に限らず、加速器分野における中日協調を熱意を持って続けてきた全ての中国人と日本人ものです」と、黒川氏。「私たちはいい友達です。中日間の協調は、私たちの友好と私たちが築いてきた地盤を基にさらに強化されると完全に確信しています」

日本の文科大臣、定例記者会見で、ILCについて言及

（Japanese science minister mentions ILC in press conference）

| 7 February 2013

下村博文文科大臣は、1月１８日（金）の定例記者会見で、日本政府のILCに対する立場に関する記者の質問に答え、ILC誘致可能性について言及した。

下村氏は、ILC建設候補のひとつである東北地方の地方自治体および経済団体からすでに３回のILC誘致に関する要望を受けていること、またもうひとつの建設候補地である九州からの代表団の訪問予定があることを述べた。「ILCは非常に大きなプロジェクトであり、日本一国で実現できるものではない。関係各国との協力を進め、できれば日本に誘致したい」と述べた。

下村氏は、2013年上半期にも建設コストの分担等の議論を関係各国と開始したい意向を表明した。

■カレンダー

今後の会議、ミーティング、ワークショップ
今後のスクール

■ニュース記事

  • from NHK
    6 February 2013

    日本が新たな「科学技術立国」を目指す契機になるのか、ＩＬＣ計画の全容と、誘致活動の現状に迫る。(Will the ILC be the opportunity for Japan to become true scientific and technological powerhouse? Introducing the ILC project and the activities to invite it to Japan)

  • from Iwate Nippo
    5 February 2013

    岩手大（藤井克己学長）は、本県の北上山地（北上高地）に誘致を目指す超大型加速器・国際リニアコライダー（ＩＬＣ）計画の支援に向け、学内に「岩 手大学ＩＬＣ推進会議」を設置する。(Iwate University will set up a body to support the activities to promote ILC project)

  • from Mainichi Shinbun
    5 February 2013

    宇宙誕生の謎に迫る素粒子分野の国際研究施設「国際リニアコライダー（ＩＬＣ）」を福岡、佐賀両県にまたがる脊振（せふり）山地に誘致しようと、両 県と九州の経済団体、九州大などが推進協議会を今年度内にも設立する計画が分かった。(Saga, and Fukuoka prefectures, economic groups in Kyushu area and Kyushu University will set up a new association aiming for inviting the ILC to Sehuri mountain.)

  • from Kahoku Shinpo
    2 Feb 2013

    超大型の線形加速器「国際リニアコライダー（ＩＬＣ）」の誘致を目指し、東北大と岩手県が３月、国内候補地の一つとなっている岩手県南部の北上山地 で、活断層の有無を確かめる調査を実施することが１日、分かった。(Tohoku University and Iwate prefecture will start the investigation on active fault around Kitakami area, one of the ILC candidate sites)

  • from Symmetry Magazine
    1 February 2013

    他の高優先度事項には、将来加速器のための開発研究、日本で建設されるかもしれない提案中の国際リニアコライダーへの参加の可能性、そして、ヨーロッパ地域内の実験、または、米国あるいは日本の計画への参加を含むニュートリノ研究プログラムが含まれる。

  • from Phys.org
    23 January 2013

    科学者は、初めて、大きな科学的発見の発表の前、その間、そしてその後にソーシャル・メディアがどのように振る舞うのか、世界的視野でその運動力学を分析することに成功した。

  • from Frankfurter Allgemeine Zeitung Blog
    23 January 2013

    Während sich das Design für den ILC in einem technisch bereits fortgeschrittenen Stadium befindet und im Prinzip schon bald realisiert werden könnte, ist zur Ausarbeitung der CLIC Technologie, die am Cern stattfindet, noch einiges an Entwicklung notwendig.

■アナウンス

ILC詳細ベースライン設計報告書（DBD）への署名をお願いします

（You can still sign the ILC Detailed Baseline Design report）

署名キャンペーンは、2月15日に終了します。DBDへの署名は、あなたの正式な関与の約束を意味するものでは無いことにご注意ください。これは、特定の測定器設計への関与の意思表明でも、他のコライダー・プログラムを超えてILCへの特別な支援を意味するものでもありません。


招待状
DBDへの署名

お疲れさまILC NewsLine、よろしくLC NewsLine！

（Goodbye ILC NewsLine, hello LC NewsLine!）

読者のみなさま、

今号がILC NewsLineの最後号になります。（ほぼ）8年間にわたり、国際リニアコライダーというビッグサイエンス・アドベンチャーの技術的、政治的進展や、人間模様などのニュースをお届けしてきました。お楽しみいただけましたでしょうか。しかし、定期購読をやめて、新たに木曜日のニュースを探す必要はありません。2月21日（木）に、LC NewsLineの創刊号を発行します。GDEからリニアコライダー・コラボレーションへの組織変更にともない、LC NewsLineではILCとCLIC両方のニュースと研究開発、測定器R&Dにおける進歩についての最新情報を取り上げ、ディレクターズ・コーナーではマネジメントの見解を示して参ります。2週間後、LC NewsLineでお会いしましょう！

NewsLineチーム

■プレプリント
ARXIV PREPRINTS
  • Measuring Forward-Backward Asymmetry of $t\bar t$ and $b\bar b$ at Electron-Positron Colliders
  • Test Results of Tesla-Style Cryomodules at Fermilab
  • Burgeoning the Higgs mass to 125 GeV through messenger-matter interactions in GMSB models
  • CPT analysis with top physics
  • Status and Plans for a Superconducting RF Accelerator Test Facility at Fermilab
  • Neutrino textures and charged lepton flavour violation in light of theta13, MEG and LHC data
  • Mechanical Design of a High Energy Beam Absorber for the Advanced Superconducting Test Accelerator (ASTA) at Fermilab
  • Cavity beam position monitor system for the Accelerator Test Facility 2

 

投稿情報: 2013/02/13 カテゴリー: ILC NewsLine |

2013/01/30

ILC NewsLine 2013年1月24日号

ILC NewsLine 2013年1月24日号[英文記事］

■世界の各地より

ILC超伝導高周波技術のアジアでの共同研究

（Asian collaboration on ILC superconducting radiofrequency technologies）

| 24 January 2013

新年の鐘がまだ鳴りやまぬ、2013年1月7-8日、中国と日本の物理学者は中国・北京の中国科学院高能物理研究所（IHEP）で開催された、第5回IHEP-KEK（高エネルギー加速器研究機構）超伝導高周波（SRF）に関する1.3GHz技術共同研究ミーティングに集まった。参加したのはKEKから6名、IHEPからほぼ20名の高エネルギー加速器の専門家ら。

第5回IHEP-KEK SRFに関する1.3GHz技術共同研究ミーティングの参加者（写真提供：IHEP）

この会議は、次世代リニアコライダー国際推進委員会のメンバーでアジアリニアコライダー運営委員会議長、IHEPのILCグループの主任研究員であるJie Gao氏と、ILC運営委員会のメンバーで国際共同設計チーム（GDE）のアジア地域ディレクターである横谷馨氏が共同議長をつとめた。

「今回のミーティングでは、1.3GHz SRF技術に関するIHEP-KEK共同研究の進歩についてレビューを実施すること、ILC超伝導直線加速器に関する将来の共同研究の推進すること、国際協力を通してILCプロジェクトの正式な建設に向けた準備を進めることが目的でした」と、Gao氏は語った。

会議中、KEKとIHEPの専門家による、1.3-GHz SRF技術共同研究の進歩、そして次の共同研究計画案についてレビューする10の講演が行われた。KEKの科学者と産業界の協力者による6年間の研究開発は、TESLA型9セル空洞90%の性能歩留まりで、平均35MV/mの加速勾配を産業界で達成するという、満足な結果へとつながった。これはILCプロジェクトの技術設計仕様を満たすものだ。KEKでは、40MeVの超伝導線型加速器を開発し、電子ビームとレーザー光の衝突実験に成功した。4台の9セル空洞はSTFフェーズ1のテストに合格した。そして、8台の9セル空洞（そのうち4台は、KEK と共同で試験される為、米フェルミ国立加速器研究所（FNAL）とドイツ電子シンクロトロン研究所（DESY）で制作されたものだ）はS1グローバル実験での試験に成功した。

これらの実績に基づき、KEKは26台の新しい9セル超伝導空洞の開発・運転を行う800MeV試験設備を建設する予定だ。これは、STFフェーズ2と呼ばれる。KEKは、空洞の研摩加工と電子ビーム溶接についての研究を行うための超伝導空洞の先進製造センターの建設も行った。こうした活動は、コスト削減、製造効率の改善、技術移転と将来の大量生産の足場を固めるうえで役立つことは確実であろう。

 IHEPの技術革新予算によって、1.3GHzの超伝導加速ユニットの重要プロジェクトは、大きな進歩をとげた。全ての主要R&Dが完了し、現在試験中だ。この中には、大結晶粒塊低損失9-セル超伝導空洞、大電力入力カップラー、チューナー、LLRF、クライオモジュールなどが含まれる。全体の組立は2013年、テストは2014年に実施予定だ。これは中国で開発されたはじめてのILC超伝導直線加速器の試験機である。中国におけるILCのR&DとXFELとERLプロジェクトの主要な技術研究にとって大変重要だ。

IHEPのILCグループは、KEKで行なわれたTESLA型1.3GHz 9セル超伝導空洞のR&Dに参加した。ミーティングでは、キーコンポーネントのR&D問題について意見交換を行い、今年KEKで行われるIHEP 1.3GHzの大電力入力カプラとTESLA型9セル空洞のテストのための協定について話合った。研究者らは、ILC SRF技術の将来の協調、そして、1.3GHzの9-セル空洞とクライオスタットの工業化の推進においてコンセンサスに達した。

横谷馨氏は「ILC技術設計報告書のドラフトは完成しました。コスト見積の章が盛り込まれた最終版は2013年6月に公開予定です。新しい監視委員会である、新リニアコライダー国際推進委員会の下の新しいリニアコライダー共同研究グループのディレクターには、Lyn Evans氏が任命されました。今後3～5年間、はILCプロジェクトの建設サイトの選択が主な任務となります。日本は今ILCプロジェクトのホスト国候補として注目を集めています。アジアの隣国として、日本と中国は、ILCプロジェクトのR&Dと建設においてより活発な役割を演じなければなりません」と述べて会議を締めくくった

[英文記事]

リニアコライダー用DEPFETアクティブ・ピクセル検出器

（DEPFET active pixel detectors for the linear collider）

共同研究グループを代表してMarcel Vos氏の報告

24 January 2013

図1：センサーを通過する最小電離粒子に対する応答信号（ドレイン電流）。結果を検出器の厚みで規格化し、期待されるゲインに対してプロットしたもの。

欧州合同原子核研究機関（CERN）の大型電子陽電子コライダー（LEP）の実験の測定器の最内層で、荷電粒子の飛跡検出用の半導体素子が、高エネルギー物理学におけるその有効性を立証した。荷電粒子の生成点に関する正確な情報を提供したのである。それらのシリコン・マイクロストリップ検出器は、幅の狭いストリップにセグメント化された薄い逆バイアスをかけたpn接合から構成されている。それらのストリップは、各々、読出しASIC上に実装された増幅器とアナログ・ディジタル変換器により読み出される。シリコン技術の進歩に後押しされた急速な進化を経て、今日、これらの検出器は、事実上あらゆるコライダー実験の中心に位置することとなった。LHCb、ATLAS、CMBにおいては、最大200平方メートルもの面積にわたり、これらのシリコン検出器を備えるにいたっている。ATLAS、ALICE、CMS飛跡検出システムの最内層では、粒子密度が最大となるため、マイクロストリップ検出器で達成可能な細密度を上回る細密度を必要とする。したがって、pn接合は、一辺100ミクロンオーダーの小さな長方形のピクセルへとさらに分割されている。

これら半導体検出器R&Dの目覚しい成果にもかかわらず、LHCに設置されている最高水準の装置であっても、次世代の電子-陽電子リニアコライダー実験の必要条件を満たすことはできない。リニアコライダー加速器が可能にする精密物理を実行するためには、検出器の物質量を、LHCで使われている検出器より一桁減らさなければならないのだ。つまり、その厚さをおよそ10分の1に下げる必要があるということだ。いくつかの他の仕様（特に空間分解能）も、LHCよりも厳しい。言うなれば、重量はわずか200キログラムだが、最高速度はより速く、従来の車と同等の行動半径と安全性を持った車を開発するに匹敵するチャレンジだ。さらに、もう一つ難点がある。薄いシリコンセンサーは微小な信号（1ミクロンにつき電子80個）しか生み出さない。しかも、ノイズ特性はバックプレーンとの電気容量が増加することで悪化する。ここに至って、従来型の検出器コンセプトは行く手を阻む高い壁にぶちあたる。先に進むには、新たなアイデアが要求されるのだ。

図2：薄い、自立支持型DEPFETラダー(はしご状)構造サンプルの写真

いくつかのグループが ― 原理的には ― この難問に対処可能な新たな検出器コンセプトを提案している。要求される物質量低減の鍵は、センサー部分の有感物質と読出し信号処理回路の集積化を進めることだ。DEPFETコンセプトは、従来読み出し信号処理回路の一部であった増幅回路（「FET」）を、完全に空乏化した（DEPFETの「DEP」）高電気抵抗率、測定器級シリコン、すなわち従来検出器の製作に用いられてきたのとまさに同品質のシリコンに組み込む。かくして、センサーはアクティブになる。電離粒子による微小信号は、その場で増幅されるのだ。図4(原文は図１と誤記)は、現実的なDEPFETセンサーのプロトタイプの増幅段が、極薄のシリコン層から、どのように快適な信号-センサー物質厚1ミクロンにつき80個の電子という数字とは対照的に何十ナノアンペアもの信号-を抽出するのを可能とするかを示したものだ。

リニアコライダーのDEPFET R&D共同研究グループは、TESLA提案（2004年）の時点で生まれた。極小DEPFET構造のマトリックスは、リニアコライダー実験のバーテックス検出器に課された非常に厳しい必要条件を満たすアクティブ・ピクセル検出器を可能とする。いくつかのグループがTESLA実験のための実証器準備活動に参加することに決めた。プロトタイプ・センサーとフロント・エンドASICSが設計され、検出器支持構造コンセプトが考案され開発された。

初期のDEPFETプロトタイプの結果は非常に有望視されていた。しかし、残念なことに、TESLAは実現しなかった。2006年までには、既に優れた解決策が開発されていた。が、それを適用すべき問題がなかなか見つからなかったのだ。LCに特化した検出器R&Dプロジェクトには逆境が続いた。厳しい予算削減によって、多くの有望な検出器コンセプトが電子陽電子リニアコライダー以外の応用を探さざるを得なくなった。実物大のデモ用モデルを実現するための十分な予算を確保するにはそれしかなかったのだ。DEPFETは、日本のKEKのBファクトリーの増強計画（SuperKEKB）の測定器であるBelle IIにその活路を見いだした。SuperKEKBは日本政府に承認され、DEPFETはバーテックス検出器のベースライン技術に選ばれた。この新たな挑戦を受け入れたことで、共同研究グループには新メンバーが流入し、また、DEPFET技術成熟に必要な予算も確保できたのだ。厳しい予算環境がもたらすプラスの副作用の例は、これが唯一ではない－LC主導の検出器R&Dから得られるスピンオフについてはMarcel Demarteau氏の報告書を参照してほしい。

共同研究グループが2015年のBelle II測定器設置に間に合わせようと注力する一方で、リニアコライダーに特化した活動は、前面から背景へと移った。幸いにも、実験はかなり類似しており、そして、Belle IIのための新たな開発の多くの部分がリニアコライダーとも関連している。両プロジェクトは、バーテックス検出器に対する主要課題を共有する。 50-75ミクロンまで検出器の厚さを減らすことができれば大変効果があるのだ。物質量の厳しい制限を重要視する点においては、実際にはBelleIIの場合の方がより要求が厳しいかもしれない。そこでは、大部分の粒子が非常に低運動量（数百MeV）で、従って、最も薄いセンサーでさえもその軌道をゆがめてしまうからだ。

図3：ILC用設計の場合の検出器ラダーの物質量を、放射長を単位に、構成要素ごとにその寄与を示した内訳。

両実験の相乗効果の好例がDEPFETの自立支持式オール・シリコン・ラダー・コンセプトである。これは、最初にTESLA向けに提案され、Belle IIによって採用されたものだ。サンプル画像を図2で示す。センサーの有感領域の物質は、75ミクロンまで減らされている。端部周辺のより厚い領域のおかげで、ラダーは優れた力学的特性を持ち、外部支持構造が不要になるのだ。こうして、Belle IIラダーの物質量は、シリコン・フレーム、金属層、バンプボンド、動作制御用ASICを含めて、放射長で0.21%まで減らされるのだ。

詳細な有限要素法シミュレーションが、超薄肉シリコンラダーの熱特性を予測すべく準備された。私たちは、さらにBelle IIバーテックス検出器のモックアップに実機のセンサーと力学的に等価な偽のセンサーを装着した。そのモックアップ構造は、実際的条件で強制空冷を適用した際のセンサーの温度分布を調べるのに用いられた。図3のような測定（編集部注：この図は温度分布とは無関係と思われる。原文の誤記の可能性あり）は、有限要素モデルの綿密な評価を可能とした。この実地経験によって、強制空冷に全面的に依拠した冷却コンセプトの実用性に対する自信を大いに深めた。

これらの新しいツールと完全に工学設計されたプロトタイプ製作で積まれた経験をもとに、リニアコライダー用に完全に工学設計されたDEPFETラダーがどの程度までその必要条件を満たすか評価することは、比較的容易なことである。前例にこだわること：私たちは、今や、これまで経験に基づいてなされてきた推測を、Belle II用開発で培われたずっと信頼できる物質量予測に置き換えることができる。図3に結果を示す。これは、LC用設計の場合に、ラダー領域について物質量の平均値をラダーの構成要素ごとに内訳を示したものだ。物質量の総和は、放射長を単位にして0.15 %だ。同様に、LCバーテックス検出器の性能の多くの他の側面においても、より正確な外挿が可能だ。ようするに、これが原子核科学のIEEE会議における最近の私たちの論文の中身だ。

図4：垂直入射した荷電粒子による信号。統合された増幅段の後のDEPFETドレイン電流は、ナノアンペア単位(原文はピコアンペアの誤表記)で表され、検出器の厚さ（ミクロン単位）に規格化してある。マーカーの違いは、異なる検出器設計に対応。

その論文で報告された最も重要な特筆すべき成果は、おそらく、読出しおよび動作制御用ASICの最終設計プロトタイプを備えた薄い（50ミクロン）DEPFETセンサーの運転実績だろう。達成された読出し速度を外挿すると、現在の方式でILCの要求を満たせることが分かる。この巻きあげシャッター方式で、読み出し速度を2～4倍に上げることができる。そして、それはILC運転に適合するものである。しかし、CLICでの単一バンチ・タイムスタンピングは、バンチがナノ秒につき二度交差するので、現在のところ不可能だ。いくつかのそのような読出しモジュールが、CERNのSPSからの運動量120GeVの荷電パイ中間子ビームにあてられた。50ミクロン厚のシリコンで集められた最小電離粒子による信号の分布（図１：原文から訂正）は、薄いセンサーに対する理論から期待される、はっきりしたランダウ揺らぎを示している。測定された空間分解能の値は、20×20μm2ピクセルの厚型DEPFETの場合の1ミクロンとBelle II仕様センサーの場合の8ミクロンの間であった。検出器応答の詳細モデルは、ピクセルサイズ20～75ミクロンの検出器のテストビーム・データで検証され、それを使って、垂直入射最小電離粒子に対して3-4ミクロン、そして、斜め入射の場合にはそれより若干よい空間分解能が予測された。

 工学的に完成されたバーテックス検出器設計の開発を通して積み重ねてきた経験を経て、私たちは、超肉薄、自立支持型DEPFETアクティブ・ピクセル検出器が、非常に厳しい物質量制限の下での精密空間点位置測定実現への有望な道筋であるとの自信を益々深めるにいたった。DEPFET技術は、次世代の電子-陽電子リニアコライダーのバーテックス検出器の厳しい必要条件を満たす確かな候補なのである。2015年のBelle IIへのDEPFET検出器の設置は、完成された検出器コンセプトの実証となると期待している。

■ディレクターズ・コーナー

2013年：ヘビ年、あるいは「もしも」

（2013: The year of the snake or the “What if?”）

| 24 January 2013

役員会のメンバーであるEwan Paterson氏は、ILCのコスト関連の「もしも」について考える。画像：Evelyn Steinbrück氏（DESY）

私たちは、ほぼ完成版の技術設計報告書（TDR）のドラフトを手に2013年をスタートした。ILCのコスト見積については、詳細な検討が行われようとしているところで、国際リニアコライダー運営委員会（ILCSC）と国際共同設計チーム（GDE）は、新組織「リニアコライダー・コラボレーション（ディレクターLyn Evans氏））と、新しい監視組織「リニアコライダー国際推進委員会（委員長：駒宮幸男氏）」に、ILCプログラムの指導権を受け渡す予定だ。それでは、2013年以降、どんなことが起きるのだろうか？

私たちは、各国政府と関連組織がTDRを検討し、世界的な共同研究とプロジェクトにおける役割について分析してくれることを望んでいる。まず、 各国の政府に報告できるよう、複数の新グループに対してTDRの検討が依頼されるであろうことが予想できる。.この再検討は、たくさんの既知の、「もしもこうであったら？」という問いや、新たに出てくる問いへとつながるだろう。私にとっての2013年は『「もしも？」の年』だ。

それらの問題のいくつかはありふれたものだ。例えば「平均加速勾配を下げたらどうなる？」あるいは、超伝導RF加速技術にかなりの進歩があったことから「平均加速勾配を上げたらどうなる？」  じきに尋ねられるに違いない、より複雑な質問は、「ILCの建設と運転を、ヒッグスの質量の二倍のエネルギー、つまり250ギガ電子ボルト（GeV）から始めるとどうなる？」というものだろう。

 ILCの建設・運転スケジュールには考えらうるいくつかの選択肢がある。ヒッグスの質量において、また、500GeVのベースライン・エネルギーにつながる、より高いエネルギーにおいて、求められる物理プログラムを実施するための現実的なスケジュールを計画しなければならない。これらはまた、いろいろな加速器建設工程と合わせて検討される必要がある。

選択肢のひとつは、500GeV用のトンネル施設を全て建設した上で、250GeV運転に必要な加速器だけを設置する、というものだ。もう一つは、第一段階には必要最小限のトンネル施設のみを建設、後に全施設を完成させる。しかし、後者のオプションで短くなるトンネル長はわずか30%に過ぎないことが分かった。インジェクタ・ダンピングリング・ビーム収束系からなる中心領域はすべて、どのシナリオにおいても必要になるからだ。建設工期についても、２つの建設オプションであまり変わりがないことにも多くの人々が驚いている。山岳サイトの線型加速器トンネルは、いくつかの区画に分けて並行建設されるためである。わたしは、継続的に地下工事を行うことを支持しており、それを明言している。建設の中断・再開は、コストが高くつき、かつ進行中の物理研究の妨害にもなり得ると思うからだ。数年のヒッグス研究の後に何がILC物理研究のホットな話題になるかは今知ることができない。したがって、最初から全ベースライン施設を使えるようにしておくことにより、最大限の柔軟性を持つことが必要であると考えている。もっと言えば、500GeVベースラインILC（つまりトンネルも加速器も）を始めから全部作るというのが、私の第一希望だ。－でも「もしも？」

■特集記事

詳細ベースライン設計報告書に署名してください。

（Become a signatory of the Detailed Baseline Design report）

24 January 2013

みなさま

現在ほぼ最終版となっている，ILC測定器の詳細ベースライン設計（DBD）報告書への署名にご協力ください。DBDは、ILC測定器趣意書以来の開発研究の成果をまとめたものです。その内容は、非常に多くの協力者の貢献を反映しています。現在このアドレスで研究者に草稿が公開されています。

この草稿は、国際測定器諮問委員会（IDAG）とILCプロジェクト諮問委員会により行われた最近のレビューを経て軽微な改訂を行っていますが、ほぼ最終版です。

署名者のリストは、報告書に盛り込まれます。私どもは、どのような形であれ、これまでに貢献してくれた方々、あるいは次の段階の活動に参加したい方々の名前を含めたいと思っています。さらに世界のILC活動推進を支援してくれる人の名前も入れたいと思います。私どもは皆様が、ILCに関心のある研究者として草稿を検討しまた、署名してくださることを歓迎します。

DBDへの署名は、あなたの正式な関与を意味するものでは無いことにご注意ください。これは、特定の測定器設計への関与を示すわけでも、他のコライダー・プログラムを超えてILCへの特別な支援を意味するものでもありません。

できるだけ早く、1月末までには署名をお願いします。

最終的な編集作業を経て、DBDはILC技術設計報告書（TDR）の1巻となります。加速器/物理学/測定器全てを含めた署名者リストは、各巻に掲載されることになっています。

DBD編集グループ(Ties Behnke、James Brau、Phillip Burrows、Juan Fuster、Michael Peskin、Marcel Stanitzki、 杉本康弘、山田作衛、山本均）

■カレンダー
今後の会議、ミーティング、ワークショップ
今後のスクール

■ニュース記事

  • from New Scientist
    21 January 2013

    ヒッグス粒子の発見が熱く期待され、そしてついに発表された2012年7月初旬の日々を懐かしく思っておられる皆様、今Twitter上のヒッグス関連トラフィックの分析のおかげで、あのスリルに富んだ経験を再現することができます。

  • from Saga shinbun
    19 January 2013

    「国際リニアコライダー」（ＩＬＣ）計画で、九州経済連合会（九経連）の松尾新吾会長は１８日、候補地の一つとなっている脊振山地への誘致推進組織 を立ち上げる考えを示した。

  • from Iwate Nippo
    19 January 2013

    超大型加速器・国際リニアコライダー（ＩＬＣ）について、下村博文文部科学相は１８日の閣議後会見で「わが国としては、ぜひ日本国内に誘致したい」 と明言した。今年前半に欧米などの関係各国に資金協力や連携について働き掛ける予定。「政府として今年前半に積極的に関係国に働き掛けながら、今後の準備 計画を考えたい」とした。

  • from Iwate Nippo
    16 January 2013

    達増知事らによると下村文科相は国内誘致について、今年前半に欧米の関係国に政府間協議を呼び掛ける考えを示した。

  • from Kahoku Shinpo
    17 January 2013

    東北経済連合会は１６日、安倍政権に対して東日本大震災からの復興の加速を求める要望書をまとめた。国際プロジェクトとして建設される超大型加速器 「国際リニアコライダー（ＩＬＣ）」の岩手県南の北上山地への誘致支援なども求めることとした。

  • from Kahoku Shinpo
    13 January 2013

    青森、岩手、宮城、福島の４県は合同で、東日本大震災からの復旧、復興に向けた財政措置などを求める要望書を１５日、安倍晋三首相に提出する。国際 プロジェクトで建設される超大型加速器「国際リニアコライダー（ＩＬＣ）」の東北誘致も求める。

  • from Kahoku Shinpo
    10 January 2013

    達増拓也岩手県知事は８日、下村博文文部科学相を訪れ、科学者らが建設を目指している次世代加速器「国際リニアコライダー（ＩＬＣ）」について、 「東日本 全体の復興の象徴として、国家プロジェクト、国際協力事業としてぜひ進めていただきたい」と岩手県・北上山地への誘致に協力を求めた

  • from Iwate Nippo
    10 January 2013

    達増知事は８日、東京・永田町の自民党本部と各省で、震災復興や２０１３年度政府予算編成、国際リニアコライダー（ＩＬＣ）の誘致などについて要望 活動を行った。

  • from Japan Times
    9 January 2013

    （ヒッグスらしい新粒子）発見を踏まえ、全長31kmの高エネルギー加速器国際リニアコライダーの設計仕様が完成した。ILCは、宇宙についての人間の知識を広げることが期待されている。日本は、候補サイトを選び、ILCプロジェクトの誘致を検討すべきだ。

■アナウンス

詳細ベースライン設計報告書に署名してください。

（Become a signatory of the Detailed Baseline Design report）

現在ほぼ最終版となっている，ILC測定器の詳細ベースライン設計（DBD）報告書への署名にご協力ください。DBDは、ILC測定器趣意書以来の開発研究の成果をまとめたものです。その内容は、非常に多くの協力者の貢献を反映しています。現在このアドレスで研究者に草稿が公開されています。

2013年欧州高エネルギー物理スクール

 （2013 European School of High-Energy Physics）

2013年の欧州高エネルギー物理スクールは、6月5日～18日までハンガリーで開催予定です。詳細はこちらから。

応募の締め切りは2013年2月15日。講義は、実験素粒子物理学の博士号取得に向け研究を行っている学生に適したレベルで、素粒子物理学の話題の幅広い範囲をカバーします。開発途上国からの１～２人の学生は、財政援助が得られる可能性があります。

ハンブルグで開催のECFA-LC 2013の参加登録をお願いします

 （Register now for ECFA-LC 2013 in Hamburg）

次回のECFAリニアコライダーワークショップ（ECFA-LC2013）はドイツ・ハンブルグのDESYで、5月27日～31日の会期で開催予定です。これは、リニアコライダー共同研究（LCC）立ち上げ後の初のワークショップとなります。この研究会は，次世代の高エネルギー電子―陽電子コライダーの可能性を，特にLHCから得られた最新の結果の点から議論します。また，測定器及び，ILCとCLIC両方の加速器設計の状況についても検討されます。

詳細な情報と参加登録については、ワークショップ・ウェブサイトをご覧下さい。会議参加登録の早期登録の〆切は3月31日。

■プレプリント

ARXIV PREPRINTS
  • Effects of RF breakdown on the beam in a CLIC prototype accelerator structure
  • Emergence of the Electroweak Scale through the Higgs Portal
  • Physics background at ILC at 500GeV and 1TeV
  • Unraveling The Physics Behind Modified Higgs Couplings — LHC vs. a Higgs Factory
  • Hidden sector dark matter and Higgs physics
  • Correction of beam-beam effects in luminosity measurement in the forward region at CLIC
  • Measuring Higgs Couplings at a Linear Collider
  • Positron Source Simulations for ILC 1 TeV Upgrade

投稿情報: 2013/01/30 カテゴリー: ILC NewsLine |

2013/01/17

ILC NewsLine 2013年1月10日号

 ILC NewsLine 2013年1月10日号 [英文記事］

■ディレクターズ・コーナー

新年おめでとう！2012年を振り返って

（Happy New Year! Reflections on 2012）

| 10 January 2013

国際共同設計チーム（GDE）の当初の使命

昨年は、念願のヒッグスらしき粒子が126ギガ電子ボルト（GeV）で発見されたことで、素粒子物理学にとって特にエキサイティングな年だった。これは、ここ数十年の間で最も重要な発見となりそうだ。宇宙で質量をつくるメカニズムを示唆する新種の粒子が観測されたのである。こうした運転初期の段階で得られた素晴らしい結果は、今後の大型ハドロンコライダー（LHC）、あるいはより広い素粒子物理学の方向性をすでに指し示している。 実際、身近なところでは、この発見によって、日本ではILCの段階的アプローチに対する機運が盛り上がっている。段階的アプローチとは、250GeVのヒッグス・ファクトリーからスタートして、将来的にエネルギーを増強する能力を備えた加速器を建設するという考えである。

ILCにとって、昨年は特別な年でもあった！ILCのR&D目標のほぼ全てを達成し、ILCの技術設計を仕上げることができた。そして、技術設計報告書（TDR）のドラフト版を完成させ、レビューのために提出することができたのである。

国際将来加速器委員会(ICFA)がGDEを設立した当初の大きな目標は、ILCのいわゆる「基準設計」を策定することであった。当初2年間の概念設計プロジェクトの目標は、ICFAの小委員会である、ILC運営委員会（ILCSC）によって定められた物理学目標を満たす電子-陽電子コライダーの能力を見定め、その「新しい世界的加速器」のコストを見積もることであった。私たちのチームは、 ILC測定器・物理学共同研究グループと協力して、この目標を達成し、4巻の基準設計報告書(RDR)を発表した。

11月にFermilabで開催された特別会議において、技術評価のためのドラフト版TDRを承認するGDE役員会

RDRが完成した後、より詳細かつ最適化された設計を行い、優先度の高いR&D目標達成に向けた取組みに着手した。政府にプロジェクト提案をする際に使うことが出来る設計とコスト試算を作り上げることが目標だった。このフェーズにおける当初の意図とアプローチは、新たなベースラインと設計を確立すべく、ゼロからのバリュー・エンジニアリング研究を実行することであった。 残念なことに、このような目的を達するには資金・人員は十分ではなかった。その代わりに、性能を維持しながら過度にリスクを増大させず、かつコストを減少させるような、限られた数の設計変更について研究する仕事を、GDEのプロジェクトマネージャに課した。 これらの設計変更はトップダウンで行われるものである。プロジェクトマネージャは、『ストローマンベースライン提案2009』と呼ばれる、一見何のことは無いように思える文書を作成した。

この文書は、一連のワークショップと研究の出発点としての機能を果たした。物理に影響を及ぼす可能性のある場合は測定器の代表者も含まれた。私たちは、これらの変更を一つずつ決定する、正式な変更管理プロセスに従った。これら設計変更提案の大部分が技術設計報告書に取り入れられており、プロジェクトマネージャの仕事は、大きな称賛に値するものだ。

PACのTDR技術レビューでGDEのTDR設計概要を示すGDEプロジェクト・マネージャー、Nick Walker氏

TDRのトップレベル・ベースラインを決定した後、これらのベースライン変更から生じる全ての細かい変更点について、慎重に決定を下した。 この作業は昨年春に完了し、技術設計報告書のベースラインとなった。私たちの使命を完了する最終ステップは、現在の設計およびR&Dプログラムの結果について技術設計報告書に文書化することである。これはILCの新しい価値コスト予測も含む。


2012年にそれらの仕事を全て完了し、12月にはTDRの技術評価を受けている。このあと2月初旬にロンドンでの国際コストレビューが続く。 私たちはまだ技術評価の報告書を受け取っていないが、閉会時の口頭による発言は、みな好意的であった。

私たちは、今後数ヶ月にかけてGDEの任務を完了するとともに、新しいリニアコライダー共同研究グループ（Linear Collider Collaboration）へと発展していく過程で力添えができることを楽しみにしている。新組織は、Lyn Evans氏の元で次のステップを実行に移し、願わくはILC建設プロジェクトを早期に実現することが期待されている。

■特集記事

新組織、リニアコライダー国際推進委員会のメンバー発表される

 （Members of new Linear Collider Board announced）

10 January 2013

新組織、リニアコライダー国際推進委員会（LCB）の委員長に任命された東京大学の駒宮幸男氏。LCBは、国際協力プロジェクトとしてのリニアコライダーとその測定器の開発の推進、監督を行う組織。

昨日、Pier Oddone将来加速器国際委員会（ICFA）の委員長は、新組織「リニアコライダー国際推進委員会（LCB）」のメンバーを発表した。LCBは、ICFAの下位委員会として、国際協力プロジェクトとしてのリニアコライダーとその測定器の開発の推進、監督を行う。最近リニアコライダー・ディレクターに任命されたLyn Evans氏は、その活動の進捗状況を適宜LCBに報告することになる。

LCBのメンバーは、以下の通り。

委員長

－駒宮幸男氏（東京大学）

北米

- Jonathan Bagger氏（米国ジョン・ホプキンス大学）

- 米フェルミ国立加速器研究所（Fermilab）所長（現在はPier Oddone氏）

- David MacFarlane氏（米SLAC国立加速器研究所）

- Lia Merminga氏（カナダトライアンフ研究所）

- Hugh Montgomery氏（米ジェファーソン研究所）

アジア

- Jie Gao氏（中国科学院高能物理研究所：IHEP）

- Rohini Godbole氏（インド科学研究所）

- Sunkee Kim氏（韓国希少同位体科学プロジェクト：RISP）

- 鈴木厚人氏（高エネルギー加速器研究機構：KEK）

- Yifang Wang氏（IHEP）

欧州

- 欧州合同原子核研究機関（CERN）所長（現在はRolf Heuer氏）

- ドイツ電子シンクロトロン研究所（DESY）の素粒子物理学部門長（現在はJoachim Mnich氏）

- Francois Le Diberder氏（仏国立核物理素粒子物理研究所：IN2P3）

- 露ドゥブナ合同原子核研究所（JINR）所長（現在はVictor Matveev氏）

- Lenny Rivkin氏（スイスポールシュラー研究所：PSI）

■LCpedia

空洞加速勾配

（Cavity gradient）

| 10 January 2013

「空洞加速勾配」は、粒子を加速する電場を説明するために用いられる専門用語だ。これは、各空洞の最も基本的な目的を示している。「１台の空洞に望むことといえば、これまでに達成してきたよりもさらに多くのエネルギーを粒子に与えたい、ということに尽きます」と、Fermilabの物理学者、Andy Hocker氏は語る。空洞の加速勾配はこの「粒子が空洞を通過する際の距離に対するエネルギーの増加」の変化率を決定する。

ILCにおいては、粒子が加速空洞の一端に入り、3200万電子ボルト以上のエネルギーを得て、別の端から出てくることが目標とされている。その変化は、グラフで示されることもある。y軸に粒子のエネルギー、x軸は距離をとる。結果として得られる図は、傾斜して（勾配がついて）見える。粒子が空洞を通過するとエネルギーが増加するのである。

加速勾配は「空洞の設計」と「どれだけの電力が空洞に入れられるか」の両方に依存する。したがって、この変数は、空洞そのものの特性だけを表すのではなく、どのように空洞が運転されるかということも表す。よりたくさんの高周波電力を空洞に入れることで、加速勾配が増すのだ。ILCの空洞の加速勾配は、1メートルにつき3150万ボルトに達する。これは非常に高い加速勾配だ。そして、これはより少ない空洞の数しか必要としない、とうこと、すなわち加速器をよりコンパクトにすることができるということを意味する。しかし、加速勾配には、空洞のクオリティファクター（いわゆるQ値）と超伝導の「クエンチ現象」に起因する限界がある。

 
■カレンダー
今後の会議、ミーティング、ワークショップ
今後のスクール

■ニュース記事

  • from Kahoku Shinpo
    9 January 2013

    達増拓也岩手県知事は８日、下村博文文部科学相を訪れ、科学者らが建設を目指している次世代加速器「国際リニアコライダー（ＩＬＣ）」について、 「東日本全体の復興の象徴として、国家プロジェクト、国際協力事業としてぜひ進めていただきたい」と岩手県・北上山地への誘致に協力を求めた。日本は誘致 に乗り出すかどうかは決めておらず、下村氏は「東北経済界の皆さんからも依頼されている。全力で取り組んでいきたい」とだけ答えた。(Takuya Tasso, the governor of Iwate prefecture visited Hakubun Shimomura, minister for MEXT (Ministry of Education,Culture,Sports,Science & Technology) on Tuesday, 8 January, demanded to promote ILC as a national project and place it as a symbol of the recovery from the earthquake. Shimomura responded saying “I was also asked by the Tohoku Industry. I will deal with it to my full extent.”

  • from Tokyo Shimbun
    6 January 2013

    全長三十一キロという巨大加速器「国際リニアコライダー（ＩＬＣ）」の設計が昨年末にまとまった。宇宙の成り立ちの謎を解く手掛かりが得られ、技術 の応用は医療などに革新をもたらすと期待される。夢は膨らむが、施設をどこに建て、膨大な建設費を参加国でどう負担するのかという大問題が残っている。 (ILC will unveil the mystery of the universe, and its technology might bring innovations. Pretty exciting, but there remains a lot of issues such as a choice of the construction site and how to bear a huge construction costs between participating countries)

  • from The Nikkan Kogyo Shimbun
    4 January 2013

    次世代加速器「国際リニアコライダー」が２０２０年代半ばにも世界に１ カ所完成する。日本は東北・北上山地と九州・脊振（せふり）山地の２候補地を研究者らが科学的判断で今夏にも一本化し、日本への誘致を政府間協議に委ね る。(Researchers will show scientific decision on two ILC candidate sites in Japan around thins summer, and expect to leave it to the intergovernmental consultation to attract ILC to Japan)

  • from Iwate Nippo
    4 January 2013

    経済効果も大事だが、何よりナンバーワンの研究が震災で傷ついた岩手で行われることだ。次世代を担う子どもたち、若者たちが、ここに住むことの誇り につながる。研究者の間では、北上山地は世界６カ所の候補地の中で有力とみられている。自信を持って誘致を加速させたい。(Of course, economic effect is important. However, more important thing is that it is an opportunity for Iwate prefecture, which was severely damaged by the major earthquake to have a the world premier laboratory. ILC will make Iwate prefecture a place to live with pride. We will accelerate our activity to invite ILC.)

  • from Sankei Shimbun
    1 January 2013

    宇宙誕生の謎に迫る素粒子物理学の壮大な実験施設の構想が進んでいる。日米欧などが目指す次世代加速器「国際リニアコライダー」（ＩＬＣ）計画だ。 建設地は日本が最も有力で、今夏に国内候補地が決まり誘致が本格化する。物理学に革命を起こすノーベル賞級の発見が日本で実現する期待が高まっている。 (Expectation has been raised that the discovery which would bring a Nobel Prize might take place in Japan)

  • from Itoshima Shimbun
    1 January 2013

    「国際リニアコライダー（ＩＬＣ）」の建設候補地に、福 岡・佐賀の県境にまたがる脊振山地の名前が挙がっている。国内候補地は東北の北上山地と二カ所で、もし建設地に決まれば、経済波及効果は建設期間（８年 間）で国内１兆１０００億円、九州では３４００億円に上るとの試算もある。今夏に予定される国内候補地の一本化に向け、誘致活動が熱を帯びつつある。糸島 が国際都市へと変ぼうする可能性が出てきた。(Sefuri mountain is one of the two ILC candidate sites in Japan. If the ILC to be constructed, estimated economic effect would be over one trillion-yen all over Japan, and 340 billion-yen for Kyushu area. The activities toward inviting the ILC to the area is picking up momentum. Itoshima might transform into a international city.)

  • from Guardian
    1 Januar 2013

    LHCは、ダークマター、余剰次元、そして、別の宇宙の存在に関する疑問を調査することに備えた点検修理のために中断予定だ。

  • from Tom’s Hardware
    23 December 2012

    イリノイ州バタヴィアにあるFermilabは、CERNのLHCの後継者候補としてILCを建設する予算を確保することができないように見える。

  • from French Tribune
    20 December 2012

    そう、その通り、複数の情報源が、LHCの後継加速器であり、およそ100億ドルから200億ドルの建設費がかかるとされる国際リニアコライダー (ILC) 計画がすでに進行中であると伝えている。さらに、そのホスト国が多分日本になるだろうという噂も飛び交っている。

■今週のイメージ

巳年

（The year of the snake）

画像: Zanaq氏

2013年は巳年だ。－中国の格言によると、安定した進歩と細心の注意をする1年だ。

この予測は、ILC設計チームが確かに認めることができることだ。細心の注意は、ILCの正確な衝突、最高水準の測定器と挑戦的な加速器の本質的なことで、安定した進歩は、夏に技術設計報告書の発行で確かにこれから先にある。

ウロボロス-自分の尾をかんで、輪の状態になっているヘビ-は、しばしば宇宙を表している。そこでは、非常に大きなものが非常に小さなものにつながりそれを反映している。

 

投稿情報: 2013/01/17 カテゴリー: ILC NewsLine |

2013/01/15

ILC NewsLine 2012年12月20日号

ILC NewsLine 2012年12月20日号　［英文記事］

■特集記事

国際リニアコライダーの設計報告書ドラフト完成　提出セレモニーを東京で開催 

（Press Release: International Linear Collider completes draft of its design report）

20 December 2012

ILCSC議長のジョナサン・バガ―氏にTDRのドラフトを提出するバリー・バリッシュ氏と山田作衛氏。画像：小林敦子

【東京　１２月１５日（土）】＝国際リニアコライダー（ILC）設計報告書完成発表会が開催され、設計チームの上位機関にあたる「ILC運営委員会(ILC Steering Committee: ILCSC)」のジョナサン・バガー議長へと最終ドラフトが手渡されました。このドラフトは、長年にわたる研究開発と一連の技術レビューを経て完成したものです。ILCは、欧州合同原子核研究機関（CERN）で行われている素粒子物理実験を補完し、さらに進展させるための後継加速器として期待されている装置です。今回のドラフト提出は、ILCの最終設計完成に向けた大きな一歩となるものです。

「ILCSCはこのドラフトを快く受諾します。ILCSCはこれまでILCの研究開発活動の監督を行ってきました。今回提出された設計が信頼性の高いものであると確信しています。今後TDRの精査を行い、フィードバックを行うことになります」とバガー氏は述べました。

式典では、国際共同設計チーム(GDE)のディレクターであるバリー・バリッシュ氏と、ILC実験管理組織の責任者（リサーチ・ディレクター）である山田作衛氏が国際研究チームを代表して、加速器、測定器の研究開発と詳細検討の経緯を解説しました。高加速勾配での超伝導RF加速技術や最先端の測定器技術など、ILC建設に必要とされる技術は、ILCの建設を政府に対して提案できるレベルに達したということができます。

“GDEディレクターのバリッシュ氏は「本日、TDRを提出したことはILCにとって非常にエキサイティングなことです。我々のマンデートであった『ILC建設に向けた最終設計の基礎づくり』が完了し、我々は建設開始の準備が完了した、といえるのです」と、述べました。

リサーチ・ディレクターの山田作衛氏は「世界中の若手研究者たちが、測定器の設計や試験、そしてILCが挑む物理を解明するための計算やシミュレーションに熱心に取り組んできました。これらの努力が報告書として実を結んだことを目にするのは意義深いことです」と述べました。

提出式後にはパネルディスカッションが行われた。

式典では、第一巻「ILCの物理」、第二巻「加速器（パート1及び2）、第三巻「物理と測定器の詳細ベースライン設計」の三巻構成の報告書が提出さ れました。TDRのコストに特化した章については、来年1月に独立したレビューが行われます。レビューの結果は、2月にカナダ・バンクーバーで開催される ILCSCの会合で報告される予定です。同会合は、ILCSCと、ILCの研究開発活動を引き継ぐ新組織「リニアコライダー・コラボレーション」を新たに 監督する「リニアコライダー委員会（Linear Collider Board）」が合同で行います。リニアコライダー・コラボレーションは、同会合より正式にリニアコライダー研究開発推進の中心となります。リニアコライ ダー・コラボレーションは、2つの衝突型加速器計画「ILC」に加え「CLIC」もその傘下の計画として推進することになります。全てのレビュー完了後、 TDRの最終版は、来年6月に将来加速器委員会（ICFA）に提出される予定です。

TDRの加速器に関する巻は、これまでのR&Dの成果を集約し、ILC設計案を提示するものです。また、実験管理組織のとりまとめた2巻で は、研究開発の過程で達成された多くのマイルストーンが明示されており、採用した技術によって、ILCでの研究で要求される非常に高い性能を満たすことが できることを示しています。

来年3月から新組織のディレクターとしてリニアコライダー・コラボレーションを率いるリン・エバンス氏も、式典に参加しました。エバンス氏は式典に 先立ち、12月13（水）、14（木）日に高エネルギー加速器研究機構（KEK：茨城県つくば市）で行われたプロジェクト諮問委員会の議長として、TDR の最終技術レビューを完了しました。

エバンス氏は「TDRで提示されたこれまでの成果に感銘を受けています。次のフェーズへと進展するILC、CLICの２つのリニアコライダー研究グループを、これから率いて行くのが楽しみです」と述べました。

Press Release on interactions.org

■世界の各地より

（Exciting time for the ILC technical design）

| 20 December 2012

提出式後にはパネルディスカッションが行われた。

国際リニアコライダー（ILC）計画が、新たな局面へとステップを進 めた。12 月15 日（土）、東京・秋葉原でILC 設計報告書（TDR/DBD） 完成発表会が開催された。主催は先端加速器科学技術推進協議会（AAA）、 高エネルギー加速器研究機構（KEK）、国際共同設計チーム（GDE）、 物理測定器研究組織（RD）。GDE とRD の上位機関にあたる「ILC 運営委員会（ILCSC）」のジョナサン・バガー議長へと最終ドラフトが手渡されたのだ。TDRを受け取ったバガー氏は「ILCSCを代表して、この報告書を受け取ります。最終レポートを目にする日を心待ちにしています」と述べた。

今回提出されたILC 設計報告書（TDR/DBD）のドラフトは、長年にわたる研究開発と一連の技術レビューを経て完成したものだ。今回のドラフト提出は、ILC 建設に必要とされる技術 がILC の建設を政府に対して提案できるレベルに達したことを示すものだ。

3 巻で構成されており、第1 巻は ILC における物理、第2 巻は加速器の研究開発と設計、第3 巻は測定器に関するものとなっている。第1 巻・第3 巻は検出器開発を進めて きたRD、第2 巻はGDE の手で編集された。GDE、RD それぞれのディレクターであるバリー・ バリッシュ氏、山田作衛氏から、TDR が手渡された。

TDRには確立されたILCのキーテクノロジー、ILC測定器の研究開発成果、および物理研究について詳細に記述されている。物理研究に関しては、今年7 月のヒッグスと思われる粒子の発見が盛込まれている。

TDRに先んじて発表された基準設計報告書(RDR)は、2005年のGDE設立のわずが1年半後に発表されたもので、技術実証を要する概念設計が記述されたものであった。TDR は、RDRに5年間を超える開発研究・設計改良を加えたものだ。

提出式典では、GDE、RD それぞれのディレクターであるバリー・ バリッシュ氏、山田作衛氏から、TDR がジョナサン・バガー氏に手渡 された。TDR を受け取ったバガー氏は「ヒッグス粒子らしき新粒子が 見つかった今、私たち研究者は、明日にでも建設が始められると良いと 思っている」と、ILC の早期実現への期待を述べた。

会の後半は、カブリ数物連携宇宙研究機構の村山斉機構長(村山氏は、2月に正式発足するリニアコライダー推進組織の副ディレクターも兼任する)が座長を務め、パネルディスカッションが行われた。パネリストは、提出式典に参加したバリッシュ氏、山田氏、バガー氏に、日本創成会議座長の増田寛也氏、AAA の西岡喬会長、KEKの鈴木厚人機構長が加わった。

冒頭、座長の村山氏が「初めてリニアコライダーのことを聞いたとき 『こんなこと出来るわけない』とびっくりした」と大学院生時代のエピソードを紹介し「ここまでたどり着いたことに敬意を表します」とコメ ントして、ディスカッションはスタートした。

まず、バリッシュ氏が8年間のGDE の活動を振り返った。「村山氏と同様、私も90年代にはリニアコライダーについて懐疑的でした」とバリー氏。2003年に、バリッシュ氏は次世代リニアコライダーの加速技術を選定する委員会「ITRP」の委員長に選出された。リニアコライダーに超伝導加速技術を使うのか、常伝導加速技術にするのかを選択したのだ。ここから、バリッシュ氏はリニアコライダーに深く関わることになる。「世界からの知識と能力を集めてベストな設計を作り上げるプロセスは素晴らしい経験でした。私はこの加速器が素晴らしい物理成果を上げることを確信しています」と述べた。

山田氏は数千人に及ぶ世界の科学者の取りまとめという難しい仕事について質問を受けた。山田氏は「もちろん、多くの議論と競争がありました。しかし、私たちは物理という共通言語、ILC という共通の目的があるので、最終的にはまとめあげることができました。競争できる相手と一緒に仕事ができることは非常にエキサイティングなことです」と語った。

産業界では、これまで多くの国際協力事業推進の経験を持つ。　西岡氏は、これまで産業界が培ってきた大型国際プロジェクトのマネジメントの難しさについて例を挙げて紹介した。一例としてあげたのが台湾新幹線プロジェクトだ。このプロジェクトは日本の技術と欧米の標準を統合するという課題を抱えていた。「　国際プロジェクトで、唯一の標準を決定する事は苦労を伴ないます。しかし、最初にきちんと確固たるベースを決めることで、物事がスムーズに進むのです。今回の TDR の完成がこのベースの完成に当たると思います」と述べた。

増田氏は、2012年7月に日本創成会議が発行した提言「地域開国： グローバル都市創成」について紹介し、外国人が地域の日本人とともに 快適に生活できる環境づくりが重要だと述べ「こうした国際都市創成への取組みはすでに始まっています」と語った。これに対してバガー氏 が「研究者というものは、よく奇妙な生物だと言われるのですが、大量な研究者が来る事に地域の人が戸惑う事は無いでしょうか？」と質問。増田氏は「心配ありません。むしろ、刺激のある人々が来る事は地域活性化につながると思います」と答え、会場は笑いに包まれた。 .

鈴木氏は、将来のILC 研究所のあり方について解説した。「今後のビッグプロ ジェクトは、世界中でお金と人を出し合う新しい運営をする必要があります。ILC がその最初の例になれれば良いと考えています」と述べた。

最後に、村山氏が、会場に列席していたGDE とRD の後継組織「リ ニアコライダー・コラボレーション」のリーダーとなる駒宮幸男氏（東 京大学）と、リン・エバンス氏（欧州合同原子核研究機関）の2 名を紹介した。新組織の仕事は、ILC を実現することである。

今回のTDR のドラフトにはコストの章が含まれていない。2013 年 1 月に行われる最終のコストレビューの結果を取入れて、ILC 設計報告書（TDR/DBD）の最終 版は、コストの章およびエグゼクティブサマリーを加え、来年6月に出版となる予定だ。

■ディレクターズ・コーナー

ILCの電子雲効果を低減する 

 （Mitigating electron cloud effects for the ILC）

| 20 December 2012

ダンピングリングのILC型ウィグラーとともに改造・装備されたCESR衝突領域のレイアウト。

次世代の粒子加速器は、強力な粒子ビームが使われる。 こうした強力なビームは、電子雲を生成する。これは、真空チェンバーに残留する分子からのビーム散乱から生まれるもので、好ましくない現象である。 問題となるのは、この電子雲の存在は、入射される粒子ビームが散乱され、焦点をぼやかして、性能を低下させる可能性があることである。 電子雲効果の定量的情報は、かなり限られている。 したがって、ILCのような低エミッタンス・リングで電子雲効果の実験研究を行い、ILC陽電子ダンピングリングで使用できる様々な低減方法についてテストすることが、ILC R&Dプログラムにおける重要な目標となっていた。

CesrTAプログラムは、電子雲研究を行うために、コーネル電子陽電子貯蔵リング（CESR）を低エミッタンスILCのダンピングリング用の装置に改造し、機器を装備することからスタートした。 そのR&Dプログラムは大成功をおさめ、ILC研究のみならず、電子雲効果のよりよい理解へと導く詳細なデータを提供した。さらに、提案された様々な電子雲低減計画についてテストが行われ、ILC陽電子ダンピングリング向けの信頼性の高い低減戦略が開発された。 CesrTA共同研究グループは、ILCのみならず、次世代の粒子加速器にとって非常に貴重な詳細報告書（140MB）を最近発表した。

電子雲低減技術には、双極磁石中のみぞ付チャンバー面を用いるもの(左)や、高電界ウィグラー磁石中の掃除電極(右)などが含まれる。

ILCダンピングリングの機能は、大きな横と縦のエミッタンスをもつ電子と陽電子ビームを捕え、高ルミノシティを達成するために要求される低エミッタンスビームにそれらを「減衰させる」ことだ。 ILCダンピングリングに類似したCesrTAの構成は、ILCダンピングリングの性能を確実に予測することができるよう再現された。たとえば、ヘッドテイル不安定性閾値（ビームの中で異なる運動量の粒子を持つことによる影響）と呼ばれる現象の分析的評価が、CesrTAとILCダンピングリングのために行われた。 CesrTAの低エミッタンス状況で観察された不安定性閾値は、測定された電子雲密度を使ったこれらの計算に合っている。分析データとCesrTA実験結果との一致は、ILCダンピングリングに外挿した予想に対する信頼性を与えるものだ。

CesrTA共同研究グループは、ILC陽電子ダンピングリングに対する低減戦略を開発するために、様々な低減技術の試験を行った。 みぞ付のチャンバー、窒化チタン・コーティング、クリーニング電極という、3つの技術についての研究が行われた。 この中ではコーティングが有望だと思われるが、長期性能と耐久性についての研究がフェーズII CesrTAプログラムで将来的に行われる必要がある。 このような電子雲低減戦略を開発するために、ワーキンググループが結成された。主要な提案は、ドリフト領域における窒化チタン（TiN）コーティング、双極磁石領域におけるTiNコーティングによる三角溝、四極磁石領域のTiNコーティング、重要なウィグラー領域でのクリーニング電極だ。

ILCダンピングリングの中の電子雲に対して推奨されている低減戦略。

ワーキンググループは、将来、単独のダンピングリングの中での陽電子バンチの数を倍増させることを考えているため、その低減計画は非常に挑戦的なものとなっている。ワーキンググループは、自分たちの提案がSuperKEKBの真空パイプの設計と多くの共通点をもつことにも注目している。SuperKEKB 加速器が、ILC陽電子ダンピング・リングの電子雲低減で有益な情報を提供することになるからだ。

CesrTAは、ILC R&Dプログラムから得られた、最も輝かしい業績のうちのひとつだ。このプログラムは、高ルミノシティ・リニアコライダーが直面せざるを得ない主要な問題に対処することの現実性を確立した。 CesrTAは、加速器R&Dプロジェクトの器材や人員に寄与した、種々の研究所や資金提供機関が共同しての重要な功績であった。これは、次世代の粒子加速器にとって重要であり、幅広い価値を持つこととなる。

電子雲研究については、ILC NewsLineを参照ください。

■カレンダー
今後の会議、ミーティング、ワークショップ
今後のスクール
■ニュース記事
  • from nature
    19 December 2012

    社説：次の巨大コライダー誘致に立候補した日本の科学者を支援すべし。

  • from Heise
    18 December 2012

    Nun gab Barry Barrish, der Leiter des Projekts, bekannt, dass er Japan für den eindeutig aussichtsreichsten ILC-Standort hält.

  • from Staple News
    18 December 2012

    日本は、次世代の粒子コライダーを建設するのか？国際リニアコライダーは、素粒子物理学者が、全ての他に質量を与えるのに手を貸すヒッグス粒子の研究に役立つだろう。ILCはいまだ紙の上のみの存在だが、建設に10億かかる。（natureのビデオ）

  • from Science
    17 December 2012

    自由民主党は、公共事業への投資による、停滞した日本経済の復活を強く訴えることで、選挙戦を戦った。公共事業には、少なくとも1つのビッグサイエンス・ プロジェクトが含まれている。実際、自民党の選挙公約には、国際リニアコライダー計画のサポートがはっきりと言及されている。この計画は、日本の高エネル ギー物理学者が誘致を切望する100億ドルの物理学プロジェクトである。

  • from Physics Today
    17 December 2012

東日本大震災と津波からの復興事業のための追加予算、そして超党派による政治支援のもとに、日本はプロジェクトを実現すべく、一致協力の努力を行っている。

■プレプリント

ARXIV PREPRINTS
  • Radiative natural supersymmetry: Reconciling electroweak fine-tuning and the Higgs boson mass
  • DEPFET active pixel detectors for a future linear $e^+e^-$ collider
  • Determining MSSM parameters via chargino production at the LC: a one-loop analysis

■今週のイメージ

バイバイ、DORIS

 （Bye bye DORIS）

画像: DESY | 20 December 2012

DORIS建設現場(1970年)。画像提供：DESY

ドイツ電子シンクロトロン研究所（DESY）は、その加速器群のひとつであるDORISリングに別れを告げようとしている。2013年1月2日に最後のビームがトンネルを周回することになっている。すでに放射光源としての役目は終えている。ちなみに最後の陽電子ビームがHASYLABの実験小屋に到達したのは10月22日であった。それ以降、今日までの間、DORISは、そのもともとの存在理由であった素粒子物理学のための加速器に戻っている。

70年代に生まれた加速器のひとつであるDORISは多くの役割を果たしてきた。世界初の電子貯蔵リングのひとつとして、クオークの特性調査に役立ち、ARGUS実験でCP対称性の破れに光を投じた後、1991年にX線源に変えられた。青銅器時代の斧、ヴァン・ゴッホの絵画、珊瑚、磁気ナノ構造、これら全てがX線ビームで調べられた。そして、世界中の何千人もの科学者に、多種多様な世界に対する洞察を与え、さらにはリボソームの構造解明でノーベル賞をもたらしさえしたのだ。最後の数ヵ月、DORISは再び素粒子物理学に専念することになる：OLYMPUS実験で、陽子による電子、陽電子の散乱、そしてその散乱プロセスの間に起こる光子交換を研究するのだ。

盛大なシャットダウン祝賀会が2013年5月に予定されている。

Read more about DORIS and its lives in the CERN Courier.

■今週のビデオ

今年のビデオ

（The video of the year）

Video: CERN Video productions | 20 December 2012

今年（そして、おそらくここ10年）で最も刺激的な科学的な瞬間を再現してみてください-もう一度LHCでの新粒子の発見についての発表をご覧下さい。そして、再び。

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投稿情報: 2013/01/15 カテゴリー: ILC NewsLine |

2013/01/14

ILC NewsLine 2012年12月6日号

ILC NewsLine 2012年12月6日号 [英文記事］

■ディレクターズ・コーナー

CLIC、マイルストーン達成

（CLIC reaches a milestone）

Steinar Stapnes | 6 December 2012

報告の季節だ。 ご存じの通り、ILC研究者グループは、測定器ベースライン報告書を含む、技術設計報告書の作成に没頭している。 同じように、CLIC共同研究グループと関連する測定器と物理研究グループは、CLIC概念設計報告書（CDR）を仕上げるのに忙しかった。加速器、測定器と物理学、概要/実行計画を記載するCDRの3編は、それぞれ800ページ、290ページ、80ページもの分量だ。この文書は、おそらく、通常CDRと呼ばれるものを、その範囲、情報の詳細さ、分量において、大幅に上回っている。しかし、それは、それだけ報告すべきたくさんの事があるということだ。

CLICのCDRの準備は、数年前にさかのぼる。CLICの概念開発については、2004年の欧州合同原子核研究機関（CERN）理事会で注目度がかなり高まり、2006年にR&D活動の重要性が欧州戦略報告書で再確認された。 2008年以降、CLIC概念の基本的な妥当性を証明するうえで不可欠となる、実現可能性の問題に対処すること、そしてCLICのための測定器と物理学研究にR&Dの焦点が向けられるようになった。CLICのCDRの提出は、結局、他領域の類似した戦略課題検討と同様に、2012年の欧州戦略の改訂に間に合うよう予定されたのである。

Volume 2 of the Conceptual Design Repo

CDRのCLIC加速器総括編では、CLIC加速器の加速器レイアウト、加速器の構成部品、期待される性能についての詳細な説明を記載している。 特に、それは主要な実現可能性問題の技術的な解決法を解説し、CLIC概念の妥当性を証明している。 技術的なサブシステムの多くのプロトタイプは、CERNにあるCLIC試験施設や世界中の他の施設での試験に成功している。 電力、スケジュール、土木問題についてもカバーされている。

CLIC物理学と測定器CDR編は、広範囲に及ぶCLICの物理学の可能性についての概要を説明している。物理学の狙いと、チャレンジングなビーム励起バックグラウンド条件が、CLIC_ILDとCLIC_SiDという2つの測定器の設計を左右している。 これらの測定器概念は、もともと国際リニアコライダー向けに設計されたILDとSiD概念に基づいたものである。詳細な測定器ベンチマーク研究は、主要な物理プロセスを例として使い、ビーム励起バックグラウンドがあるにもかかわらず、物理測定が高精度で実行可能であることを証明する。

物理学・測定器のCDRと加速器CDRの焦点は、CLICの最大3テラ電子ボルト（TeV）の重心系エネルギーにあった。 このエネルギーは、CLICで得られると期待される物理学の最終到達点についての展望を与える一方で、加速器と測定器技術両方のための最もチャレンジングな状況も産み出す。 しかし、最適条件の下で電子陽電子コライダーの十分な物理学可能性を探ることは、幅広い範囲の重心系エネルギーをカバーすることが必要となるため、低いエネルギーでの運転や、段階的なエネルギーの拡張に関する広範囲な検討がここ2年にわたって行われてきた。

CDRの第三編は段階的なCLICのエネルギー拡張に焦点が置かれているが、これは詳細な技術に関する編に記載された、いくつかの主要なポイントについても想起させる。文書は、コスト、電力、ルミノシティ・シナリオ、スケジュール、段階的に実施される物理研究などの主要な実際的問題が記載されている。 また、2012年～2016年までのCDR以降のフェーズの提案された目標と作業計画についても盛り込まれている。

さらに、短い全体概観文書が欧州戦略の更新への入力として提出された。これはリニアコライダーの物理学における能力に関するILC/CLIC共通の文書を補完するものである。

将来に目を向ける

将来の共通のリニアコライダー・プロジェクトの枠組みの中で、CLIC計画は、次世代数TeV電子陽電子加速器の選択肢を提供することに照準を合わせている。大型ハドロンコライダー（LHC）の最大エネルギーでの結果が利用できるようになる2016年までに、CLIC加速器プロジェクトはプロジェクト実施計画を示すことを目指している。次期の詳細な作業計画は、技術研究、産業界との共同研究、システム開発、さらにいくつかのエネルギー・ステージにおける、CLICの建設と運転の実現のための研究に集中している。特に、より低いエネルギー・ステージは、改めて最適化を行う必要がある。ILCと類似した問題があり、それゆえ類似した解決策を求めることが可能な領域では、できる限り、ILCと共通で研究が行われる。

同様にCLIC物理学と測定器研究の目標が定められた。 それは、物理学研究、測定器最適化、技術実証機の開発に集中している。いずれにしても、これらの研究は、協力するすべての機関の間の合意の枠組みの中で実施されることになり、2月以降には、リニアコライダーコラボレーションの枠組みの中にも位置づけられることになっている。


■リサーチ・ディレクターズ・レポート

DBDドラフトの完成、レビュー、そして将来 

（Of complete DBD drafts, reviews and the future）

Sakue Yamada | 6 December 2012

ILCの物理と測定器の詳細ベースライン設計報告書（DBD）のドラフトが完成し、レビューを受けるためにILC運営委員会（ILCSC）のプロジェクト諮問委員会（PAC）に提出された。

 ILCの2つの測定器概念：SiDとILD。

本報告書は、2007年からの測定器趣意書プロセス（LOI）の間に達成された、物理と測定器研究開発の成果を示すものだ。5年間の研究から得られた大量の情報を、2巻に分けて詳細にまとめている。物理学編は、ILCの物理学上のさまざまな意義を記述している。すなわち、私たちがLHCでヒッグスらしき粒子の発見によって捉えた、新たな物理の世界を極め、さらに素粒子物理学の他の基本的な疑問に対する答えを求める諸々の可能性をまとめたものである。測定器編は、SiDとILDの2つの測定器設計の記述であり、それらが実現可能な測定器技術に基づいていること、そして、期待される物理研究を達成する能力をもつことを提示している。測定器の実験性能については、いくつかのベンチマーク・シミュレーションで精度を実証した。DBDは、GDEの加速器編と合わせ、計画全体の技術設計報告書を構成する。

ILC NewsLineでこれまでに何回か報告してきたように、私たちは1年以上前に、この報告書の準備を開始し、ドラフトを完成までにいくつかのマイルストーンを経てきた。盛り込む予定の内容は、この4月に開かれた、KILC12ワークショップの会期中に国際測定器諮問委員会（IDAG）によるモニターを受けた。このプロセスを通じて、投入材料は再整理され、そして、原稿執筆のための明確な指針が示された。ドラフトの初稿は、レビューを受けるために、9月末にIDAGに提出された。10月の米テキサス州アーリントンで開催されたLCWS12の会期中の3日間の会合の期間中に、IDAGは原稿の内容を検討し、各著者チームと面談して、いくつかの改善提案を行った。それを受け、11月中かけて全セクションの推敲が続けられた。

両編とも当初計画されていたよりも分量が多くなった。物理学編はおよそ220ページ。測定器編はおよそ500ページである。この報告書で、私たちは分野の専門家にILC実験の実現可能性と能力を納得させたいと考えている。そのためには、多くの詳細について提示する必要がある。実際に、ハードウェアとソフトウェア両方の多数の先端技術開発に成功し、その成果は、物理の結果を得るべく、2つの測定器システムとして統合されている。報告書に含まれる豊富な情報で、我々がLOIプロセスで意図した目標に到達したことを示せると期待している。

私たちは、12月13、１４の両日、高エネルギー加速器研究機構（KEK）で開催されるPACレビューが非常に重要なものであると考えている。PACレビューは、ILCSCのために行われる外部評価であり、この報告書が経験豊富なレビュアーの目に本当に説得力のあるものになっているかどうかが判定される。一方、完成したドラフトは再びIDAGにも送られ、10月のIDAGのレビューを受けた後の更新箇所についての確認がなされる。委員長を含む3人のIDAGメンバーは、PACの測定器メンバーを補うために、PAC会議にも加わる。形式上は、IDAGのレビューは、内部的なものであると考えられている。しかし、大部分のIDAGメンバーは、ILC研究グループに属さない他分野の専門家で、実際にはIDAGレビューは外部レビューであった。従って、この共同レビューは、厳しいピア・レヴューである。

このレビューに成功すれば、私たちにとって次の段階に進む良い兆しとなる。報告書の最終章で、将来に対する私たちの願望を盛り込んだ。多くの進展があった一方で、私たちの活動はまだR&Dフェーズにある。次のフェーズで、私たちは更なる測定器改善を目指すR&Dと並行して、より多くのエンジニアリング研究に取り組む必要がある。さらに重要なことだが、設計研究のある部分は、建設サイトについてのはっきりしたデータを必要とする。将来の据え付けを考慮して測定器設計を進めるために、この点は不可欠なものである。ILCプロジェクトそのものが前進する中で、この未解決の問題も詰められるよう望んでいる。私は、DBDのドラフトの完成が、そのようなプロジェクトの進展にとって効果的であると、期待もしている。


■世界の各地より

パルスに注目

（An eye on the pulse）

Barbara Warmbein | 6 December 2012

SiW電磁カロリメータを組み立て中の仏オルセー線形加速器研究所（LAL）のエンジニア、Stephane Callier氏とRemi Cornat氏

最先端の粒子検出器の製作には、いくつかのステップが必要だ。何を測定したいかが決まったならば、まずは、その測定のためにどの技術が最適で、最速で、そして最も信頼できるのか、技術の選択をしなければならない。選択した技術が、実際、測定要件を満足することが示せたならば、今度は、それを割り当てられた空間に組み込めることを示さなければならない。以下に紹介するILCのILD測定器のための電磁カロリメータ（ecal）のオプションの１つを開発中の共同研究グループは、「技術の有効性実証」ステップ ― 物理プロトタイプ ― を通過したばかりで、現在、次のステップ ― 技術プロトタイプ ― に着手したところだ。その技術プロトタイプは18×18×20センチメートルの大きさで、シリコン（Si）製の測定器層、タングステン（W）製の吸収層から成り、それゆえにSiW Ecalと呼ばれている。彼らは、来年初めに、ドイツ、ハンブルグのドイツ電子シンクロトロン研究所（DESY）のテストビームでデータを取得予定だ。この測定器のR&Dは、CALICE共同研究グループの研究プログラムの一環をなしている。

測定器の建設というものは、いずれも複雑な仕事だが、ILC測定器には、その建設を少しばかりよけいにチャレンジングなものにする点がいくつかある。カロリメータは粒子フロー・アルゴリズムにおいて中核的貢献をなす測定器だ。そして、それは測定器中のジェットに対してこれまでで最高のエネルギー分解能を実現し、衝突で発生した全粒子を１つ１つ余さず識別・追跡することを可能にする。カロリメータは電磁石の内側にぴったりと収まらねばならず、従って、空間的制約に関する挑戦が要求される－しかし、これは必ずしも新しい問題ではない。LHC測定器もまた、その巨大さから、一定のスペースの中に押し込まれなければならなかったからだ。おびただしい数の信号処理回路－粒子フローは多くのチャネルを必要とするので、各チャネルの消費電力を25マイクロワット以下にせねばならない－とともに、おびただしい数のセンサーが多くの熱を発生するにもかかわらず、アクティブな冷却機構のためのスペースが存在しないのだ。そこで、測定器開発者は、問題に根元から取り組んだ：つまり、そもそも熱の発生自体を押さえこもうとしたのだ。

DESYの測定器設定。

ILCのパルス構造をもったビーム・サイクルにおいては、バンチ（ビームの塊）列が通過後、人間にこそ気づかれないほど短い間隙だが、超高速測定器信号処理回路にとっては、一生何もせずに（そしてその間いたずらに不要な熱のみ発生し続けて）いることに匹敵するような長い間隙が存在する。そこで、それならば次のパルスが来るまでの間、しっかり休んだらいいじゃないかということになる。実際には、信号処理回路要素のスイッチを完全に切るわけではないが、サイクルの間隙には、その消費電力を下げるのだ。このシステムをパワー・パルシングと呼ぶ。SiW-ecal技術プロトタイプに取り組む開発チームはフランスの研究所内にある工場でパワー・パルシングを試してみた。「しかし、本物のビームと電磁石を使った場合のパワー・パルシングとなると、それは別の話です」と、LALのRoman Pöschl氏は語った。

フランスと日本の研究者からなる開発チームは、2012年の夏、技術プロトタイプのデータ収集試験を、まずは従来の方法、つまり連続運転モードで行ったが、現在は、パワー・パルシングモードの運転をした際、信号の質に変化が現れるのかどうなのかにその関心を移している。

SiW ecalは、非常にコンパクトだ。－それは、ILC測定器全体の中における空間的制約によるものだが、それはまた、使用材料のせいでもある。タングステンという材料、それは、そこを突き抜ける粒子と相互作用する吸収材として使われ、よく絞られた粒子シャワーを発生させるが、非常に密度が高く、よって少量ですむのだ。シリコンもコンパクト性を支えている。ピクセル化が可能なせいだ。そのうえ、それは小さな信号を検出できる測定器の製作を可能とする。信号と、測定器内で起こる他の全て－しばしば『ノイズ』と呼ばれる－との間の区別は、素粒子物理学における単位の１つで、信号対ノイズ比と呼ばれている。SiW ecalのR&D目標は、10対1の信号対ノイズ比であった;テストビーム実験で、彼らは14～20対1を成し遂げた。この値は、必要とされたよりもはるかによいものだった。しかし、パワー・パルシングに必要とされる変更は信号対ノイズ比に悪影響を及ぼす可能性があるため、開発チームはその正確な比率を突き止めようとしている。「R&D目標に到達できると確信しています」と、Roman Pöschl氏は語った。


■カレンダー
今後のイベント
今後のスクール
■ニュース記事
  • from nature
    4 December 2012

    イノベーションの推進者は、米国会で重要な役割を得た。

  • from Scientific American
    3 December 2012

    ここCERNでのヒッグス粒子の発見について今頃はみなさんも耳にしているだろう。－それは、科学の、また技術の、そして人類の重大な成果である。

  • from physicsworld.com
    28 November 2012

    Physics World誌はイタリア政府が10億ユーロのSuperB加速器計画の予算を2億5千万ユーロに引き下げるという噂を確認した。SuperBは、ローマ郊外のTor Vergata大学での建設準備が整っていた。

    日本語版編集部注：このPhysics World誌の見出しからは、計画が完全にキャンセルされたという印象をうけますが、公式発表では計画は見直しがなされるとの事です。予算の縮小をうけてエネルギーの低い加速器等を含む見直しが検討されています。くわしくは計画をになうイタリアのキャビボ研究所のウエッブ・サイトをご覧下さい。http://www.cabibbolab.it/

  • from nature
    21 November 2012

    米国が長期にわたり主要な国際プロジェクトへの参加を可能にするには、そのための新たな予算システムが必要である、とBarry Barish氏は語った。

■アナウンス

ドイツの素粒子物理学研究者グループ、日本でのILCの建設を支持

（German particle physics community supports ILC in Japan）

KET委員会によって代表される、ドイツの素粒子物理学者は、ILCをホストしようと日本の素粒子物理学者が出した提案に応えて声明「国際プロジェクトとしてILCをホストする日本の研究者グループの提案は、ドイツの研究者グループで熱心な支持を得ている」を発表した。彼らは、ドイツが活発にILCプロジェクトの実現に参加するよう求めている。声明の全文はこちらから。

SLACで開催されるSiDワークショップ

（SiD workshop at SLAC）

2013年1月16～18日まで、SLAC国立加速器研究所において、シリコン測定器（SiD）設計研究ワークショップを開催する。本ワークショップでは、DBDの最終的なドラフトのレビュー、測定器R&Dに関する進捗状況の確認、スノーマス2013プロセスへのSiDの参加についての計画、そして、SiDの将来についての議論を行う。

ワークショップ・ウェブサイトから会議の参加登録とSLACゲストハウスの予約が可能だ。

1月半ばにSLACでお会いできるのを楽しみにしております。

Andy White、Harry Weerts、John Jaros

◇プレプリント

ARXIV PREPRINTS
  • Prospects for Precision Higgs Physics at Linear Colliders
  • Correction of beam-beam effects in luminosity measurement at ILC
  • Triple $Z^0$-boson production in large extra dimensions model at ILC
  • Study of detection efficiency distribution and areal homogeneity of SiPMs
  • Commissioning of the Testbeam Prototype of the CALICE Tile Hadron Calorimeter

■今週のイメージ

メディアのみなさまへ：国際リニアコライダーは次の段階へ

（Media advisory: International Linear Collider to take next step）

国際共同設計チーム(GDE)と物理測定器研究組織(RD)よりなる国際リニアコライダー（ILC）のための国際チームは、2012年12月15日の日本時間14時より、秋葉原で開催予定の公式式典において、内部の監督機関である、ILC運営委員会（ILCSC）にILC技術設計報告書（TDR）のドラフトを提出します。これは、ILCプロジェクトの最終設計の完成に向けた、第一段階をなすものです。

 

投稿情報: 2013/01/14 カテゴリー: ILC NewsLine |

2013/01/11

ILC NewsLine 2012年11月21日号

ILC NewsLine 2012年11月21日号[英文記事]

■特集記事

クライオ・ベルト・コンベヤー

 （Cryo conveyor belt）

工業研究、クライオモジュールの連続製造を検討

Barbara Warmbein | 21 November 2012

クライオモジュール製造をとくと拝見：工業研究は、興味深い結果を出した。写真：CEAサクレーで工事中の欧州XFELのクライオモジュール。画像：DESY / Heiner Müller-Elsner氏。

国際共同設計チーム（GDE）が欧州合同原子核研究機関（CERN）の専門家と連携して行った工業化研究は、ILCのクライオモジュールを産業界で大量生産する方法について１つのより明確なイメージを提示した。その研究の成果は、様々な研究所から加速器の専門家が集まって最近開催された会議で報告された。類似した研究として、空洞の連続製造についての検討が既に行われている。クライオモジュール研究を指揮する科学者の一人である、CERNのVittorio Parma氏は、2003～2008年CERNの大型ハドロンコライダー（LHC）に2000台の超伝導磁石のクライオスタットの組み立てを行った立役者であり、したがって、このプロジェクトに彼の経験を活かすことは運命づけられていたのだ。

欧州XFELのクライオモジュールが仏サクレーのフランス原子力庁（CEA）でつくられたのと同様に、ILCのクライオモジュールは研究所や産業界で組立可能だ。ILCのクライオモジュールは、8台の空洞に1台の四極磁石、または、一連の9台の空洞からなり、各空洞はヘリウム・タンクに埋め込まれ、断熱材を加え、支持パイプ、抽出パイプ、カップラーなど、たくさんのもので構成されている。すべき仕事は、CERNにおけるLHCの電磁石とクライオスタットを製造する複雑さと同様だ。ＬＨＣの二極磁石のクライオスタットはＩＬＣクライオモジュールよりは複雑ではないが、ＬＨＣの四極磁石はずっと複雑である。産業界はこれまでに一連のクライオモジュール（ILCには約1800台必要とされる）を製造した経験がないため、XFELのクライオモジュールを100台製造した事実は重要かつ、ほぼ唯一の情報である。

Vittorio Parma氏は、陽子をその軌道上に保持するためにクライオスタット内に納まった超伝導磁石、-- そのクライオスタットはILCで使われるであろうクライオスタットや、既にDESY研究所のFLASHやEuropean XFELで使われているクライオスタットに似ているのであるが—

すなわち2000台のクライオスタットの組み立て作業のみの責任者だったわけではない。彼は、それらを建設すべく、CERN研究所内での大規模かつ産業的な生産ラインを準備したキーマンでもあったのだ。

「当初は、CERNでクライオスタットの中に二極磁石、産業界で四極磁石を組み立てることが計画されていました」とParma氏は説明する。しかし、企業は倒産してしまった。2008年にLHC始動の準備ができるよう、加速器の専門家はCERNで二極磁石、四極磁石、クライオスタット、すべての組み立てを行うことに決意した。「私たちは典型的に工業的な仕事をしました-基本的に工場を建設する方法を学びました」とParma氏。建物や基盤設備の設計、製造手順の考案、工具の選択肢や自動化の可能性について調査するのが日常的業務になった一方で、外部の請け負い業者を通して作業人員を探すことができた。「限られた時間のなかで行わなければならなかったため、通常、連続生産に先行して試作品製造を行う典型的な準備フェーズを経ない急場しのぎのやり方をしました。そして、私たちが経た経験を持って、欧州XFELとILCの両方を助けることができたらと思っています」とParma氏は締めくくった。

ILC/CERNチームはドイツのBabcock Noell社と連携して研究を行った。チームはこれまでの契約でBabcock Noell社と取引があった。Babcock Noell社は、欧州XFELのクライオモジュール製造についての工業研究に基礎をおいてきた。工業界側の研究リーダーは、Christian Boffo氏であった。およそ4～5年で、約1800台の要求品質のクライオモジュールを製造するために、必要な組立てフェーズと製造ラインと工場レイアウトを研究することでILCクライオモジュールを製造する最も費用効果がよい方法を調査するというのが目標だった。「ゼロから建設・計画を行わなければならない、最高40000平方メートルもの表面積の巨大な施設を必要とするでしょう」とParma氏は予測する。この施設には、数百人が常駐し、先例のない規模の多数のクリーンルームを備えるでしょう。

時間と労働コストを節約するために自動化できうるプロセスを調査することもまた研究目標だった。しかし、人の手でしかできない組立てステップも存在している。「産業界の人たちに、機械と労働者、両方の能力の限界について伝えなければなりません」とParma氏は説明する。「カップラーは、ロボットで挿入できるでしょうか？おそらくできません。クリーンルームでの空洞ストリングは、ロボットで位置調整できますか？ひょっとしたらできるかもしれません。位置調整・テーブルという提案があります。しかし、そのためには、ある種の検証を必要とするでしょう。空洞の周上溶接にも触れましたが、クラス10のクリーンルームの清浄度においては、現在利用可能な技術でこの選択肢は受け入れがたく、かなりの再設計の努力が必要になります。産業界は、こういったこと全てを私たちから聞かなければならないのです」

ところで：この特定部分の組立工程で費やされる時間を減らすことができる自動プロセスに関して、別の可能性がある。CERNが提案し、特許権を有する、いわゆるクラムシェル方法を用いて、クライオモジュール・パイプの溶接点のリーク確認を行う方法だ。この技術の時間節約と安定性を検討したうえで、欧州XFELは、CEAサクレー研究所でのクライオモジュールの組立てに、すぐにこの方法を採用した。

研究は、2つのシナリオを検討した。一社による100%の製造と3社による30%の製造だ。ILCのクライオモジュールは、1領域で1社だけで製造するよりはむしろ様々な会社によって3つの異なる領域で製造するため、後者はありそうもないモデルではない。研究によると、30パーセントモデルは実際に３分の１の基盤設備とスタッフが必要であることを示した。「この30パーセントのオプションは実際より合理的なようです」と、Parma氏は締めくくった。世界中の個々の施設の規模と基盤設備は、扱いがより簡単であり、そして、それらは、その施設が建設される地域のハブ研究所によって、将来的に利用されるでしょう。

8ヵ月の集中的な研究といくつかの会議と訪問の後、同社は10月に結論を伝えた。これらを検討した後、ILC/CERNチームは、独自の結論を出した。「私は、この研究がILCコスト評価に、確実で価値ある情報を提供したと言いたい」と、ドイツ電子シンクロトロン研究所（DESY）のGDEプロジェクト・マネージャーNick Walker氏は再び口を開く。「この研究は（これに先行したものと同様に）、この製造水準は、全く実現可能なものであることを実証しています。かなり巨大な施設であるものの、理にかなわないものではありません。産業界は、そのような施設を準備する能力を十分に備えているのです」

Fermilab Todayより：今週のFALC会議

 (From Fermilab Today:This week's FALC meeting)

FALCの略称で呼ばれる「大型衝突加速器の為の財政担当者会合（Funding Agencies for Large Colliders）」は、2003年の設立当初は「線形衝突加速器の為の財政担当者会(Funding Agencies for the Linear Collider)」という別の名前だった。FALCの初期の活動のひとつは、ILCのR/Dと設計を行うGDE を支援するための、共有資金を準備することだった。数年後、FALCのLは「リニア：Linear」から「大型：Large」へと拡大された。

FALCは、素粒子物理学を推進する主要な国の機関によって設立された任意団体だ。年に2回会合を行い、巨大な国際施設の建設に関連する全ての問題について議論を行っている。FALCは、様々な国家機関の上級管理者に世界の他の領域での同等の立場の人物を紹介したり、将来において巨大な国際施設に着手するのに必要な信頼感を築いたりするうえでも役立って来た。FALC は、米州、アジア、欧州から1名ずつ、3名の研究所所長をその会合に招待している。

FALCの直近の会合は、昨日米フェルミ国立加速器研究所（Fermilab）で開かれた。この会合は特に興味深かった。それはCERNにおけるヒッグスらしき粒子の発見や日本の高エネルギー物理学研究者グループによる日本で国際リニアコライダーをホストすることを強く望む声明があった直後だからだ。まだ日本政府から、日本がこの世界的な施設をホストしたいとの正式な声明は出されていないが、明らかにILCプロジェクトは日本においての力強いサポートを享受しており、そして日本ではILCプロジェクトは新しい国際都市をつくるより幅広い活動の一部として理解されている。当面の間、日本の研究者たちが日本以外の世界の人々からの支援を求めるのは当然なことだし、それは ILC プロジェクトを推進するうえで日本政府を説得するのに役に立つだろう。

FALCは、これまでに学んだ教訓を明瞭に一つにまとめ科学研究者グループと各国の財政当局の両方のため残しておく目的で、過去数年のGDEの活動についての報告書の執筆に取り掛かった。この目的を達成するために、FALCはR&DやILCの技術設計を完了する過程でのさまざまな成功例に関して、もちろん幾つかの混乱は様々な部分であったのだが、GDEメンバーから詳細な聞き取りを行おこなった。GDEは、年末にILCの技術設計を完了する。それから、12月に、拡大ILCプロジェクト諮問委員会が高エネルギー加速器研究機構（KEK）で開催され設計のレビューを行う予定だ。新年初めには、米SLAC国立加速器研究所のノーバート・ホルトカンプ氏が委員長をつとめる専門委員会がひらかれ独立したコスト・レビューを実施する。最後に、2013年2月に開催される将来加速器国際委員会(ICFA)の会議で、新しいリニアコライダー組織が始動し、リン・エヴァンス氏のリーダーシップのもと、ILCとCLICの活動のマネジメントが統合される。 

 

 今週Fermilabで会合を行った財政担当者会合のメンバー。写真：Reidar Hahn氏

[英文記事]

■ディレクターズ・コーナー

高加速勾配のILC SCRF空洞のために達成される主要な目標

 （Major goal achieved for high-gradient ILC SCRF cavities）

Barry Barish | 21 November 2012

1メートルの長さの9セルILC SCRFニオブ空洞。

GDEの最も重要な目標のうちのひとつは、高加速勾配の空洞が産業界で確実に製造可能であることを実証することだ。 GDEは2つの加速勾配目標を確立した。縦置き試験で1メートルにつき35メガボルト（MV/m）の性能の空洞を製造すること、そして、ILCクライオモジュールのために31.5MV/mの平均加速勾配の達成を実証することである。 さらに、私たちは2010年までに50%、2012年内に90％の性能歩留まりのこれらの高い加速勾配をもつ空洞を産業界が製造するという目標を設定した。私たちは最近この意欲的な目標を達成したのだ！

ILC基準設計のレイアウトは、31.5MV/mの平均運転加速勾配がベースとなっていたが、当時、私たちはこの平均加速勾配の達成を実証していなかった。私たちの確信は、限られたR&D研究所の実験によってもたらされた。 私たちはそれから、企業の資格の評価、手順の標準化、集中データベース作成と分析、そして、製造された空洞で問題を確認する技術の開発と、空洞の修理に関する世界的なプログラムを実行した。（ILC NewsLine空洞アーカイブを参照）

私たちは異なる研究所から得られた試験成績を記録すべく、全世界的に一貫性のある最新のデータベース化を開始し、初回合格と第2回目合格の歩留まりについて達成された加速勾配の標準的で明確な定義を作った。空洞選択に対するルールも確立された。 私たちはFermilab、DESY、米ジェファーソン研究所（JLab）、コーネル、KEKのメンバーからなるILCグローバル空洞データベースチームを結成し、空洞R&Dの進展を追うことができるように、これまでと最新の結果の分析を行った。現時点では、データベースは、純粋にILC加速勾配R&Dのために製造された空洞や他の加速器R&D向けに製造した空洞など、133台の空洞に関する情報を含んでいる。

 

 

初回合格（上）と第2回目合格（下）の性能歩留まりの結果の直近のデータ。 性能歩留まりは、28MV/m（足きり）と35MV/m（目標）を上回っている空洞 の割合。28MV/mの足きり値を越えた直近の第2合格歩留まりは、目標の90%より大きい。

プロットはベースライン工程処理サイクル（電解研磨を含む）により処理された認定ベンダーの空洞を示す。加速勾配が35MV/m以上で、クオリティファクターQ0が8×109以上の空洞は受け入れられる。もしそうでなければ、空洞は第2回目の再処理が行われる。 第2回目処理の選択は、初回試験成績に基づいて試験機関により行われるが、標準的な第2回目処理（高圧洗浄、120℃焼成、または第2の標準的な電解研磨サイクル）を採用しなければならない。

こういった改善は主に、第2回目の処理法に関するR&Dプログラムを通して開発された、改良診断ツールによるものだ。 第2回目再処理は、基準設計報告書（RDR）で使われた「過剰生産」モデルと比較すると、かなりのコスト低減をもたらす。技術設計ベースラインは、±20%の幅（たとえば28MV/m以上）の空洞を受け入れ、そして、私たちの一連の空洞のその制限を上回ったサンプルの平均加速勾配は、実は36.8MV/mと、私たちの35MV/mという目標よりいくぶん高い。 このように、統計数は限られるが、2回の標準処理は私たちの目標を満たすことができた！

上記で述べた性能歩留まりを越えて、よりコスト効率がよくなる見込みがあることは指摘しておく価値があるだろう。現在、空洞性能歩留まりの改善に有望な2つの修理技法を開発中だ。一つ目の技術は、KEKで行われた局所研磨だ。これは光学検査により空洞の中の欠陥を検出し、その後、小型の研削工具で欠陥を取り除くものである。 二つ目の技術は、Fermilabで開発されたもので、一週間のサイクルを使い、最大4台の空洞を、最後は鏡のような仕上げになるまで次第により微細な研削材を使用して、並行してバレル研磨する。バレル研磨プロセスの一部として、軽い電解研磨が実行される。両技術は、空洞性能を改善することがすでに示されている。

結論として、私たちは設定したベースライン加速勾配以上で機能するSCRF空洞を、産業界において素晴らしい性能歩留まりで製造するという目標を達成した。この工程には、初回合格に失敗した空洞のための、標準的な第2回目の処理が含まれる。 さらに、費用対効果が高い方法を実現できる心強い新技術が、さらに空洞性能歩留まりを改善すべく開発中だ。  これらの結果は、ILCプロジェクトのために産業界で費用対効果が高い加速勾配空洞を製造することが現実的であることを立証したのである。

■カレンダー
今後のスクール

■ニュース記事

  • from BBC World Service
    15 November 2012

    京都で開催されたハドロンコライダー・物理シンポジウムでの素粒子物理学者たちの集まりで、LHC Beauty共同研究グループの研究者は、これまでに観測された最も珍しい粒子崩壊のうちの1つの証拠を提示した。

  • from Scientific American
    14 November 2012

    ああ、京都で開催されたハドロンコライダー物理学シンポジウムで今週提示されたヒッグスの結果の大部分は、私たちの標準的な理解の範囲内に十分収まるものだった。

  • from New Scientist
    13 November 2012

    今日のような窮迫した（経済状態の）時期には、特にLHCがいまだ光り輝いていて新しいと感じられる今、次の加速器は簡単に承認されるものではない。しかし、後継加速器は常に長期の計画の一部であって、結局のところ、もっと前進するためには必要だ。LHCが見つけたものがたとえ何であったとしても、一般の人々は魅了された。今は、物理学者にとって、後継加速器について考え始める好機なのだ。

■アナウンス

2013年6月12日：日を抑えておいてください

 （12 June 2013: Save the date）

2013年6月12日水曜日、長年にわたるILC加速器と測定器研究開発の成果を祝して、全世界中で大きな祝賀式典が開かれる。アジア、欧州、米州の3領域は各々、午後5時の現地時間から科学シンポジウム、公開講演、祝賀会がスタートし、GDEの任務の完了と新時代の始まりを祝う。各イベント終了後、その領域は次の領域に祝賀のバトンを渡す。そして、最終的には、将来加速器国際委員会（ICFA）に最終的な技術設計報告書の公式提出となる。

■プレプリント
ARXIV PREPRINTS
  • Higgs inflation in a radiative seesaw model
  • A Novel Self-supporting GEM-based Amplification Structure for a Time Projection Chamber at the ILC
  • Dark Matter Search at a Linear Collider: Effective Operator Approach
  • One-loop effects on MSSM parameter determination via chargino production at the LC
  • Electroweak Phase Transition, Higgs Diphoton Rate, and New Heavy Fermions
  • Consistent on shell renormalisation of electroweakinos in the complex MSSM: LHC and LC predictions
  • Singularities in the single lepton energy spectrum for precise measuring mass and spin of Dark Matter particles at the e^+e^- Linear Collider
  • Illuminating Dark Matter at the ILC
  • Long-lived charged sleptons at the ILC/CLIC
  • More Energy, More Searches, but the pMSSM Lives On
  • Comparison of the Standard Theory Predictions of M_W and Sin^2 theta^lept_eff with their Experimental Values
  • The Constrained NMSSM with a 125 GeV Higgs boson — A global analysis

■今週のイメージ

次世代ヒッグスファクトリーのジオメトリー

 （Geometries of a future Higgs factory）

先週、米フェルミ国立加速器研究所に、えり抜きの専門家が集い、LHCで見つかったヒッグス（らしき）粒子にまつわる科学的研究に特化した加速器は、線形なのか、円形なのか、それとも、全く別の形であるべきかなのか議論した。参加者は、加速器、そしてヒッグスファクトリーに対する物理学的必要条件の見地から、線形の（重心系エネルギー）250GeV電子-陽電子コライダーと円形の（重心系エネルギー）250GeV電子-陽電子コライダーの可能性の比較を行うとともに、ミューオン・コライダーやガンマ-ガンマ・コライダーなど、他のヒッグスファクトリーのオプションも含めて比較検討した。ワークショップの詳細はこちら、ワークショップについてのsymmetry magazineの記事はこちら。

 

投稿情報: 2013/01/11 カテゴリー: ILC NewsLine |

2012/11/19

ILC NewsLine 2012年11月8日号

ILC NewsLine 2012年11月8日号[英文記事]

■世界の各地より

 ILC、段階的な建設を提案

 （Building the ILC step by step）

Rika Takahashi | 8 November 2012

ILC加速器の概念図。段階的実施案では、技術設計報告書における設計より主線形加速器が短くなる。

10月18日、高エネルギー物理学研究者会議(JAHEP)の会合が高エネルギー加速器研究機構(KEK)で行われ、「ILCの段階的な実施」について議論された。

今回の会議はJAHEPの「拡大委員会」と呼ばれるもの。JAHEPは通常、コミュニティの選挙で選ばれた15人の委員による議論が行われている。「高エネルギー物理学研究者会議では、重要な案件に対してコミュニティの多くの方々からの意見を聞き、将来計画などに反映させるため、過去にも何回か拡大高エネルギー委員会を開催してきました」とJAHEP委員長の駒宮幸男氏は言う。「今回は、緊急性の高いILCに関して議論をするために、拡大委員会が開催されたものです」

なぜ、ILCが緊急性の高いテーマだと判断されたのか？

今年3月に将来計画検討小委員会の答申を研究者会議が承認した。7月には、欧州合同原子核研究機関(CERN)の大型ハドロンコライダー(LHC)でヒッグス粒子と見られる新粒子が発見された。そして、12月にILCの技術設計書（TDR）と測定器の詳細ベースライン設計書(DBD)が国際協力によりまとまる。

これらの状況に加えて、日本のILCサイト候補地が北上と背振に絞られ、地質調査の予算がついており、「また、外国のILCコミュニティの日本への期待も高まっています」と駒宮氏。

ILCの段階的実施計画とは、プロジェクト当初にTDRの設計よりも短い加速器を作って「ヒッグスファクトリー（ヒッグス粒子を大量に生成する加速器）」として運用を開始する計画である。

ILCのベースライン設計は、約31キロメートル長の加速器を建設し、500ギガ電子ボルト(GeV)の重心系エネルギーを実現しようとするものだ。段階的実施計画では、LHCで発見された新粒子の質量が126GeVあったことから、重心系エネルギー250GeVを最初の目標として目指している。「新しい物理は126GeVから始まります。そこで、126GeVの質量を持つ新粒子を大量につくり出すことのできる250GeVの加速器は、一気に新しい物理の法則を決定する可能性があるのです」と、東京大学の山下了准教授。山下氏は、同委員会でILCの物理研究について発表を行った。「我々は直線型加速器の特性を最大限活用することができます。円形の加速器では、加速器トンネルの延長に制限がかかりますが、リニアコライダーは柔軟に対応が出来ます。実験が進むに連れて加速器を延長することが可能なのです」（山下氏）。

山下氏の講演の後、山本明氏（GDEプロジェクトマネジャー）がILC加速器の開発状況について報告した。山本氏はILCのR&Dの現状を説明し「ILCはTDRの技術で建設可能です」という言葉で締めくくった。しかし、TDRでは500GeVの加速器の設計を記述するもので、今回の議論のテーマである段階的実施計画は主目的としては取り扱われておらず、アップグレードとオプションのチャプターに簡潔に述べられるにとどまるという。

2時間に及ぶ議論の後に「国際リニアコライダー計画の段階的実施案について」の提案書は承認され、出版されることになった。要旨は以下の通り。

(1)物理研究はヒッグス粒子の精密測定で開始し、加速器をアップグレードすることによって、トップクォーク、ダークマター粒子、ヒッグス自己結合の研究へと展開する。具体的なシナリオは以下の通りである。

　（A）第一期として重心系エネルギー250GeVのヒッグスファクトリーをまず建設する。

　（B）重心系エネルギー500GeVまで加速器を段階的に増強する。500GeVまでを全体プロジェクトとする。

　（C）1TeV領域への技術的拡張可能性は確保する。

(2)建設経費の分担に関しては、日本は500GeVまでの全体プロジェクトの経費（建設費分）のうち50%とする分担をガイドラインとするが、実際の建設費分担は政府間交渉に委ねるべきことである。

参加者の数名からは「もしも日本にILCが建設されることになれば、その規模の大きさから、ILCが唯一の高エネルギープロジェクトになってしまうのではないか？」との懸念も表明された。KEKの鈴木厚人機構長はこの懸念に対して「我々は科学者として、どうやったら実現できるか？を考えなければいけない。もしも限られた知識や経験、偏見からしか物事を考えられなければ、新しい何かを、特にILCのような大きなプロジェクトを実現することは不可能です。自分が今持っているデータだけから判断することに意味はありません。我々は『ばか』になって考えないといけません」と回答した。

提案書の全文は、JAHEPのWebサイトに掲載されている。

■特集記事

CERN Courierより：視点：欧州素粒子物理学の将来計画を立てる

 （From CERN Courier:Viewpoint: Charting the future of European particle physics）

中田達也氏は、欧州の素粒子物理学戦略の改訂で、どの問題を取り扱う必要があるか考えている。

ほぼ60年前に立案された、最初のCERNの協定では、CERNは、国際的な加速器研究所を運営するほかに、欧州の素粒子物理学の取りまとめ役としての役割を担うことになることを予見していた。今日、CERNがこの役割を担うことは、これまで以上に重要になっている。現代の高エネルギー物理学の施設や実験の準備や建設には長期間を要するのが常であり、研究開発に必要とされるコストは増大している。これが、欧州全体としての戦略が必要とされている理由だ。CERN理事会が2005年6月に欧州の素粒子物理学戦略の作成を始め、科学的状況について検討し提案を行う専門のグループを設立したのは、ごく自然な流れであった。戦略文書の準備にあたっては、研究者グループ、資金提供機関、政策立案者から広く意見を聞いた。そして2006年7月、当該戦略はリスボンで開かれた理事会で採択された。

欧州戦略は、アクション・ステートメントと、17項の簡潔な説明から構成されている（CERN Courier2006年9月号29ページ）。これは、科学的課題のみならず、例えば、高エネルギー物理学の組織と社会的な有用性などについても記述している。科学プログラムにおける最優先事項としては、LHCを挙げ、続いて、LHCのルミノシティとエネルギーのアップグレード、電子陽電子リニアコライダー、ニュートリノ施設などの、将来の高エネルギー加速器の開発について述べている。

CERN理事会は、およそ5年毎に改訂するという理解に基づいて、2006年にこの戦略を採用した。最初の改訂は、2013年に理事会に提出すべく準備が進んでいる。この準備作業は、衝突エネルギー7-8テラ電子ボルト（TeV）でのLHC実験からのデータが得られるまで、2年間延期されていた。それによって、最近LHCで発見された、標準理論のヒッグス粒子と矛盾のない新しいボーズ粒子の存在に加え、ニュートリノ質量行列の3つ目の混合角が、世界各地の実験で確認されることになった。

こうした新しく得られた結果によって、2006年の時点よりも多くの科学的な課題が生まれたのだ。例えば、

•フェーズ1で期待される300fb-1（インバースフェムトバーン）、そして高ルミノシティ・アップグレードによる、1000～3000fb-1（1－3ab-1）のデータ量で、LHCでヒッグス（らしき）粒子の性質がどの程度研究できるのか？粒子の性質を研究するために、他の加速器が必要か？他の加速器が必要なら、技術的成熟度やエネルギー拡張性、コストや立地といった要因を考慮した時に、最適な加速器は何なのか？直線または円形の電子陽電子衝突加速器なのか、光子衝突加速器なのか、あるいはミュオン衝突加速器なのか？より具体的な問題としては、日本で検討されているリニアコライダーに欧州はどのように対応すべきなのか？

• 欧州のニュートリノ研究者グループは、欧州で行われる長基線ニュートリノ計画（ニュートリノの質量混合パラメータを測定する）と、ステライル・ニュートリノ(重力としか反応しないニュートリノ)を探す短基線ニュートリノ計画を提案している。さらに、究極の施設としての「ニュートリノ・ファクトリー」に向けたR&D研究が進行中だ。しかし、欧州のニュートリノ・プログラムはどうあるべきか、そして、どこで、世界的な側面が役割を果たし始めるのか？

• LHC後の欧州の将来の加速器のオプションは何か？これは10TeVのエネルギー・スケールで物理に取り組む加速器となのか？最大設計エネルギーのLHCから得られるデータは、これに対する十分な裏付けを与えるか？いつが決定を行うのにふさわしい時なのか、そして、将来そのような決定の準備ができているためにはどんな種類の開発研究が行われなければならないか？

科学の進展は、予想外の場所から出てくるかもしれない。したがって、戦略は型にはまらない考えを促進すべく、ある程度柔軟性をもつものでなければならない。

欧州戦略を改訂するプロセスが正式に開始されたのは、CERN理事会が新たな欧州戦略グループを組織した2011年夏だ。同グループは改訂に向けた科学的課題に関する提案を準備するために、欧州戦略準備グループによる支援を受けた。最初の戦略立案でも同様のプロセスがとられたように、提案は、欧州内外の素粒子物理学研究者コミュニティや他の利害関係者からの情報入力に基づいて作成される。このプロセスにおける重要な役割を果たしたのが最近クラクフ（ポーランド）で開かれた公開シンポジウムだ。同シンポジウムでは、上述の物理に加え、フレーバー物理学、強い相互作用の物理学、非加速器ベースの素粒子物理学、理論物理学に関して研究者から意見が表明された。加速器科学、測定器開発、大型測定器建設のための計算環境や基盤など、研究プログラムを実行するための重要な課題についても意見が述べられた。この会議では「新しい物理は、高エネルギー加速器による直接探索および、加速器、非加速器実験による精密測定によって研究されなければならない」という共通の認識ができあがりつつあることがはっきりした。

準備グループは、科学的現状に関するとりまとめ文書を作成しているところだ。欧州戦略グループは、2013年1月に、エリーチェ（イタリア）で会合を行い、3月のCERN理事会で議論にむけた欧州戦略改定の草案（この草案は、世界的な状況も考慮に入れて作成すべきである）が作成される。5月にブリュッセルで開催予定のCERN理事会での、戦略の改訂版採択が目標である。

•欧州の素粒子物理学戦略の改訂版についての詳細情報は、https://europeanstrategygroup.web.cern.ch/EuropeanStrategyGroup/を参照ください。

[英文記事]

symmetry magagineより：ヒッグス（粒子らしきもの）、それは他の何かでありうるのか？

 (From symmetry magagine:What else could the Higgs be?)

Illustration: Sandbox Studio, Chicago
October 30, 2012

標準理論の枠内で（素直に）計算すると、ヒッグスの質量は巨大なものと推定される。しかし、最近の実験結果は、ヒッグスの質量がかなり小さいことを示唆している。これは、この新粒子を説明するためには、標準理論の枠を越える必要があるかもしれない、ということだ。

7月4日、世界中の科学者が、シャンパンのボトルのコルクを抜いて、ほぼ50年にわたる探索の成就に乾杯した。探し求めていたヒッグス粒子と非常に似ている新粒子を発見したのだ。

ヒッグス粒子は、長い年月にわたり、素粒子物理学の標準理論の最後の失われたピースだった。しかし、見つかった新粒子がパズルを完成させるとしても、自然のジクソーパズルのいくつかのピースが、いまだ、ぴったりと、はまり込むのを拒否しているのだ。

「発見された粒子が標準理論ヒッグス粒子ならば、絵は一応完成するでしょう。しかし、それは、決して満足できるものではありえません」と、Eilam Gross氏（ATLASヒッグス物理グループの共同世話人）は語る。「標準理論を越えて初めて、答えられる謎があるのです」

理論によれば、粒子はある種の力の場をかき分けて進むことで質量を得る。一握の砂を想像してみよう。両手を丸めておしつける。そして、手を開いてみる。もし砂が乾いていれば、崩れ散ってしまうだろう。湿った砂なら、おしつけた形のままだ。粒子がどのように質量を得るのかについても、考えは、これと同じだ。砂が湿気のレベルに依存して新しい形を得るのと同じように、粒子は、ヒッグス場との相互作用のレベルに応じて質量を得る。

逆に、ヒッグス粒子は、他の粒子と相互作用することで質量を得るし、ヒッグスそれ自身との相互作用を通しても質量を得るのだ。

あるグループに属する粒子との相互作用は、ヒッグスに膨大な質量を加える、そして、別のそれより小さなグループの粒子との相互作用は質量を差し引く。計算の結果、ヒッグスの質量は天文学的な数字にならなければならないことになる。この考えからすれば、見つかったヒッグス候補の質量、およそ125ギガ電子ボルト、は驚くほど小さい数字だ。

もし、発見した粒子が本当にある種のヒッグス粒子であるなら、その場合、標準理論を越えた理論でその不可解な質量を説明できる。3つの人気がある説明は、超対称性、複合性、余剰次元の考えだ。

超対称性ヒッグス：さらに多くの新粒子

ヒッグス質量の計算の帳尻合わせをする一つの方法は、計算式に新しい変数を加えることだ。超対称性理論は、あらゆる素粒子がそれぞれ相棒粒子を持つと仮定する。都合の良いことに、これらの各相棒粒子は、ヒッグスの質量に逆の効果を及ぼす。それぞれのペアーの一方は質量を増し、もう一方は質量を減らすのだ。

しかし、それらの効果は完全に相殺するというわけではない。超対称性理論における相棒粒子は、超対称相棒粒子（もともとの標準理論の粒子と一対一の対応関係にあるが、より重い粒子）だ。超対称の相棒をもともとの標準理論の粒子群に加えると、ヒッグスの質量はほぼ計算と一致する。

「これこそみなが超対称性を好む理由のひとつなのです」と、Fermilabの物理学者、Don Lincoln氏は語る。彼はLHCのCMS実験とテバトロンのDZero実験のメンバーだ。

超対称性が好まれるもう一つの理由は、この新しいボソンが超対称性ヒッグスであるとわかると、全く新しい一群の新粒子、超対称相棒粒子の一群がそこにあり、発見されるのを待っていることになるからだ。これらの超対称相棒粒子の一つ（ニュートラリーノと呼ばれる重い粒子）は、私たちの宇宙のおよそ25パーセントを占めていると考えられる謎に満ちた物質、ダークマターであるかもしれないのだ。

複合ヒッグス：さらにより小さな粒子

理論家のなかには、ヒッグスの予想外の質量に対して、別の解決策を提案した者もいる。彼らは、複合ヒッグス粒子-標準理論ヒッグス粒子のようにふるまうが、それが、さらに小さな粒子から構成される複合粒子である場合-の可能性を探っている。

複合ヒッグス粒子の質量計算は、構造を持たない、それ以上分解できない（素粒子としての）ヒッグスの質量の計算とは違ってくる。もし、ヒッグスが複数のより小さな部分（複数のより小さい粒子）から構成されているならば、ヒッグスの質量は、それを構成する複数の粒子の質量に、それらの粒子を結びつけヒッグスにまとめあげる力のエネルギーをプラスしたものになるだろう。それが125ギガ電子ボルトになることだってありうるわけだ。

複合ヒッグスが本当ならば、素粒子物理学の世界に激震が走るだろう。もし、ヒッグスがより小さな粒子から構成される複合粒子ならば、私たちが現在宇宙の基本的な構成要素と見なしている他の粒子も同様に、より小さな粒子から構成されている可能性だって出てくるのだ。複合性が正しければ、それは基礎物理の新たな階層の誕生を意味する。そうなれば、その新たな階層から、全く新しい理論が飛び出してくることになろう。

余剰次元：新たな世界

ヒッグスの見かけ上の軽さについての三つめの説明は、私たちが、存在する全ての次元を考慮に入れて研究していないために、単にその全てを見ていないせいだという説明だ。

「もし、私が3次元空間を仮定して計算したなら、5次元空間を仮定して計算した場合とは別の答えが出るでしょう」と、Fermilabの理論家Joe Lykken氏は語る。「あなたが、今、 [3次元空間では] 大きくなるはずだと考えた効果は、大きくないということです」

科学者は、重力がなぜ弱いのかを同じやり方で説明する。重力は私たちを地上に引きとめてくれてはいるが、宇宙に存在する他の力と比較すれば、とんでもなく弱い力なのだ。もし、重力が他の力と同じくらい強いものだったとしたら、マグカップでさえ重すぎて持ち上げられなくなるだろう。

しかし、重力は、実際には3次元を超える次元に広がって存在するのかもしれない。私たちが感じることができる次元に力の全てが存在しているというわけではないので、弱いようにみえるというわけだ。

同様に、ヒッグスに巨大な質量を予言する計算は、私たちのいる次元を越えた次元の効果によって抑制される可能性もあるのだ。

もし、余剰次元が発見されれば、科学者が、重力そのもの、そして重力とこの宇宙に存在する他の力との関係を理解するうえで役立つだろう。それは、私たちの世界を少なくとも11次元に拡大する理論を提唱する、ストリング理論家を勇気づけることにもなろう。

興奮、さらに高まる

たとえ新粒子が標準理論ヒッグスであったとしても、「まだまだ謎があります」とCERNの理論家Christophe Grojean氏は語る。「もう一つの基本粒子を加えるだけでは、根本的な答えをもたらしません」

それは、標準理論が万物の理論ではないからである。標準理論ヒッグス粒子の確認ができれば、理論としては完結するが、それは包括的なものではありえない。科学者は、とりわけ、ダークエネルギー、ダークマター、重力の弱さの謎を解く必要がある。

新粒子が標準理論ヒッグスでないとわかる、あるいはそれが全くヒッグスとは別物だとわかると、それは、科学者に次にどこを探索するべきかを示すロードマップを提供することになる。「発見した粒子が標準理論ヒッグス粒子であるならば、素晴らしいことです。しかし、それは、次に調べるべき場所についての実験的な手掛かりを提供してはくれないのです」と、Albert De Roeck氏（CMSヒッグス物理学グループの共同世話人）は語った。

新しい、ヒッグスらしき粒子の物語は、まだまだ続く。実際、LHCでの興奮は、明らかに今も続いている。物理学者は、データが次はどこに自分たちを連れて行くかを見たがっているのだ。

[英文記事]

 ■ディレクターズ・コーナー

リニアコライダー特別イベント、IEEEシンポジウムで開催

 （Special Linear Collider Event during the IEEE Symposium）

Barry Barish | 8 November 2012

IEEEのリニアコライダーイベントのポスター

10月29日～11月3日、米カリフォルニア州アナハイムのディズニーランド・ホテルにおいて、2012年の米電気電子技術者協会（IEEE）原子核科学シンポジウムと医療用画像処理会議が、常温半導体X線とガンマ線測定器に関するワークショップとともに開催された。 今年のシンポジウムの目玉は、「リニアコライダー特別イベント」であった。特別イベントはCERNのLHCでヒッグスらしき粒子が発見された直後の開催となり、その分野における数々のリーダーが参加していた。 国際リニアコライダー（ILC）とコンパクトリニアコライダー（CLIC）加速器についての発表の他、測定器コンセプト、リニアコライダー技術の産業応用における波及効果の可能性、次世代のリニアコライダーの展望に関する公開討論などがあった。

私たち、素粒子物理学者は、非常にエキサイティングな分野で仕事をしている。私たちの発見が世界中でトップニュースになるのだ。 しかし、私たちの研究分野は非常に高価でもあって、その領域を切り開くためには巨大な粒子加速器と巨大で精密な測定器を要する。LHCは、超巨大な最先端装置を共同で制作し、共同で科学を探究するという、世界的共同研究の素晴らしい例だ。現在、研究者グループは、ILCのような補完的な電子衝突加速器など、LHCを越えた次世代の加速器について検討している。 この大きな目標を達成するには、私たちは仲間の科学者やエンジニアにこれらの投資について納得してもらわなければならない。IEEEでのリニアコライダー特別イベントは、リニアコライダーの科学技術をこの重要な研究者グループに提示するのに絶好の機会であり、全力を尽くしたと考えている。

IEEE原子核科学シンポジウムシリーズは1954年に始まり、IEEE医療用画像処理会議（MIC）とともに、核と素粒子物理学計装分野における最も大きな毎年恒例のイベントのうちのひとつとなっている。 一週間の会議には、主要な測定器物理学者、エンジニア、事業会社の社員ら世界中から2,000人以上集まるのが常だ。

村山斉氏（東京大学Kavli数物連携宇宙研究機構・機構長）

イベントのハイライトは、リニアコライダーの物理学に関する村山斉氏による特別講演であった。この講演は、IEEEの幅広い参加者と私たちILC研究者の両方の興味をそそるものだった。幸いなことに、村山氏は、ILCの技術設計報告書の完成後に、現在のILC組織に代わって、ILCとCLICの活動を統合する新しい組織のマネジメントメンバーの一人となることを承諾してくれている。

リニアコライダーの特別イベントの主催者Maxim Titov氏。

2日間にわたって開催されたリニアコライダー特別イベントは、今年の原子核科学シンポジウムの一部として企画された。そして、ILCとCLICの両方について、測定器コンセプト、LC技術の産業応用の波及効果についての発表や、リニアコライダーの展望に関する公開討論が行われた。 ILCとCLICのレビューでは、そのコンセプトと技術開発の歴史をたどり、産業応用関連の講演は、聞き手に合わせた内容にアレンジした。特別イベントの最後は、Rolf-Dieter Heuer氏（CERN）、Joachim Mnich氏（ドイツ電子シンクロトロン研究所）、鈴木厚人氏（KEK）、Stuart Henderson氏（米フェルミ国立加速器研究所：Fermilab）、Steiner Stapnes氏（CERN）、山本明氏（KEK）、山本均氏（東北大学）が参加する公開討論で幕を閉じた。 討論会は、鈴木厚人氏が、最近のCERNでヒッグスらしき粒子の発見や、日本で進展しているリニアコライダー実現にむけた取組みの紹介でスタートした。 その後、世界的な共同研究グループを組織することや、産業界をまきこむこと、技術移転、社会的影響などの課題について、集中的に議論が行われた。

LC研究者グループを代表して、この非常に興味深いシンポジウムを主催してくれた、Maxim Titov氏（2012年IEEE NSSプログラム委員長）とIngrid-Maria Gregor氏（2012年IEEE NSS副プログラム委員長）に感謝の意をあらわしたい。

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2013年2月に新しいリニアコライダー組織が始動するまで、ILC NewsLineは隔週の発行となります。来週の発行はありません。また、感謝祭の祝日のため、次号の発行は11月21日です。

■ARXIV PREPRINTS
  • Full $\mathcal{O}(α)$ electroweak radiative corrections to $e^+e^- \rightarrow t \bar{t} γ$ with GRACE-Loop
  • Effective Field Theories and the Role of Consistency in Theory Choice
  • Delta r in the Two-Higgs-Doublet Model at full one loop level — and beyond

投稿情報: 2012/11/19 カテゴリー: ILC NewsLine |

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