Japanese Highlights

ILC NewsLine 2009年5月21日号

■リサーチ・ディレクターズ・レポート

François Richard氏

CLIC－ILCの測定器コラボレーション  

今月のリサーチ・ディレクターズ・レポートは、リニア・コライダー物理・測定器国際研究組織（WWS)共同議長で欧州地域測定器・コンタクトであるFrançois Richard氏による。

先月つくば市で開催されたTILC09ではCERNから多くの研究者が参加し、ILCとコンパクト・リニア・コライダー（CLIC）間のコラボレーションがますます活発になってきていることがよく伺われる。ここでは、ILC－CLIC間で同意された覚書（MOU：詳細は2008年11月のBarry Barish氏のコーナーで）のうち、測定器に話題を絞って述べよう。この覚書がとり交わされた背景には、加速器・測定器開発においてILC/CLIC双方のコミュニティの目標に共有点が多いことと、不要な競合を避けたい、ということがある。過去、国際的なリニア・コライダーの目標重心系エネルギーを1テラ電子ボルト（TeV）以上に延ばす根拠は、理論的観点からの憶測の域を出なかった。しかし、LHCの運転開始を間近に控えたいま、そしてもちろんTevatronの結果も踏まえ、実験的な結果に基づく選択が可能になると考えられる。

電磁コイルとヨークのパラメトリック・モデル(Alain Hervé)。この概念はCMSやILD、SiDそしてCLICで共通している。

実際、測定器MOUはよく機能しており、測定器趣意書（LOI）執筆のための「垂直的な」グループ活動や、「水平的な」(注)R&Dコラボレーション（3月のSiD会議のKonrad Elsener氏のスライドを参照）の会合へCLIC関係からの複数チームの参加を得ている。CLICが概念設計報告書（CDR）の準備を開始するにあたって、ILCコミュニティによる測定器開発の成果が大きな役割を果たした。とりわけ、ソフトウェア・ツール（例：lcsim.org参照）がそうで、いくつかの計算コードが現在CERNで活用されている。また、大型のLHC測定器の構築・運転するために得られたCERNならではの専門的知識は、今後の技術設計フェーズで、より現実的な機械設計のとりまとめを行おうとしているILC測定器の仕事に役立っている。こうした実り多い共同研究をうけて、このコラボレーションはさらに強化されてきた。例えば、CERNの研究者からはILC測定器の3つのLOIに署名をしているものや、カロリメータ共同開発グループ（CALICE）のコラボレーションへの参加者が出ている。

 （注）LOIグループのような、総合測定器システムに関して、並立している共同研究グループを「垂直的」なコラボレーション；Si素子による粒子検出器、MicroMEGAS検出器といった、複数のLOIグループのシステムに共通に適用可能な測定器技術に関する共同研究グループを「水平的」なコラボレーションと呼んでいる。

CLICとILCのコンセプトの共通点とは、どのようなものだろうか。端的にいえば、ILC測定器はカロリメータのパフォーマンスを押し上げ、大型の超伝導ソレノイドを構築するのに最先端の技術を使用している。CLICとILCの間では、電磁とハドロンの両カロリメータを持ったCMSタイプの超伝導ソレノイド（図参照）という設計では、コンセンサスが取れている。これは測定器のコストを決める主要素となるものなので、重要な選択である。また、以前から知られているように、ILDとSiD測定器設計で開発された「粒子フロー」の考え方により、500GeVまでの粒子ジェットを再構成できるので、3TeVまでの物理実験に対応することが可能である。4thで開発されたDREAMカロリメータのアプローチはこれと相補的なもので、さらに高い対応エネルギーをもつ可能性もある。

CLICでの0.5ナノ秒ごとに1バンチというきわめて小さなバンチ間隔、また3TeVでランダムな電子陽電子ペアによるバックグラウンドが一桁も増加してしまうこと（Wolf-Dieter Schlatter氏のTILC09会議でのtalkを参照）などは、難しい問題である。トラッカーのデータ中、どの粒子がどのバンチ衝突から来たものかを識別する、もしくは少なくともタイムスタンプすることは可能だろうか？こういった問題に取り組む最先端のR&D技術は、ILC測定器のなかでも、とくに粒子密度の大きいビームパイプに近い部分のものを考えるとき、有効なものとなるだろう。

今後の展開は？コラボレーションは継続する。たとえば、CLIC-ILC役員会が6月12日にCERNで開かれる。もちろんわれわれが一番期待しているのはLHCの運転開始である。これによりリニア・コライダー実現に向けての政治的なプロセスを開始し、2012年までに戦略全容を定義するのに必要な情報が得られるだろう。

■世界の各地より

ノートルダム大学のミュー粒子検出器開発ブロジェクト

国際リニア・コライダー（ILC）は宇宙についての我々の理解を革新し、好奇心にあふれた素粒子物理学者にとってチャレンジとなる結果をもたらすだろうと、多くの物理学者は考えている。このILCは、米国インディアナ州ノートルダムにあるノートルダム大学が積極的に活動している分野だ。特にミュー粒子検出器の研究と高校の先生や生徒へのアウトリーチ活動が活発だ。

大学内で製作されたミュー粒子検出器の周りに集まったノートル・ダム大学のILCプロトタイプメンバー

「ノートルダム高エネルギー物理グループは、シンチレーター・ファイバー・トラッキングとファイバー読み出しのカロリメータに長いこと取り組んできました。ですから、ILCミュー粒子のコラボレーションは私たちにぴったりのものでした」とノートル・ダム大学物理学科学部長のMitchell Wayne教授。

ノートルダム大学はミュー粒子研究の一環として、ミュー粒子検出器グループに参加している。この検出器グループは、米国ではコロラド州立大学、ウェイン州立大学、ノーザン・イリノイ大学・ウィスコンシン大学マディソン校、米国外ではイタリアのUniversità di Udine やUniversità degli Studi di Trieste など、30の大学や研究所で構成されている。シンチレーターのミュー粒子検出器試験に力を入れており、高抵抗電極板（RPC）検出器の改良、ミュー粒子とカロリメータのシミュレーションなどを行っている。米国フェルミ研究所で得られた試験ビームの結果をもとに、RPCやシンチレーターをリニア・コライダーのミュー粒子システムに適用する研究もなされている。

だが、ILCに関連する活動はこれにとどまらない。例年夏に、ノートルダム大学では、国立科学財団（NSF）と米国エネルギー省（DOE）によるスポンサーのもと、QuarkNetを開催し、高校教師、高校生が全米の大学や研究所との関係を築く機会を提供している。これは、全米レベルでの教師ネットワークを構築することによって学校での科学教育を推奨し、ライブやオンライン、エネルギーや運動量など物理の基礎を学ぶ観点から素粒子物理をとらえることが目的としている。「QuarkNetは、科学研究がどのようになされているかを教師が実際に体験できる機会です」とWayne氏。「学生は、実際のデータを扱って、科学者がどのように研究を進めていくのかの過程を経験し、科学の知識を養うことができます。」この活動には、ミュー粒子検出器の制作や、フェルミ研究所とのシンチレーターとファイバーを利用したプロトタイプ試験などが含まれている。

ミュー粒子は電荷をもつ三つのレプトンの一つである（残る二つは電子とタウ粒子）。そして、ILCでの衝突のなかでミュー粒子が生成している場合には、面白い事象である可能性が高いことが知られている。ILCの実験では、このミュー粒子の同定と測定に特化した検出器も組み込まれている。ミュー粒子測定器は、測定器システムの一番外側に配置されるが、その上流に位置するカロリメータの厚みは有限であるので、ハドロンシャワーの一部がミュー粒子検出器にまで到達する場合がある。もしミュー粒子検出器がこのハドロンのエネルギーも正確に測定することができれば、ミュー粒子を測定するだけでなく、カロリメータと組み合わせてジェットエネルギーの測定分解能を上げることも可能になる。

ミュー粒子検出器は通常、厚さ10センチほどの鉄板とシンチレーター・ストリップをサンドイッチしたものを作り、これをビームラインの周りに8角形に取り囲むようにして建設する。それぞれのストリップには、長手方向に波長シフト・ファイバーが取り付けられている。ミュー粒子がストリップを通過するとき、ストリップ内に紫外線が発生するが、この紫外線がファイバーに吸収されるとファイバーは長い波長の可視光（緑）を発生する。この緑の光はストリップの終端の光子測定器で検出される。ミュー粒子検出器のレイヤーを追加し、鉄板の厚みを増やすことで、ハドロンシャワーの粒子は初期に吸収されてしまい、ミュー粒子のみがすべてを貫通できるものをつくり、ミュー粒子の再構築を容易にすることができる。前述の八角形の構成は、こうした構造を作るうえで有利である。

今年の夏にかけて、QuarkNetは学生らを募集し、これらの課題にチャレンジする。これがよい学習体験となり、学生たちのあいだで素粒子物理学への興味をひかれる者が出るかもしれない。これは、高校生にとってILC測定器の活動に参加し、ミュー粒子検出器研究の舞台裏を経験することのできるユニークな機会だといえる。

今後数か月は、ミュー粒子検出器のためのシリコン光子増倍管や試験プロトタイプ・ストリップについて研究したいとWayne氏は言う。

「ミュー粒子検出器についてのこれらの研究は、物理学にとって大変重要なステップとなるでしょう」とWayne氏。

■ディレクターズ・コーナー

Barry Barish氏

加速器科学を学ぶこと

今日は、加速器に興味がある若い研究者たちに、「第4回リニア・コライダー国際加速器スクール」への申込を奨励したい。中国北京市にて2009年9月7‐18日に開催予定で、申込締め切りは6月1日に迫っている。本スクールは過去に何度も成功を収めており、加速器の基礎についてこの分野のリーダーから教わり、次世代リニア・コライダーの課題について学習することができるユニークな機会である。加えて、今年のスクールはRF技術と加速器物理の二本柱でできており、復習したい、あるいは高レベルの学生を対象としている。

Bruno Touschek氏は1960年代イタリアのFrascatiで第一世代電子―陽電子コライダーを開発した。

素粒子加速器は、素粒子物理研究において半世紀以上中心的な役割を果たしており、特に新しい世代の加速器がエネルギー・フロンティアを開拓する度にそれは顕著になる。現在のCERNの大型ハドロンコライダー（LHC）も、まもなくそうした役割を果たすだろう。さらに長い目で見ると、後続のレプトン・コライダーが次の展開といえようか。

近代素粒子物理の誕生は、戦後、宇宙線の研究からサイクロトロンによる実験へと転換したことに始まる。その後さらに高性能なサイクロトロンやシンクロトロンへと世代を進めていった。1960年代には、衝突型加速器が開発され、粒子を正面衝突させるブレイクスルーがあり、より大きな重心系エネルギーを得ることができるようになった。その後三世代の加速器をつかい、私たちは陽子・陽子衝突と電子・陽電子衝突による相補的研究によって、素粒子物理のエネルギー・フロンティアを探究してきた。

LHCでの1テラ電子ボルト（TeV）のエネルギーの実現に向けた準備の途上、レプトン衝突用のコライダーが将来必要になるであろうことが見えてきた。しかしそのような高エネルギーの電子の場合、その静止質量が極めて小さいため、通常の円形のコライダーでは、膨大なエネルギーが放射光として失われてしまう。これが、電子と陽電子を使った直線のコライダー（ILCまたはCLIC）を建設する、あるいは、ミュー粒子コライダーのようなさらにエキゾチックな加速器の開発に方向性を定める理由である。このような新しい加速器の実現のために、加速器科学における難題に取り組む必要がある。このことは、スクールでも論じられるだろう。

三世代の電子‐陽電子コライダーと提案されているILC

加速器科学とは、若い研究者にとって先進的な分野であるということを強調したい。加速器は、素粒子物理の将来にとって不可欠なものであること以上に、核物理や物質科学、医療、医薬生産などにとっても、ますます重要な役割を果たすことになる。たとえば、新世代の光源は、科学研究や工学分野での広汎な応用のため、そのユーザー・コミュニティも大変大きい。新加速技術や素粒子加速器のこれまでの発展は、ほぼ素粒子物理のための加速器R&Dの副産物である。ILCの国際設計チーム（GDE）は、超伝導RF加速や素粒子源、ビーム光学などで最先端技術を研究する中心的存在であるといってよい。ILC加速器における課題を克服することで、将来素粒子加速器の実現のみでなく、大きなインパクトのある新しいアイデアや技術が生まれるだろう。

中国北京市近郊にある2009スクール開催場所Jixian Villa

今年9月の加速器スクールはエクスカーションやサイト見学を含み10日間にわたって開催される。リニア・コライダーの科学とILCへのイントロ（私が講義する）をかわぎりに、二日目はレプトン・コライダーやCLIC、ミュー粒子コライダーの様々な技術を紹介する。これらの全体講義の後に、スクールは二つに分かれ、リニアック、粒子源、ビーム収束システムとビーム-ビーム効果、ダンピング・リングについての加速器物理コースの講義が行われる。また、常温RF、超伝導RF、低レベル・高レベルのRFシステムなどで成るRF関連コースの講義も行われる。学生には課題と試験が出される。

中国でこの4回目のリニア・コライダー加速器スクールに参加することを楽しみにしている。Weiren Chou氏（このスクールのカリキュラムを作成しスクールの組織に尽力した）と私はこのスクールへのご参加を強くお勧めする。9月に学生の皆さんにお会いできるのを楽しみにしている。

■カレンダー

今後の会議

11th European Symposium on Semiconductor Detectors  Wildbad Kreuth Conference Center, Bavaria, Germany 7-11 June 2009 Tesla Technology Collaboration Meeting (TTC09) LAL, Orsay, France 16-19 June 2009 ILC-CLIC LET Beam Dynamics Workshop at CERN  CERN, Switzerland 23-25 June 2009 Polarized Positron for Linear Colliders Workshop (Posipol 2009)  IPNL, Lyon, France 23-26 June 2009 FCAL meeting  DESY Zeuthen, Germany 29-30 June 今後のスクール The 2009 Hadron Collider Physics Summer School CERN 8-17 June 2009 Summer School on Particle Physics, Cosmology and Strings Perimeter Institute, Waterloo, Canada 24 June - 1 July 2009 International School of Physics "Enrico Fermi" (SIF) Radiation and particle detectors  Varenna, Villa Monastero, Italy 20-25 July

GDE Meetings calendar  View complete ILC calendar ■ブログライン 18 May - Frank Simon 最後のシフト 17 May - Frank Simon 天使と悪魔 16 May - Frank Simon 夜のシフト Follow all Quantum Diaries ■ニュース記事 From Associated Press 19 May 2009 欧州研究者、スペース望遠鏡を打ち上げる ．．．息をのむような天体写真でよく知られたハッブル望遠鏡とは違って、ハーシェルとプランクは可視光域外の波長をとらえる。だがこれは、惑星や恒星の誕生について知るのに不可欠な情報だ。  英文記事 From Reuters 14 May 2009 オーストリア、結局は素粒子物理にとどまることに 「オーストリアは50年以上もCERNのメンバーでした。オーストリアの大勢の科学者はCERNに関係しており、将来もそうであるでしょう」と社会民主党のFaymann氏は、Johannes科学大臣との記者会見で発言した。  英文記事 From Wiener Zeitung 14 May 2009 Ritt auf Plasmawelle soll Elektronen effizienter aufladen ...Während im LHC Protonen zusammenprallen, haben die Max-Planck-Wissenschafter mit Kollegen der Universitäten in Düsseldorf und Novosibirsk ein Konzept für einen International Linear Collider (ILC) vorgeschlagen, um Elektronen zu beschleunigen. 独文記事 From INFN 14 May 2009 SuperB実現に向けて前進 ．．．図にあるように、衝突地点に「クラブ・ウエスト」構成を適用することによってルミノシティが向上した。  英文記事 From Público 8 May 2009 La extinción de los mastodontes de la física ...El caso del ILC muestra que la construcción de máquinas cada vez mayores y más potentes para explorar los abismos de la física puede tener cerca su límite. Tevatrón, el acelerador en activo más energético, costó unos 200 millones de euros; LHC, siete veces más potente, 5.000. 仏文記事 ■アナウンス arXiv preprints 0905.2922  Top Quark Physics at the Tevatron 0905.2655  Cosmic Ray Tests of the Prototype TPC for the ILC Experiment 0905.1782  CP-sensitive spin-spin correlations in neutralino production at the ILC  EUROTeV Reports 2008-091  Low-energy Positron Polarimetry at the ILC 2008-093  Final Report for the Laser-wire Beam Position Monitor (LBPM) Task ■今週のイメージ 米国フェルミ国立研究所の試験カロリメータ  フェルミ国立研究所のメゾン試験エリアのカロリメータの前に立つCALICEコラボレーションのメンバー。後列（左から）：Frank Simon氏、Nils Feege氏、Jose Repond氏、前列（左から）：戸塚俊介氏、Adil Khan氏、西山実穂a氏、小寺克茂氏、そして魚住　聖氏。  カロリメータ試験についての詳細はFermilab TodayとFrank Simon氏のQuantum Diariesブログ (BlogLine参照)で。

ILC NewsLine 2009年5月14日号

■ILC NewsLine 測定器特集号

３つの測定器趣意書（LOI）が提出され、それらの評価プロセスが国際測定器諮問委員会（IDAG）で始まり、ILC測定器の活動も新たな段階に進んだといえる(前回の記事を参照)。今週のILC NewsLineはこのLOIについて特集する。LOIがどのように執筆されたかに関しての記事と、諮問委員会（IDAG – International Detector Advisory Group）の審議に関する記事、そしてBarish氏の加速器‐測定器インターフェースのR＆Dハイライト、の３本をお届けする。つくば市で開催されたTILC09会議のワークショップでは、三つの測定器設計グループがそれぞれの物理・測定器について発表し、IDAG委員も説明を聴いた。

LOIの仕組みは、国際リニアコライダー（ILC）の測定器設計の推進のため、国際リニアコライダー運営委員会(ILCSC)によって2007年10月に立ち上げられた。その経過についてはILC NewsLineのリサーチ・ディレクターズ・レポートで、逐次報告されている。それぞれの設計グループは、昨年2008年3月に参加意思を表明し、LOIを締切日までに提出する旨約束したが、これらのグループの確認と5つの共通作業グループの編成が、実験・物理コミュニティ運営活動の最初の一歩であり、一年後のLOIの完成へと至ったものである。

測定器R&Dと物理研究の仕事は継続する。測定器分野でのリサーチ・ディレクターとその運営組織がつくられた理由は、これを促進するためであった。この組織が確立し活動している今、LOI認証後の新たな進展を想定している。認証されたグループは、2012年の技術設計フェーズIIの終わりまでの完成をめざして、主要部分の設計とR&Dを進める。主要な要素の実現可能性を実証し、選択肢がある項目についてはその選定を行うことができる程度のレベルまで、R&Dプログラムを進めることが目標である。並行して、物理に関しても、CERNの大型ハドロン・コライダー（LHC）からの第一報を参照しながら、検討を進めなければならない。2010年に、私は中間報告を執筆する予定であるが、その際には測定器グループや共同作業グループには、それぞれのグループにおけるR&Dと物理研究についての進捗状況の報告をお願いすることになる。

それぞれの設計グループは、認証のためにIDAGに対応する一方で、リソースを考えながら、この新しいフェーズに向けて準備する必要がある。LOIの認証プロセスが、それぞれの測定器グループが財源組織への開発計画の説明する努力の基盤を強化し、予算確保の一助になればと思う。同時に、開発焦点の絞り込みも必要になると思われるが、LOIはその一歩となるであろう。この観点から、私たちは今、より精選されたR&D活動への節目にあるといえる。

■特集記事

LOI執筆は「絵画」制作にも似たもの

LOI編集者は出来映えに自信、そして完成に安堵

400ページもの報告書にまとめられた、計算、シミュレーション、測定器の説明、算定、世界中から1000人もの署名、電話と会議に費やされた時間　―　大量の努力と考察がLOIに結実した。「ILD」、「SiD」、そして「4^th」それぞれの測定器に関して、LOIが締切日までに提出された。100ページという枚数制限には収まらなかったが、LOIは3つとも受理され、国際測定器諮問委員会（IDAG）によって綿密に検証されている（今週号のもう一つの特集記事を参照のこと）。この執筆作業がどのようになされたか。執筆者と編集者に聞いた。

LOI執筆のよう：南カロライナにあるATLAS測定器の壁掛け。Kristofoletti氏による。Flickrより。

LOIは、様々なサブ測定器、シミュレーション結果、ハードウェアや技術について書かれており、その執筆にはたくさんの人の協力が必要だ。しかし一貫したドキュメントとして最後に完成させるところでは、少人数の編集チームであたるしかない。Phil Burrows氏はSiDチームに、Ties Behnke氏はILDに、そしてJohn Hauptman氏は4thに、それぞれ属している。3氏ともに、測定器概要文書や基準設計報告書、TESLA技術設計報告書、広報冊子「量子宇宙への旅」など、同様の出版物の経験が豊富だ。とは言っても、それぞれの出版物が別物で、つまるところ編集と最終校正はその都度の大作業である。「メンバーからの原稿や資料の提出が遅れ、編集者が最後にどたばたと編集作業に取り組むことになるのではないかと心配していました」とPhil Burrows氏。「心配した通りになりましたよ！」John Hauptman氏は「早期に完成したところもありましたが、結局はBragg曲線のように、一番エネルギーを使ったのは最後でした」と付け加える。

原稿の執筆自体は編集者が行うのではなく、他の人も加わる。それぞれの部分には責任をもつサブグループがあって、原稿も執筆する。「ILDの場合、だいたい50人の人がLOIに何らかの形でかかわっています」とTies Behnke氏。「LOIは、ILDがグループとして取り組んだ、つまり、欧米亜のILDコミュニティが協力を密にして執筆した、最初の報告書です」ILD（International Large Detector）は3つの測定器グループの中で一番大きいが、それは、過去の二つの測定器グループ、「GLD」と「LDC」が合併してできたグループだからである。そのため、互いに新しい仲間に馴染み、測定器計画の詳細に合意してから、課題過程の作業に取りかかる必要があった。GLD と LDC では異なった技術的ソリューションが構想されていた部分があり、そのすべてを基本案として盛り込むことはできないので、統合・調整の作業が必要だった。「作業上の基本案となる解を見つけようと、皆たいへん協力的でした」とBehnke氏は振り返る。

LOIはバージョンごとにウェブにアップロードされ、メンバーがダウンロード、コメントの追加、そして新バージョンのアップロードを行う。すべてのプロセスは、編集者によってつねにモニターされた。こうしたプロセスは全てのLOIグループで採用され、効果的だったが、往々にして、細部で足をすくわれることがある。例えばSiDでは、誰も考えていなかった整合性の問題が起こった。「執筆者署名用にWWWテンプレートで簡単なものを提供しましたが、人名や所属先名、住所を入力するときのフォーマットを特定していなかったために、一貫性がなくなってしまいました」とBurrows氏。「編集者が全ての名前のスタイルを手で直しました。グーグルでもたくさんの施設名を調べましたよ。」

苦労を重ねただけに、3つの設計グループはLOIを完成させ、締切までに提出できたことに達成感を感じている。この作業は、作業編成や測定器のレイアウトについて考察する機会となり、コミュニティの結束は強くなった。「設計の中に潜んでいる問題点について、避けたくとも眼をそらすことができないようになりました」とJohn Hauptman氏。「設計治療の効果があるわけです。」

もう一回この執筆活動をするかと聞かれて、３つのグループはもちろん、と答える　－　もっとも、設計や制作、実験にもっと時間を割きたいと考えているので、すぐにというわけではないが。Hauptman氏はこう結論づける：「もちろん、また書きます。好きで誇りに思っている測定器ですし、私たちのものですから。ことに、自身の機知を頼りに想像性を働かせる学生たちにとっては、絵画や叙事詩を創作するのと似ています。」

■特集記事

ILC測定器設計の認証プロセス

「ILCにおける測定器の初めの一歩として、注目に値するステップでしょう」とIDAG委員長のMichel Davier氏。測定器グループが測定器趣意書（LOI）を提出した3月末から、国際測定器諮問委員会（IDAG）は多忙になった。日本で開催されたTILC09で、このパネルは、3日間かけて検討作業を続け、測定器設計グループをインタビューした。これらのセッションは他の参加者には公開されなかったが、ILC NewsLineはここでどのようなことが審議され、測定器の評価プロセスがどのようになされるのかに迫ってみた。

IDAGはベンチマーキング・セッションで全ての測定器設計グループを招く

IDAGは、事前準備をおこなってはきたのだが、3月31日に測定器趣意書（LOI）を受取ったあと、それらを読破し質問を準備するための時間は二週間しか与えられていなかった。「電話会議や仙台、ワルシャワ、そしてシカゴでの会議を通して、1年間準備を重ねてきましたが」とIDAG委員長のMichel Davier氏。つくば市でのTILC09に先がけて、議論を始めるための最初の質問リストがそれぞれの設計グループに送られたのは、会議開始のわずか五日前であった。「まずは、それぞれの測定器設計と、そこでの技術選択の根底にある基本的な考え方をよく理解しなければなりません。また、技術的に未確立の点などについても、聞きたいと考えていました。」

これらは無論、LOIグループの入念な準備なしには起こり得なかったことである。「完成度の高さに関して、われわれが非常に感心していることは強調しておくべきですね」とDavier氏。「文書を締切までに完成して提出したというばかりでなく、質も大変高い。」IDAGは、何年もの作業の成果に基づくこれらのLOIには大きな価値があると認める。膨大な世界各地からの署名数からも、素粒子物理コミュニティの将来加速器についての強い関心が伺える。

IDAGの非公開セッションでは、LOIグループは、まず、グループごと個別に招かれて、それぞれのR&Dやサブ測定器の選択、そして物理パフォーマンスについてIDAGの質問に答えた。素粒子物理研究者が測定器システムのパフォーマンスを測るために使用するツールとして、ベンチマーク試験と呼ぶものがある。これは、標準的な素粒子反応過程を、エネルギーや反応断面積に関するある種の仮定のもとでシミュレーションし、想定した測定器システムを使ってどの程度解析が可能かを調べるものである。使うのは、標準模型で起こることが分かっている反応であったり、超対称性模型のような未検証の理論で想定される反応であったりする。これらの反応として、それぞれのサブ測定器の能力差がよりはっきり出るような対照的なものが選ばれていた。つくばでのIDAGの非公開セッションのうち、このベンチマークに関する聴聞だけは、すべての設計グループが同時に招集された。「それは、ここでの質問は一つのLOIグループのみにあてはまる質問ではなかったからです」とDavier氏。「全グループに共通の案件ですから、全てのグループを同時にインタビューするのが効果的だと考えました。」実際、ベンチマーキングは、LOI執筆にむけた仕事のなかでも、異なったLOIグループが一緒に作業した数少ない分野である。LOIグループは、共通のイベント生成プログラムを使用し、そこで生成された同じシミュレーションのイベントサンプルを使ったのである。

つくばでの会議の終わりに、IDAGはそれぞれのグループに新しい質問リストを渡した。質問の中にはグループに個別に宛てられたものもあれば、共通のものもある。中でも、LOIグループは、プッシュ‐プル構造で二つの測定器が交替する際にどのように測定器を校正や位置調整するのかについての、詳細に説明を求められている。「これはILCにとって、特に重要な項目です。測定器の交替のときには。サブ測定器の位置調整や校正を、精確に、そして短時間で行わなくてはなりません」とDavier氏。また、4月はじめに発表された「測定器プッシュ‐プルの電子‐陽電子リニアコライダーの測定器設計と衝突地点での機能的要件」における新ILCガイドラインも考慮する必要がある。IDAGは、測定器設計グループが、加速器・測定器インターフェースを考慮し、信頼のおける効率的な方策を実証できるかどうか判断する。

認証の判断を下す前に、IDAGと設計グループは最後に一度、仏オルセーにて6月に会合する予定だ。最終的な結論は米アルバカーキで発表される。「今、集中作業の多忙な時を過ごしていますが、それに値することです。IDAGは客観的な視点を持って結果を提示できると考えています」とDavier氏。「これだけうまくことが運んでいることはうれしいことです。IDAG委員はうまく選抜された専門家たちで、LOIグループとのコミュニケーションも円滑です。大変ですが、評価プロセスでの雰囲気は上々です。」

■ディレクターズ・コーナー

Barry Barish氏

測定器趣意書を通して：ILC加速器‐測定器インターフェースの前進

4月17日から21日まで日本で開催されたTILC09ワークショップは、国際リニアコライダー（ILC）の測定器趣意書（LOI）プレゼンテーションがあったことで、特記に値する会議である。このプロセスはILC測定器提案やILCコラボレーションの始動に先立つものでありR&Dプログラムを適切に定義し、加速器‐測定器インターフェースの課題を理解し、そしてILC測定器の能力を評価するうえで、大変重要なステップである。3つのLOIが3月の終わりに提出され、ILCリサーチ・ディレクター山田作衛氏の下、国際測定器諮問委員会（IDAG）は、次ステップである技術設計に向けた認証プロセスを開始した。加速器技術設計報告書（TDR）と同時並行で、現実的な計画開発を行う上で、大変重要であるといえる。

二重ソレノイドとエンド・ウォール 電流コイルを持った、4th測定器設計	ひとつのビームラインにプッシュ‐プル・システムによって二つの測定器を持つ構想
SiD設計におけるプッシュ‐プル・システム	ILD測定器の最奥部サポート設計

国際共同設計チームの直近の関心事としては、測定器‐加速器インターフェース（MDI）における測定器設計の特徴が挙げられる。他の多くの加速器に比べ、ILCははるかに複雑で緊密なMDIを持つことになる。私たちは、「プッシュ‐プル」システムを利用して二つの測定器を一つのビームラインで共存させることを構想している。プッシュ‐プルとは、常に一つの測定器が設置されるが、一週間以内にもう一つの測定器と交替できるようにするシステムで、この概念はILC基準設計の開発時に提案され、その後研究が続けられてきた。LOIを経て、この構想を一歩前進させることができる。私はIDAGによってなされているLOIの評価プロセスに参加していないので、以下のコメントはMDIの課題について言及するにとどめる。特定の測定器についての判断を述べるものでは、全くない。

それぞれのLOIは加速器‐測定器インターフェースの重要な諸課題についてそれぞれ異なった考え方を提示している。これら3つのグループと加速器の代表者らはすでに「測定器プッシュ‐プルの電子‐陽電子リニアコライダーの測定器設計と衝突地点での機能的要件」という合意文書を作成している。これは、加速器‐測定器インターフェースを特に重視したプッシュ‐プルの衝突地点での機能的要件をまとめたもので、衝突地点での磁石やクライオジェニックス、アラインメント・システム、ビームライン・シールディング、測定器デザインと統合などが含まれる。これは全ての測定器について共通のガイドラインをまとめることを目的とした文書である。

「4th」と呼ばれる測定器は、二重ソレノイドとエンド・ウォール電流コイルを持つのが特徴である。衝突地点での統合という観点から見ると、この測定器は内部に最終収束光学補正を組み入れている。また、シールドを組み込まないオープンな構成で、軽量である。測定器自体はピクセル・バーテックス測定器、軽量なクラスター・タイミングのドリフト・チャンバー、二重読み出しをもつ電磁／ハドロン両カロリメータ、そして磁束回流タイプの二重ソレノイドを採用することで鉄ヨークを必要としない。IDAGはこれらの技術設計やILCにおける適合性などを評価する。

SiD測定器はシリコン‐ピクセル・バーテックス測定器、シリコン・トラッキング、シリコン‐タングステン電磁カロリメータ、そして高い空間分解能をもつステンレス/RPCハドロン・カロリメータで構成されている。くわえて強磁場ソレノイドと、それに付随する磁束リターン・ヨーク、そしてミュー粒子検出システムを持つ。シャワーエネルギーの測定解析は粒子フロー・アルゴリズムに拠る。SiDは、磁場環境やプッシュ-プル駆動機構、サポート、放射線、そしてクライオジェニックス設計や組み立てシナリオなど、加速器-測定器インターフェースにまつわる多数の側面からの研究をおこなっている。

3つ目のLOIはILD測定器で、基準設計当時に存在したGLDとLDCが統合、発展したものである。ILDは粒子トラッキングにタイム・プロジェクション・チャンバーを採用している。シリコン・トラッキング測定器を伴う。シャワーエネルギーの測定には、SiDのように、粒子フローアルゴリズムで解析をおこなうカロリメータを使用している。そのために、トラッカーで荷電粒子を測定すると同時に、高い空間分解能をもつカロリメータをもち、電磁カロリメータをつかって光子、また、電磁・ハドロン両カロリメータを使って中性ハドロンを検出することができる。

TILC09の会議では、３つのLOIグループは、測定器のプッシュ-プルの仕組み、放射線環境シミュレーション、衝突点近傍のビームパイプ設計、そして周辺測定機材などMDI関連の課題において大幅に前進した様子が伺われた。まだまだしなければならないことは多いが、LOIプロセスの結果としては大変期待をもてるスタートを切った、といってよい。次は、加速器と測定器のグループが再び参集する次回ILC会議、9月29日から10月3日までニュー・メキシコ州アルバカーキで開催されるALCPG 09で、山田作衛氏に提出されるIDAGの報告を待つばかりだ。

■カレンダー

今後の会議 11th European Symposium on Semiconductor Detectors  Wildbad Kreuth Conference Center, Bavaria, Germany 7-11 June 2009 Tesla Technology Collaboration Meeting (TTC09) LAL, Orsay, France 16-19 June 2009 ILC-CLIC LET Beam Dynamics Workshop at CERN  CERN, Switzerland 23-25 June 2009 Polarized Positron for Linear Colliders Workshop (Posipol 2009)  IPNL, Lyon, France 23-26 June 2009 FCAL meeting  DESY Zeuthen, Germany 29-30 June 今後のスクール The 2009 Hadron Collider Physics Summer School CERN 8-17 June 2009 Summer School on Particle Physics, Cosmology and Strings Perimeter Institute, Waterloo, Canada 24 June - 1 July 2009 International School of Physics "Enrico Fermi" (SIF) Radiation and particle detectors  Varenna, Villa Monastero, Italy 20-25 July

GDE Meetings calendar  View complete ILC calendar ■ニュース記事 From KEK  12 May 2009 緊急のお知らせ　–　新型インフルエンザの対応について 英文記事 From New Scientist 12 May 2009 現実世界に反物質を求めて 物理理論によると、137億年前のビッグバンによって宇宙は誕生した。その瞬間は物質と反物質が同量存在した。自然の法則によると、物質と反物質はペアで生成するはずだからである。  英文記事 From Scinexx 12 May 2009 Elektronen surfen auf der Plasmawelle Forscher entwickeln Konzept für Teilchenbeschleuniger der übernächsten Generation 英文記事 From CERN 11 May 2009 AオーストリアのCERNメンバーシップ 今日午後、ウィーンにある科学研究省で、オーストリアの科学大臣Johannes Hahn氏、CERN機構長Rolf Heuer氏、そしてCERN対外関係コーディネーターFelicitas Pauss氏の会合が行われた。Hahn氏は、オーストリアがなぜ2010年終わりにCERNからの脱退を希望するのかについて説明した。  英文記事 From KEK 11 May 2009 KEKB、クラブ空洞で新記録 つくば市にある高エネルギー加速器研究機構（KEK）の加速器チームは、「クラブ空洞」という世界初の装置を用いて、電子・陽電子衝突型加速器（KEKB加速器）のルミノシティ世界記録更新に成功した。 英文記事 ■アナウンス 測定器アーカイブ  測定器設計についてもっと学びたい、もしくは設計やR&Dの過去につい辿りたい方は、ILC NewsLineの過去の関連記事を集めましたので、ご参照ください。 測定器関連記事アーカイブ

ILC NewsLine 2009年5月7日号

■世界の各地より

Fermilab製超伝導空洞モジュール第一号が出荷

梱包を終えた3.9 GHzのクライオモジュールの前に立つ、第三ハーモニック加速器モジュール・チームメンバーのTug Arkan氏、 Chuck Grimm氏、 Jeff Wittenkeller氏。

Fermilabの超伝導空洞の開発が、重要なマイルストーンに達した。

4月24日金曜日、米フェルミ国立加速器研究所（Fermilab）から、完成し試験も終えた3.9 ギガHzの超伝導モジュールの第一号が、ドイツ電子シンクロトロン研究所（DESY）へ出荷された。

このモジュールは、4台の超伝導空洞と関連機材からなるもので、4月28日火曜日に、ドイツDESYに無事到着し、FLASH自由電子レーザー施設に組み込まれる。

Fermilabでの活動のリーダーである研究者のHelen Edwards氏とElvin Harms氏、技術設計エンジニアのChuck Grimm氏が、モジュールの到着を確認し、最初の点検を行った。今後、二、三週間にわたり、Fermilabの研究者やエンジニア、そして技師らが、DESYにおいて空洞システムやアラインメント、機器整備を行い、現地のクライオモジュール試験設備で今秋行われる冷却試験に備える。FLASHへの組み込みは2010年初めを予定している。

「空洞制作を成功裏に終えたことで、Fermilabの超伝導RF空洞技術における能力を示すことができました」と加速器部門のエンジニア兼物理学者のElvin Harms氏。

この成果は、宇宙の謎を解明するために現在提案されている、電子陽電子衝突型加速器である国際リニアコライダーにとっても、重要なマイルストーンである。ILCは真空容器の中に、絶対温度零度近くまで冷却された16,000台もの超伝導加速器空洞が収められる。ILC空洞は3.9 ギガHz ではなく1.3 ギガHzで運転されるが、超伝導空洞の組み立て作業の経験は貴重なものと、Fermilabの研究者は考える。

「この成果により、Fermilabの超伝導RF空洞を製作する能力が示されました。ILCの心臓部となる重要な部分です」とTDの研究者のAndy Hocker氏。

Fermilabやアルゴンヌ国立研究所、ジェファーソン国立研究所では、3.9 ギガHz空洞の精密なシミュレーションが行われている。空洞はFermilabで縦置きと横置きの両方で試験され、MP9クライオモジュール組立施設で連結された。最終的なクライオスタットへ収める作業は、産業センター・ビルディングで実施された。

「互いから学ぶことは多いですが、とくに新技術を開発するときはそうです」とHarms氏。

Harms氏は、この試験の成功を、大きく前進させる一歩であると言う。「Fermilabはこの特有のニッチの方向で前進しています」とHarms氏。「われわれが3.9 ギガHz システムのリーダーであると、DESYは認めています。」

■特集記事

天使と陽電子

ILCでの反物質

これから数週間のあいだ、反物質が大きな話題になりそうだ。ロン・ハワード 監督、トム・ハンクス 主演の、ダン・ブラウン著「天使と悪魔」のハリウッド作製映画が、5月13日に世界同時封切りとなる。本著作をご存知なら、ILC NewsLineがこの映画にどう関係しているか既におわかりのはずだ。そう、この映画は反物質がキーとなる。

世界各地で開催される「天使と悪魔」の科学を暴くレクチャー・ナイト。TM & © 2009 Columbia Pictures Industries, Inc. All rights reserved.

皆さんが映画をご覧になる前にエンディングを明かしてしまうのを避けるため、詳細に触れるのは避けるが、CERNから盗まれた反物質がバチカン市国破壊の脅迫に使用される、というあらすじに触れることは支障がないだろう。この黒幕が秘密結社・イルミナティである。もしこの秘密結社が未来のILCに侵入して、陽電子を盗みにきたとして、果たして世界を脅かすだけの「反電子」が集められるか。「不可能です」と述べるのは、英国Daresbury研究所のILC反物質専門家Jim Clarke氏。彼は、物理学の最も根底にある謎を解明することが期待できる新しい粒子を生成するため、高エネルギーの陽電子源　―物　質（電子）と衝突させる反物質（陽電子）を作り出す装置のことである　―を研究している。「第一に、ILCでは陽電子を貯蔵しません。生成させてダンピング・リングと加速器内に送り、200ミリ秒後、陽電子の反粒子と衝突させるのです」とClarke氏は説明する。

NewsLineコラムのために、彼は数字を挙げてくれた。ILCが10年間連続で運転し続けたとしよう。3 の百兆倍の陽電子が毎秒作り出され（陽電子源R&Dの進展と陽電子の生成方法については次の数週間のNewsLineに注目）貯蔵―そもそもこれが難しいのだが―されるとしよう。この運転期間の末、総数10の１兆倍のそのまた千億倍の陽電子、すなわち90マイクログラム（0.09ミリグラム）の陽電子が生成されることになる。比較してみよう：本に出てくる爆弾―磁場が消失して周りにある物質と反応して消滅してしまう反物質の缶―は一グラムの四分の一、すなわち250ミリグラムの反物質でできている。つまり、この缶を満たすのに何千年もかかる、というわけである。

陽子が生成されているところ：英国ラザフォード・アップルトン研究所での陽電子源アンデュレーター・クライオモジュールの試験  .

「これら10の１兆倍のそのまた千億倍の陽電子を全て貯蔵して電子と消滅させたにしても、これによって生成されるエネルギーはILCを1分間運転するのに必要なエネルギーが得られるにすぎません」とClarke氏は推定する。「これで反粒子を生成することがどれだけ非効率的であるか、想像がつくでしょう・・・。」反物質を爆弾に利用するアイデア以外にも、この小説には彼を苦笑させる場面がある。CERNにはX-33宇宙船は存在しないし、フリスビー愛好家のノーベル受賞者には出会ったことがない。「本書ではGeorges Charpak氏がCERNのカフェテリアの外でフリスビーを投げていました」とClarke氏は思い起こす。「Charpak氏にはお会いしたことが一度あります。いい方でしたがどうもフリスビーのプロとはお見受けしませんでしたね。」

ILCのディレクターであるBarry Barish氏は天使と悪魔を愛読している。「サイエンス・フィクション作家の想像力は常に豊かなものです」と彼は言う。「缶に入った反物質といえば確かに面白い話になりますが、現実的には反粒子は大型加速器で日常的に生成され、無害に使用されています。ILCはたくさんの高エネルギー陽電子を生成し、それによって自然界の謎にせまります。これ自体、大変魅惑的なことですが、Brown氏によって描かれているような危険性を孕むことはありえません。」

小説、映画、そして現実世界のフィクション・ノンフィクションについてより詳細に知りたい方は、CERNのAngels & Demons ウェブサイト、またはLHCに参加する米国研究者が世界各地でおこなうAngels & Demons 'Science Revealed'のレクチャー・ナイトのスケジュールサイトを参照にされたい。もしスケジュールされているレクチャーがリストされていない場合や、レクチャーをしたいが方法がわからない場合は、ご連絡を。

■ディレクターズ・コーナー

Barry Barish氏

GDE実行委員会にGarbincius氏が加わる

ILCの研究推進主体である国際共同設計チーム（GDE）は、他に類を見ない組織である。ディレクターとしての私にとっての上司は、人ではなく二つの委員会だといってもよい。私がディレクターとして「指導」する仕事は、様々な研究所のプログラムの一部として実施され、私個人が直接に指揮するものではない。ともあれ、この非慣例的組織GDEは定評を得た基準設計の作成上、有効であったし、今ではILC技術設計を開発する４年間のプログラムを通して、この設計にさらに磨きをかけ最適化する過程にある。GDEチームの心臓部であり主要「エンジン」である実行委員会（EC）は、重要な方策や、組織面・運用面での事柄の実施において、私と常に緊密な連携体制にある。今日、フェルミ国立加速器研究所（Fermilab）のPeter Garbincius氏がECに加わったことを発表できることを喜ばしく思う。

GDE実行委員会に抜粋されたFermilabのPeter Garbincius氏。

数年前にGDE設計チームの立ち上げを始めたころ、私はこのように国際的なプロジェクトにおいてのコスト評価をいかに行えばよいのか、頭を悩ませていた。最終的に、私は欧米亜からの3人の経験豊富な「コスティング・エンジニア」で構成する、ハイレベル・コスティング・チームを作ることに決めた。このチームの仕事は、グローバルのコスティング方法論について合意に達すること、またそれを基準設計報告書（RDR）のコスティングに適用することであった。

私はPeter Garbincius氏をこのチームのメンバーとして抜擢した。Garbincius氏は国際的なコスティング方法論を見出し、それをILCのRDRに適用するという両方の任務において才能を発揮し、重要な役割を果たした。このコスティングは、評価報告書に「コスティング方法論は現時点で可能な限り最適化されている」と記されるなど、特設されたハイレベルの国際コスト評価委員会から高い評価を受けた。

Peter Garbincius氏はコーネル大学で博士号を取得し、MITでのポスドクを経てFermilabに就職、それ以来30年以上研究職員を勤めてきた。Garbincius氏は今までに、深非弾性散乱からチャーム粒子の生成や単一光子の不規則生成などにわたり、広範囲の素粒子物理実験に参加してきた。これらの経験から、彼は大型の素粒子物理実験に関わる様々な側面でスキルを磨いてきた。長きにわたる数々の仕事のうちにもとりわけ、Fermilab実験エリア部ビーム部門の管理経験や、さらに最近では、プロジェクト監督のためFermilab研究主幹として勤めたことが挙げられるだろう。加えて、Fermilabの「科学者に会ってみよう」プログラムを立ち上げ、「科学者に訊いてみよう」プログラムの運営へと継続するなど、広報・普及活動にも多大な貢献をしている。ILCでは、Garbincius氏は国際コスティングモデルの開発・適用にリーダーシップを発揮し、現在では大型の国際プロジェクトの実現に向けてコスティングをコスト・スケジュールのツールに変換する任務を負っている。

TILC09でのEC会議に初めて参加するPeter Garbincius氏（左）

ECに参加することで、Garbincius氏はコスティング活動での特殊な役割を継続するとともに、GDE内での幅広いリーダーシップの役割も担うことになる。コスト面での彼の知識はECとって重要なものとなるが、その他の重要な懸案事項においても彼の意見は役立つことが期待される。技術設計報告書に向けて活動する中で、彼のコスト・スケジュールの知識は日ごとに重要性が高まるだろう。様々な工学的視点、サイト設計、プラグコンパチビリティ設計の観点などなどから、「バリュー」コスティング評価を行う際に、コストを考慮に入れる必要がある。ECでのGarbincius氏の存在により、新しい基本構成の方策を決定するに際し、コストとの関わりについて深慮することができると期待する。

実行委員会の主要な役割を示すGDE技術設計の機構チャート

ECの機能は、GDE活動のほぼ全てにおいて中心的な役割を果たす。ECは大変活発な委員会で、毎週のテレビ会議に加え、数か月に一回の割合での集中会合が、ILCワークショップと同時かその間に行われている。GDEは、リソースについて担当する3地域からの地域ディレクター、技術面について担当する3人のプロジェクト・マネジャー、そして統合・コスティングについて担当する専門家で成りたっている。

このシンプルだが非慣例的なGDEの管理構成は、グローバルでのR&Dや設計活動を指揮するのに大変効果的であった。ECは主に、方策決定及びプログラム全体のガイダンス作成に専念している。ECを強化することによって、技術設計フェーズにあるGDEを効率的に指揮することができるだろう。

ECへ、Peter Garbincius氏を心から歓迎したい。この新しい役割をこなし、我々の審議に彼のエネルギー、粘り強さ、そしてスキルを以て加わってくれることを心待ちにしている。彼の参加により、ECがより良い方向に、より強化されたものになることを確信している。

■カレンダー

今後の会議 Particle Accelerator Conference 2009 (PAC09)  Vancouver, Canada 4-8 May 2009 11th European Symposium on Semiconductor Detectors  Wildbad Kreuth Conference Center, Bavaria, Germany 7-11 June 2009 ILC-CLIC LET Beam Dynamics Workshop at CERN  CERN, Switzerland 23-25 June 2009 Polarized Positron for Linear Colliders Workshop (Posipol 2009)  IPNL, Lyon, France 23-26 June 2009 FCAL meeting  DESY Zeuthen, Germany 29-30 June 今後のスクール The 2009 Hadron Collider Physics Summer School CERN 8-17 June 2009 Summer School on Particle Physics, Cosmology and Strings Perimeter Institute, Waterloo, Canada 24 June - 1 July 2009 International School of Physics "Enrico Fermi" (SIF) Radiation and particle detectors  Varenna, Villa Monastero, Italy 20-25 July

GDE Meetings calendar  View complete ILC calendar ■ニュース記事 From Science 5 May 2009 Chu氏、ILCコストに250億ドル 提案されている全長40キロの素粒子加速器、国際リニアコライダー（ILC）は高額な計画だ。どれくらい高額か？米国エネルギー省長官のSteven Chu氏と、プロジェクトリーダーの見解は違うようだ。  英文記事 From Symmetry Breaking May 2009 加速器でできること 15,000から17,000もの加速器が世界には存在する。この数字はウソではない。ではどこにあるのだろう。  英文記事 From Fermilab/University of Minnesota 1 May 2009  世界最先端ニュートリノ実験の起工式 「NOvAプロジェクトは、宇宙の進化の中でニュートリノが果たした役割は何だったのか、に迫ります。科学の未来への投資といえるでしょう」とDennis Kovar氏。  英文記事 From Cern 30 April 2009 最後のLHC磁石が地下トンネルに下ろされた ビームを絞るための四極磁石のうち、最後の磁石が今日午後地下トンネルに下ろされ、9月の事故が起こったセクター3-4への搬送が始まった。  英文記事 From US LHC 30 April 2009 「天使と悪魔」の物理を解き明かすレクチャー・ナイト 世界各地で、大型ハドロン・コライダーの研究者たちが、報道陣や一般人をターゲットに、レクチャーと、その他「天使と悪魔」関連イベントを開催する。  英文記事 ■ブログライン 6 May - Frank Simon 城の一夜 5 May - Frank Simon 実験を名付けて: 終わりのない物語? 3 May - Frank Simon ILC カロリメータ- Part 2: 高粒度の測定器 Follow all Quantum Diaries ■アナウンス arXiv preprints 0905.0597  Pair production of neutral Higgs bosons from the left-right twin Higgs model at the ILC and LHC  0904.4694  Dual-readout, Particle Identification, and 4th 0904.4574  Flavour violating squark and gluino decays  EUROTeV Reports 2008-085  Report on Comparative Studies of Beam Based Alignment  2008-088  Advance Software Package(s) for Modelling Luminosity Performance 2008-089  COLSIM: Collimator Simulation Final Report  2008-090  ILPS Deliverable 2:Report on Luminosity Tuning and Control Strategies.

ILC NewsLine 2009年4月30日号

■世界の各地より

中国：リニアコライダー用カロリメータの展望

測定器スクール、ILC R&Dへの道しるべ

CCASTキャンパスで集合写真

「シンチレータ・カロリメータで中性子はどのように検出されますか」と、Frank Simon氏は40人の学生に問いかける。北京で4月22日から26日までの5日間開催された「国際リニア・コライダー」スクールの、三日目の午後。春のうららかなCCASTキャンパスにあるクラスルームで、精華大学や中国科学院高能物理学研究所（IHEP）、中国科学技術大学（USTC）などの中国本土各地の大学・研究所から集まった中国人学生は熱心に身を乗り出して聴く。「ビリヤードを知っていますか。」優れた講演者でQuantum DiariesのブロガーでもあるSimon氏は、学生と対話することで概念を教える。中性子から運動量を奪うには？　そう、中性子と同じ質量をもつ粒子、陽子がよい。測定器の感度がある部分に存在する水素原子によって、中性子を検知することができる。例えばプラスティック・シンチレーターなどだ。

シンチレーターを見る精華大学博士課程4年目のJunping Tian氏。本スクールについて、エネルギーを測定するのに様々な方法があることについてとても興味深いと感じたと語る。

本スクールは、昨年開かれたタイム・プロジェクション・チェンバー（TPC）スクールの第二弾として企画された。「TPCスクールが成功し、次はカロリメータが自然な選択でした」とカロリメータ・スクールのオーガナイザーの一人である精華大学のYuanning Gao氏。「国際会議は内容的に難しく、深い知識が要求されます。それに備えるための準備段階として、学生が基礎を身につける機会としてほしいと考え、企画しました。」

Gao氏からの連絡をうけ、カロリメータの専門家であるフランスLaboratoire de l'Accélérateur Linéaire （LAL）研究所のRoman Poeschl氏は、この分野で活躍する国際的によく知られた研究者にコンタクトを取った。彼らは皆即座に了承し、スクールを成功へと導いた。「中国は、将来、素粒子物理にとってとても大切な国になると思いますし、沢山の学歴の高い、優秀な人材を持つ国です。そうした国にやってきてスクールを開催できたのは大変良かったと思っています。この分野と、この分野でのコラボレーションへの入り口を示し、中国本土でのリニア・コライダー・カロリメータ開発の土台を形成することが出来ればと思います。」

「ILCカロリメータ」スクールのプログラムは広汎だが、その全てがカロリメータに関係する話題で占められている。丸一日を使ってカロリメータへのイントロダクションの講義があり、CALICEのシリコン―タングステンやシンチレータ、デジタル電磁カロリメータ（ECal）、アナログ・タイプやデジタル・タイプのハドロン・カロリメータ（HCal）、フロントエンド信号処理回路、CLICリニア・コライダーのエネルギー領域での必要性能などである。講義の終わりには、粒子フロー・アルゴリズムの適用のためには、空間的により細かい読み出しのができるカロリメータの重要性が強調された。「目標は、カロリメータの全容を網羅することでした」とPoeschl氏。「ILCに限らず、この分野での全てのテクノロジーが説明されているように、プログラムを作成しました。」

コーヒー・ブレイクの間に質問に答えるRoman Poesch氏と竹下徹氏。

USTC博士課程一年目のLiang Guan氏は、合肥という都市からはるばる11時間も列車に揺られてやってきた。彼は高エネルギー物理での大きな国際的コラボレーションに興味をもっている。南京大学博士課程一年目のLei Zhang氏は、IHEPでのBESIII実験に携わっている。高エネルギー物理の研究者として、最もエネルギーの高いエネルギー・フロンティアで研究したいと考える彼は、リニア・コライダーへの参加に興味を持っている。

この次は何が来るだろうか。「次はILCの物理についてのスクールを開催できればと思っています」とGao氏。しかし、スクールを開催するための資金集めも大変である。「今回のスクールは、CCAST、NSFC、そして精華大学からの協賛金を受けました。参加する学生の旅費や住居費は、全てスクールが負担するのがよいと思っています。」Poeschl氏はピクセル測定器についてのスクールもやりたいと考えている。中国でのこのような講義シリーズは、ILC実験に関する定期的で高水準のスクールにむけた基盤となるものである。ILCプロジェクトの立ち上げが本格化すれば、こうしたスクールは必須のものとなるだろう。

■特集記事

米地域に新しいILCコミュニケーター 

他のILCコミュニケーターがつくば市のTILC09会議で顔を合わせている間、新メンバーがFermlabに着任した。Andre Sulluchuco氏は、ILCコミュニケーターの5人目として加わり、Elizabeth Clements氏の後を継ぐことになる。海外の他のメンバー、アジアの高橋理佳氏と林田美里氏、欧州のBarbara Warmbein氏とPerrine Royole-Degieux氏と密にコラボレーションすることになる。

ILCコミュニケーション・チームに新しく加わるAndre Sulluchuco氏。

社会科学と歴史学の学位を持ち、前職は非営利団体の出版物の編集長である。この時はまだコミュニケーターではなかったものの興味を持っており、メディアや本出版などの広報の仕事に積極的に参加した。活動は地元シカゴが中心であったが、Sulluchuco氏は大変国際的な経験を持っている。スペイン語、フランス語、ポルトガル語、イタリア語、日本語、そして言うまでもなく英語の6か国語に堪能で、欧州や東アジアの国々を旅行し飛び回った。勤務していた会社を会議や展示で紹介したり、執筆者や広報担当者を探し、会社の地域広告キャンペーンなどを手掛けながら、北京、サンパウロ、ベルリンなど数々の地を巡った。

「ILCコミュニケーターという仕事は、素晴らしい学習体験であり、視野を広げることのできる仕事であると思います。また、ILCや素粒子物理、世界各地での関連する活動について学べる機会でもあります。」

ILCコミュニケーターとなったのは、キャリアチェンジのためだ。「シカゴ大学の卒業生として、世界の物理科学界において米国フェルミ研究所（Fermilab）が高く評判されていることついては知っていました。社会に対する貢献、この分野でのリーダーシップや研究を高める活動でよく知られている機関で働きたいと思ったのです」とSulluchuco氏。素粒子物理は彼の専門ではないが、予備知識を持ち合わせないからこそ、分野内の現行の活動、最近の傾向や発展、そして素粒子物理やILCへの米地域の貢献について、彼自身が学ぶと共に、外の世界へ情報発信していく動機になると言う。

ILCコミュニケーターとして、Sulluchuco氏はILCNewsLineの執筆、グローバル、また地域での広報活動、同僚や政策決定者、そして一般の人たちへのILCの研究や結果について情報発信をしていく。「この仕事で一番魅力的だと感じるのは、世界に米地域の活動を伝え、国際色豊かな人たちとコラボレーションし、そして、この分野での著名なリーダーと会う機会があることです」とSulluchuco氏。コミュニケーター・メンバーからの歓迎の声を送るにあたり、さてどの言語がいいだろうか。Benvenuto? Bienvenue? Bienvenido? ようこそ ? Bem vindo? ．．．Willkommen?

■ディレクターズ・コーナー

横谷　馨　氏

将来の産業化に向けて新しい空洞製造設備 

今週のディレクターズ・コーナーは、世界設計チーム、アジア地域ディレクターである横谷馨氏による。

LOC委員長としてのTILC09の仕事も無事終了した。スムーズに全会議を終えることができたのも、参加者、そして組織委員の皆さんのご協力のおかげである。ここでお礼を述べたい。さて、会議終了でほっとしたのもつかの間、新しい年度が始まったばかりのKEKでは、2009年度の計画立案のため慌ただしく会議につぐ会議が続けられている。今年度の大きな計画の一つが、KEKの敷地内への超伝導RF空洞製造設備の整備である。これは、将来の産業化にむけた産学連携の取組みだ。

TILC09会議で発表する、先端加速器科学推進協議会の有馬雅人事務局長。

TILC09初日のプレナリーでは、先端加速器科学推進協議会の有馬雅人事務局長から、協議会の活動について話をして頂いた。協議会は2009年4月1日現在、103の様々な業種にわたる企業、大学や研究所が会員となっている。技術部会では、すでに9回の会合が持たれている。超伝導RF技術やビーム測定・制御、中性子科学等をテーマに、ILCに必要とされる技術について産業界の理解を得るとともに、産業界の現在の技術レベルを私たちが知るための大切な機会となっている。技術部会の他にも、協議会ウェブサイトを作成し、ILC等の将来加速器の建設意義や目的について広く普及、理解を得るための広報部会や、ILCのR&Dから生まれる知的財産の扱いをどのように進めていくのかを考える知財部会も活動を始めている。

このように、日本におけるILCを取り巻く環境は、産学連携、そして将来の産業化に向けた重要な節目を迎えていると言ってよい。KEKは責任ある研究所として必要な段階を踏んでいく必要があるだろう。多数の空洞を製造できるための技術や基盤を持つことが、最も重要な課題であると考えており、オンサイトの超伝導RF空洞製造設備をKEKに整備することを計画している。ILCのR&Dだけではなく、KEKBのような他のKEKのプロジェクトにも役立つだろう。詳細な設計やこの新しい設備の建設タイムラインについて研究所でのコンセンサスがとれるよう、来月に議論を始める。この設備について、どのように運営していくのかも事前に計画しなくてはならない。多くの若手研究者やエンジニアが、近い将来に参加してくれることが望ましい。建設は今年度中に開始する。

■ブログライン

29 April - Junpei Fujimoto
TILC09での一般公開

26 April - Frank Simon
ILCのカロリメータ - Part 1

24 April - Tony Hartin
劣悪科学

Quantum Diaries

■カレンダー

今後の会議 Particle Accelerator Conference 2009 (PAC09)  Vancouver, Canada 4-8 May 2009 11th European Symposium on Semiconductor Detectors  Wildbad Kreuth Conference Center, Bavaria, Germany 7-11 June 2009 ILC-CLIC LET Beam Dynamics Workshop at CERN  CERN, Switzerland 23-25 June 2009 Polarized Positron for Linear Colliders Workshop (Posipol 2009)  IPNL, Lyon, France 23-26 June 2009 今後のスクール The 2009 Hadron Collider Physics Summer School CERN 8-17 June 2009

GDE Meetings calendar  View complete ILC calendar ■ニュース記事 From TRIUMF 28 April 2009 MDS NordionとTRIUMFが光核分裂で生成されたモリブデン－99の研究開発でコラボレーション 医療同位体生成のための、加速器を使った新しい代替技術について研究する。  Read more... From CERN bulletin 27 April 2009 LHCの近況 セクター3と4の最後の二極磁石が修理され、LHCトンネルに下ろされた。  Read more... From American Institute of Physics 27 April 2009 オバマ大統領：GDPの3％をR&Dにあてる …大盤振る舞いに関する講演のなかで、米国大統領はより多くの資金を研究開発や科学教育にあてることを述べた。  Read more... From KEK 23 April 2009 T2Kニュートリノ・ビームが運転開始 日本時間の4月23日19：09、東海―カミオカンデ（T2K）の長い基本ニュートリノ振動実験は、大強度陽子加速器計画（J-PARC）のニュートリノ施設で陽子ビームから生成されたミュー粒子を観測、初めのニュートリノ・ビームを確認した。  Read more... ■アナウンス GDEウェブアプリケーション開発者を募集 ILCのプロジェクトやコラボレーション・ツールを担当するチームに加わりませんか？ 詳細はこちらで... arXiv preprints 0904.3241  SUSY CP phases and asymmetries at colliders 0904.3002  Collider constraints on interactions of dark energy with the Standard Model 0904.2991  Hadronic showers in the CALICE calorimeter prototypes EUROTeV Reports 2008-085  Report on Comparative Studies of Beam Based Alignment 2008-088  Advance Software Package(s) for Modelling Luminosity Performance 2008-089  COLSIM: Collimator Simulation Final Report 2008-090  ILPS Deliverable 2:Report on Luminosity Tuning and Control Strategies. 2008-091  Low-energy Positron Polarimetry at the ILC ■今週のイメージ フックとラインとモジュール  DESYの自由電子レーザーFLASHのために製作されたクライオモジュールが、道路を走り、空を飛んで、そしてまた道路、最後にはクレーンでつるされて、火曜日に新居に到着。秋の大々的なアップグレードで、カプラーを装着され、FLASH線形加速器の一部となる。この「第三高調波」モジュールはTESLA技術コラボレーション（TTC）を建設した、超伝導RF技術試験施設FLASHへの貢献としてFermilabが持ち込んだもの。