Japanese Highlights

ILC NewsLine 2010年7月22日号

ILC NewsLine 2010年7月22日号　[英文記事]

■世界の各地より

IHEPの超伝導空洞で重要な進歩

(Important progress on IHEP superconducting cavity)

2010年7月1日、IHEP-01空洞（HOMカップラーなし）の縦置き試験の結果。

7月1日、北京にある、中国科学院高能物理研究所（IHEP）で製作された9セル超伝導空洞の初めての縦置き試験が高エネルギー加速器研究機構（KEK）で行われた。この空洞は「IHEP-01」と名付けられた1.3ギガヘルツ（GHz）低損失型空洞で、今回の試験では、1メートルにつき20メガボルト（MV/m）の加速勾配が達成された。この記録はまだ設計加速勾配には到達していないものの、中国における超伝導RF（SRF）技術の研究開発において重要な進歩を示すものだ。

この空洞は、寧夏省にあるOrient Tantalum Industry （OTIC）社の精製したラージグレイン（結晶粒塊が大きいこと）のニオブからつくられている。2009年2月に製造が開始され、電子ビーム溶接（EBW）の後、2010年4月に完成。その後、IHEPで新たに開発したSRF施設での、遠心バレル研磨、緩衝化学研磨、プレ・チューニング作業が行われた。「IHEPでは、これまでに培われた単セル空洞製造の経験に基づき、9セル空洞の研究を開始し、その他の中間段階を省きました。この戦略は、9セル空洞の完成までの、大幅な時間とコストの節約となりました」と、IHEPのILCグループリーダーであり、ALCSC（アジアリニアコライダー運営委員会）の委員長である、Jie Gao氏は語った。

中国製の1.3GHz低損失型ラージグレイン9セル超伝導空洞の第一号機。画像：峠暢一氏

KEKに到着した空洞は、6月4日に超音波洗浄と高圧水洗浄処理を受け、7月1日には2K（絶対温度-271℃）にて、縦置き試験が行われた。試験中、強い電界による放電が存在することが判明した。これを解決するためにはまず、続いて行われる表面処理で、アイリス部の表面状態の改善を行うことが必要であろう。クエンチが起こる要因には、電子ビーム溶接時に生じる、エンドセル空洞の赤道部の欠陥である可能性があり、その欠陥は、表面処理の回数を増やすことで取り除くことができると考えられている。試験結果からは、中央部の空洞3台は、32MV/mの加速電界に達したことがわかる。「研磨加工をすることで、アイリス部の表面状態と赤道部の電子ビーム溶接のクオリティをうまく調整できれば、この空洞は30メMV/m以上の高い加速勾配に到達できるでしょう」と、Gao氏は確信する。今年の後半には、2回目の試験が予定されている。

IHEP-01は中国製の最初の低損失型空洞の一つであり、IHEP革新プログラムにより支援され、2008年末からR&D研究が開始された。1.3GHzの9セル空洞は最も重要なキーコンポーネントであり、今回の試験がプログラム完成に向け鍵となるステップとなったことを証明している。「IHEP-01は、IHEPの超伝導技術開発のマイルストーンです」と、国際リニアコライダー運営委員会（ILCSC)の前委員長である、黒川眞一氏はお祝いメールで語っている。

[英文記事]

■特集記事

ILCを一目見る

（The ILC at a glance ）

ILCクライオモジュールのアーティストのイメージ。画像：Rey.Hori氏

ILC向けに計画中のコライダー検出器のアーティストのイメージ。画像：Rey.Hori氏

ILCはどのような形なのか？線形加速器は、どれくらい大きいのか？衝突はどのように起きるのか？もし、講演中にどう説明すればよいのかわからなくなってしまった時に、新しいアニメーション「1分でわかるILC」が、ILCとは何か、どんな仕組みになっているのか説明するのに役立つかもしれない。

最初の部分は概略図で、互いに向き合う2台の線形加速器と、中央で衝突する二つのビームの基本原理を示している。それから、アニメーションはILCトンネルに飛び込んで、最終的な衝突までビーム（これを陽電子とみるか電子とみるかは、お好み次第です）をたどる。アニメーションの作者、Rey.Hori氏は、ILCの加速器と測定器分野のKEK研究者とそしてILCコミュニケーターと緊密に協力してきた。イラストレーター/ウェブ・デザイナー/アーティストであるRey.Hori氏がILCコミュニティの新顔メンバーではないことは、多くの人がお気づきであろう。彼の多くの作品を、目にしたことがある人は多いと思う。2004年から、彼はKEKと仕事をしてきた。ILCのために制作した全ての作品は、コンピューターを使った設計システム（CAD）からつくられたもので、非常に写実的だ。

本日公開するのは、最も短いバージョンである。1分ちょっとでILCの全体を示すことができるもので、講演で使用して頂ければ、とても簡単に聴講者の目を惹き付けることができるだろう。もうすぐ、講演資料に組み込むことができる、便利な軽いフォーマットを提供する予定だ。これはYoutubeのようなビデオ共有システム上で簡単に共有も可能で、ILCに関する講演をする方はどなたでも利用することができる。二本目として、主に報道関係者向けの約３分のバージョンを公開する予定である。テレビ局がインタビュー番組や報道番組を制作する時に使用されることを想定している。字幕を追加すると、どの映像部分が必要なのかより明確になるので、最終的には、３分バージョンにはILCプロジェクトの全体図を説明するナレーションや字幕説明を補足する予定だ。最終バージョンは、単体でILCプロジェクトを伝えるためのツールとして役立てることを目指している。

ILCの中を飛び回る「1分でILC」で、ILCがどのように動作するのか見てみよう。画像：ILC/Rey.Hori氏

最後に一言：このビデオは皆さまのものです。同僚や友人に口コミしてください！ウェブサイトに置いたり、講義や展示など様々な場面でお使いください。ご使用の際には「(c)ILC、著作Rey.Hori」とのクレジット表記をお忘れなく。アニメーションは、Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Unportedライセンスのもとで認可されている。著者が認める範囲に限り、作品の使用、放送、改作が認められます。ただし商業目的での使用は認められない。このアニメーションをベースにして製作されるいかなる新規作品も、同条件で許可を申請して下さい。

ご覧の通り、Youtube上のILC-テレビ・チャンネルは、まだほとんど空だ。このチャンネルで見たい候補作品について、コミュニケーターに意見をお寄せください！

- アニメーションの閲覧、ダウンロードはこちらから

- Rey.Hori氏の 'Worksphere'の他の作品

[英文記事]

■ディレクターズ・コーナー

動くILC

（An animated ILC）

Barry Barish氏

「百聞は一見にしかず」という古いことわざは、絵で見れば言葉を尽くすよりずっと良くわかる、という意味だ。おそらく現代では、「アニメーションは、1000枚以上の絵を見るより価値がある」と言い変えることができるだろう。ILCを伝えるために、私たちはILCの様々な画像をつくり、使ってきた。しかし、これまで、私たちはコミュニケーションに必要なものとして、コンピューター・アニメーションを使用することに、足を踏み入れることはなかった。本日、私たちの最初のILCアニメーションを発表する。日本の堀内営氏（別名：Rey.Hori）が制作したものである。

1分ちょっとで、Rey.Hori氏はILCについて視覚的に語っている。ビーム・パイプ、超伝導加速空洞、といった異なるシステムを通り抜け、そして、最終的に衝突点に入り、巨大な粒子検出器での衝突後の粒子の様子を解説している。全体として、そのような短い画像から詳細を伝えることはできないけれども、ILCがどのように動作するかを非常にうまく伝えている。

新しいILCアニメーションはこちらから。

アニメーションはかつて、映画やビデオ業界のものだった。しかし、これらの業界の躍進の結果、アニメーションはコミュニケーションツールとして当たり前のように使われるようになってきた。もちろん、初期のアニメーションは、少しずつ異なる手描きの画像を使ってつくられており、次々と示されると、そのコマの微妙な違いが動きとして認識される「目の錯覚」を利用していた。現在では、コンピューターでアニメーションを作成することによって、同じコンセプトを非常にフレキシブルで効率的に実現している。

アニメーション技術は、現代の映画制作に使われる過程で、非常に洗練されたものへと変わって来た。モーション・キャプチャーを使って、人間や動物の動作は記録され、二次元あるいは三次元のデジタルキャラクターモデルを写実的にアニメ化する。パフォーマンス・キャプチャーは、詳細な顔面運動、指、実際の表情などもとらえることができる。このようにつくり出されたキャラクター、画像、アクションのリアリティとその人気については、ジェームズ・キャメロン氏の最新作「アバター」のような超大作映画がよい例である。

私たちのアニメーター、Rey.Hori氏のバックグラウンドは、アーティストというよりはむしろ機械技術者である。私たちの活動は芸術ではなく、洗練された技術概念を伝えることである。Rey.Hori氏は、最初は趣味で三次元コンピュータ・グラフィックを製作し、アニメーションの技術を習得。それから、フリーのプロになった。こうした背景により『普通の』イラストレーターより加速器や技術者と緊密にコンタクトをとることで彼のアニメーション技術をより効果的に使用することができたと述べている。

ILCアニメムービーは、彼がこれまでに作ったなかで最も長いムービーである。ここ10年の間、1年に、静止画像や芸術作品、2、3の短いムービーの制作を行ってきた。彼の作品のほとんどは、電気部品（例えばコネクタ、スイッチ、その他）の構造や機能を説明するものである。彼は、アクション・スクリプトを使うアドビ・フラッシュによる、製品用のプロトタイプ・ユーザーインターフェースの開発にも携わった。

彼はほぼ1年前、何千もの高解像度画像をレンダリングすることで、ILCムービーの作業を開始した。彼のやり方は、ILCの部品を、コンピューターを利用した設計（CAD）プログラムをレンダリングするのと非常に類似しており、彼はMac上で日本の商業ソフトウェア『Shade』を操作する。彼は、精密なオブジェクトにはアドビ・イラストレーターや2D CADソフトを使用し、Shade上でモデリングのために最初に線画―概略や部品の横断面を作成する。それから、Shadeにインポートし、トンネル、クライオモジュール、空洞、測定器の3D画像にする。実際、彼のILCムービーは、早野仁司氏（KEK加速器研究施設）の助言の下、KEKのいろいろなILCリーフレットのために作ったイラストを使っている。

Rey.Hori.の両面ポートレート。ロボット画像：Rey.Hori氏

Rey.Horiという名前がどこから来たか知りたいかもしれない。彼に尋ねてみた。彼がエンジニアをしていた時代にプロのコンピュータ・グラフィックスの仕事を始めたが、その時は、勤めていた会社には隠しておきたかった。それで、彼はイラストレーター名をつくった。Horiは、彼の名字の堀内から、Reyは『水路』や『チャンネル』を意味する日本の漢字に由来している。

アニメーションの将来の発達と、私たちが自分たちのコミュニケーションニーズにアニメーションを利用する方法を考えるのは、興味深いものである。アニメーション技術はもはや映画への利用による後押しよりもおそらく、創造力と進歩は数十億ドル規模のコンピューター・ゲーム産業界向けに行われている。アニメーターのためのツールボックスを大いに強化する技術的な前進が期待できる。たとえば、ホログラフィック3Dディスプレイ、そして、おそらく、私たちの好みに反応し、画像やゲームを修正するインタラクティブな脳波ソフトウェアまで使って、居間でバーチュアルリアリティーシステムをもてるようになるのを楽しみにしている。

ILCの私たちの目的、または技術的なトピックのために、異なるコミュニケーションツールがある。これらの新ツールを最大限に利用していかなければならない。話を伝える際に、画像の力を決して過小評価してはならない！私見だが、この最初のアニメーションで、私たちは複雑で取り組みがいのある話を語る強力な新たな手法に向け、小さいが、重要な第一歩を踏み出したのだ。

[英文記事]

ディレクターズ・コーナー・バックナンバー

■ブログライン

19 July - Katie Yurkewicz
Sneak peak at Tevatron results for ICHEP


19 July - Jester
Expectations for ICHEP


17 July - Marco Delmastro
Luminosity is not the whole story


15 July - Barbara Warmbein
Less of a rumour, more of a fact


Follow Blogging ICHEP 2010

■カレンダー

今後の会議、ミーティング、ワークショップ

TeV Particle Astrophysics 2010
Paris, France
19-23 July 2010

35th International Conference on High Energy Physics (ICHEP2010)
Palais des Congrès, Paris, France
22-28 July 2010

First Baseline Assessment Workshop
KEK, Tsukuba, Japan
7-10 September 2010

XXV Linear Accelerator Conference (LINAC10)
Tsukuba, Japan
12-17 September 2010

Topical Workshop on Electronics for Particle Physics (TWEPP-10)
Aachen, Germany
20-24 September 2010

Symposium on the Superconducting Science and Technology of Ingot Niobium
Jefferson Lab, Newport News, USA
22-24 September 2010

今後のスクール

Fifth CERN-Fermilab Hadron Collider Physics Summer School
Fermilab, Batavia, IL, USA
16-27 August 2010

■ニュース記事

From World Radio Switzerland
22 July 2010

計画中のより巨大で、より良いハドロンコライダー
WRSのPete Forster氏はBrian Foster教授（ILCの欧州地域ディレクター）に尋ねた。「LHCではなく、ILCが行うものはなにか？」

[英文記事]

From The Sun 21 July 2010 最大の宇宙創世器 ILCは、直線の全長31kmの粒子加速器を建設する野心的な計画である。この種の加速器は巨大な円形のLHCとは非常に異なっている。 [英文記事] From Popular Science 19 July 2010 過去最長のリニア粒子加速器を建設するCERNの物理学者 LHCの先へ行く―ILCは全長20マイル [英文記事] From The Independent 18 July 2010 LHCを忘れなさい。ようこそCERNの新たな直線粒子加速器へ 「パリ会議での報告の一部は、『ILC研究所を立ち上げる方法の青写真』です。世界中の300の研究所と大学から集まった700人以上が、既にこの加速器に取り組んでいます」。 [英文記事] From symmetry breaking 16 July 2010 高強度LHC衝突への長い道 フランスとスイスの下でLHCはより高強度になっている。ここ数ヵ月にわたって、LHCは陽子のその2つの対向循環するビームパワーを静かに増強しており、周長27キロメートルのリングで点在する実験で、ますます多くの粒子衝突を出していた。 [英文記事]

■アナウンス

◇arXiv preprints
1007.3185
Probing anomalous ZZH and γZH interactions at an e⁺e^- linear collider using polarized beams

1007.3097
Neutral Trilinear Gauge Boson Couplings in Little Higgs Models

1007.3087
Semi-DHCAL software developments: Digitization and Display

1007.3077
Status of the Micromegas semi-DHCAL

1007.3053
Branching ratio study of ZH → qqcc/qqbb

1007.3019
ILC Beam-Parameters and New Physics

1007.3009
Test Beam Results Using an RPC Semi-Digital HCAL

1007.2992
top FCNC physics at a Linear Collider after the LHC

1007.2748
Model independent WIMP Searches in full Simulation of the ILD Detector

1007.2636
Identification of new physics and general WIMP search at the ILC

1007.2634
Development of Fast and High Precision CMOS Pixel Sensors for an ILC Vertex Detector

1007.2553
Scintillator-Based Electromagnetic Calorimeter Prototype and Beam Test Results at FNAL

1007.2522
Test Beams Summary

1007.2471
R&D Status and Plan for FPCCD VTX

1007.2440
Influence of beam related background on ILD reconstruction

1007.2358
CALICE Second Generation AHCAL Developments

■今週のイメージ

ICHEP、本日スタート

（ICHEP starts today）

素粒子物理学の重要な会議のうちのひとつが、本日パリで始まった。ILCセッションは土曜日に開催予定だが、残りの会議もエキサイティングなようだ！詳細は、会議ウェブサイトの予定表、ライブブログをチェックしてください。

「salle Maillot」並列セッション（7月22～24日）、本会議（7月26～28日）ではライブ・ウェブキャストが行われます。

ILC NewsLine 2010年7月15日号

ILC NewsLine 2010年7月15日号　[英文記事]

■リサーチ･ディレクター･レポート

妥当なコストとリスクのもとでの、ILC研究ポテンシャルの最適化

（Optimal ILC physics performance at acceptable cost and risk）

Jim Brau氏

今月のリサーチ・ディレクター・レポートは、リニアコライダー物理・測定器国際研究組織の共同議長であり、米州地域測定器コンタクトパーソン、Jim Brau氏による執筆。

数年前、高エネルギー物理の国際コミュニティは、大型ハドロンコライダー（LHC）でやがて見つかるであろう新物理現象を根底から研究するには、リニアコライダーが必須である、との合意に達し、「物質、エネルギー、空間、時間の理解にむけて：リニアコライダーの必要性」と題して2003年に出された声明書には2700人以上の研究者が署名した。この声明は、想定される物理研究を行うためにリニアコライダーにはどのような性能が要請されるのか、についての研究者間での世界規模の共通認識が記載されている。物理に関しては、LHCとの相補関係を念頭に主に精密測定の観点からヒッグス粒子の理解や標準理論を越えた新発見の側面が強調された。また、ニュートリノやクォークの研究、宇宙論・宇宙物理の測定、高エネルギー原子核物理などとの多彩な関連についても触れられている。

リニアコライダーのユニークな実例としてよく取りあげられるのは、e+e-→ZHによる生成断面積のエネルギー依存性測定を通してのヒッグス粒子スピンの決定である。このプロットは、Dova, Garcia-Abia and Lohmanによるシミュレーションより。

基準設計報告書（RDR）にあるILC設計は、文書「リニアコライダーの仕様パラメータ」にまとめられた物理研究上の要請事項に沿って定められている。パラメータ文書には、初期運転時に200-500GeVの範囲でエネルギーが可変であること、後日には1TeVまでアップグレード可能であること、4年間の運転で積分ルミノシティ500fb-1を達成すべきこと、ほかが詳述されている。

RDRから技術設計への移行を行い、これを2012年末までに完成するという作業を始めるにあたり、国際共同設計チーム（GDE）は昨年（2009年）、コスト・性能・（技術的）リスクの三者の再最適化を念頭においた設計見直しに着手した。そこでとくに留意されたのは、コスト低減方策を目指す設計改訂であるが、その素案概要は、2009年9月にアルバカーキで開催されたALCPGの本会議のさい、ストローマンベースライン（SB2009）の形で提示された。

SB2009の具体的なパラメータは、アルバカーキ会議後に次ぐ数ヶ月の期間に回覧された。リサーチディレクター山田作衛氏は、設計変更が物理解析に及ぼす影響を調査・研究する物理・測定器SB2009ワーキンググループを立ち上げ、私がその委員長を務めることとなり、その結果は、今年3月に北京で開催されたLCWSの共同本会議で発表された。ワーキンググループが定量的に明らかにしたのは、ILCの低エネルギー領域での性能にSB2009が及ぼすネガティブな影響は無視できない、ということである。とりわけ、Z-Higgs生成のエネルギー閾値近傍（210-350GeV）は、物理上重要なカギとなる領域であって、この領域でILCの性能が劣化することには強い懸念が表明された。物理コミュニティからのこうした声に応え、GDEは最終ビーム収束系の設計を改良し、また、低エネルギー領域では陽電子を生成する際の電子ライナックのエネルギーを上げるなどの対策案の検討を始めた。

GDEによるこれらの研究は、北京会議以降も引き続き行われている。物理測定器コミュニティとしては、再改訂されたパラメータがGDEによって提示されることを待っている状態に現在あり、新パラメータが得られ次第、SB2009ワーキンググループでその影響を再評価し、ヒッグス粒子の性質測定、SUSYパラメータの測定、物理研究上必要ないくつかの「閾値」近傍での運転などに関して様々な検討を加えることになっている。

現在、ベースライン・アセスメント・ワークショップ（BAW）の準備が進められているところである。BAWは二回にわたり四日ずつ行われることになっており、その第1回目は、2010年9月7-10日に高エネルギー加速器研究機構（KEK）で開催され、『シングル・トンネル・ハイレベル高周波（RF）システム』と『加速勾配』についての集中討議を行う。第2回BAWは、2011年1月18-21日に米国SLAC国立加速器研究所（SLAC）にて開催予定で、『RF電力の低減』と『陽電子源の配置』を扱う。これらは、ILCでの物理研究のポテンシャルに直接影響を及ぼす項目である。物理・測定器研究者グループも、これらのワークショップに全面的に参加する。

Barry Barish氏（2010年5月27日号のディレクターズ・コーナー ）が概説しているように、今後の行動方針としては、まずは、主要な変更点を系統的に評価し、幅広い視点から課題を洗い出し、それらへの解決策を模索する。SB2009ワーキンググループが行っているのは、設計変更の結果生ずる課題のうち、物理研究上のインパクトについての評価、ということである。ここで得られた分析は、今後BAWに提出され、議論の材料となり、その結果、各々の設計変更の採否についての勧告が行われ、Barry Barish氏が議長をつとめる設計変更評価の最終プロセスに供されることになる。

物理研究者グループにとって、このプロセスに今後数ヵ月にわたってきちんと係わり、また、KEKとSLACで開催されるBAWに有効に参加することは、きわめて重要である。

[英文記事]

リサーチ・ディレクター・レポート・バックナンバー

■世界の各地より

フォーラムへのドイツ式参加方法

（The German way to the forum）

ドイツのたくさんの研究機関が、国際大型測定器（ILD）向けのタイムプロジェクションチェンバ（TPC）の開発に従事している。

優れたアイデアは国境を越える。ILCのように、世界中の人々が一緒に働く、世界的なプロジェクトではとりわけそうだ。LHCで何が見つかるにせよ、その次の加速器ではより詳細にそれを研究する必要があるからだ。理論物理学者であるGudrid Moortgat-Pick氏が英国のダラムからドイツのハンブルグへ移ったとき、学際リニアコライダー・フォーラムの考え方も英国からドイツにもちこんだのもその一例である。その新ワーキンググループの最初の会合が、6月にドイツ電子シンクロトロン研究所（DESY）で開催された。

フォーラムは、次世代リニアコライダーに関連するドイツの研究活動と専門知識を集め、再編し、統合するものである。参加者－DESY会議の約50名－が取り組んだのは「物理、加速器、解析」という3つのテーマであった。「集まった人たちの一人でも多くから、できる限りの相乗効果を得ようとしました」、とMoortgat-Pick氏は説明する。研究所と大学から全ての次世代関連の加速器や測定器活動に関するドイツ中に広がるネットワークをつくることで、これまで各グループが独立して進めていた仕事の間に思いもよらない協力関係が生まれる可能性が出てくる。ILCとコンパクトリニアコライダー研究（CLIC）、そして理論から加速器研究にいたる、その全てが、その対象である。

ドイツのリニアコライダー・フォーラムが狙うのは、、DESYで使われるKEKの空洞カメラのような相乗効果である。画像：DESY

現実的にはどういうことか？ツォイテンにあるDESYの共同主催者であるSabine Riemann氏は、ロストック大学とDESY間での協調で学んだことがある、と語る。大学の数学者と物理学者が、研究所の専門家と緊密に協力し、加速器問題に取り組んだのだ。「問題にぶつかったとき、この共同研究グループは非常に有効です」と、陽電子源の専門家であるRiemann氏。「また、一般に、ですが、同僚（学生と博士課程終了者を含む）はどういう課題に取り組んでいるのかが分かっている、というのはよいことです」。

リニアコライダーに携わる研究者は、LHCを後継するものとして、リニアコライダーには強い存在意義がある、と考えている。が、同時に、これは、その存在意義を確かなものにしていく必要もある、ということであり、このフォーラムの目的の一つもそこにある。このトピックについて行われた沢山のプレゼンテーション（スライドはこちらから）は別として、フォーラム参加者はまた、リニアコライダーの存在意義を確かにするために、LHCからのデータを如何に活用するかについても議論を行った。欧州合同原子核研究機関（CERN）で今年開催されるILC-CLIC ECFA会議では、LHC実験チームと成果発表の方針について議論されることが期待されている。

フォーラムはドイツのヘルムホルツ研究連合『テラスケールの物理学』の多くの活動のうちの一つであり、また、年次連合会議の並列セッションの一つでもある。次回の『公開フォーラム』は、2011年の春、あるいは初夏に予定されている。

　[英文記事]

■ディレクターズ・コーナー

日本、スーパーKEKBアップグレードに予算

（Japan to provide funds towards the Super KEKB upgrade）

Barry Barish氏

先月、KEKの高エネルギー物理学を支援するMEXT（文部科学省）は、この会計年度から3年にわたりKEKBのアップグレードに100億円（およそ1億1000万ドル）を拠出することを発表した。これにより、素粒子物理学は新たな後押しを得たことになる。この新予算は、大きな成果を上げてきたB-中間子の研究と、より一般には『大輝度フロンティア』の両方を推進する点において、朗報である。最近の素粒子物理の将来計画では、LHCやリニアコライダーで代表される高エネルギー・フロンティア、SuperBに見られるような大輝度フロンティア、そして、注目を集めつつある高エネルギー天文物理が扱っている宇宙フロンティア、の三本柱を考えることが、通例になっている。

素粒子物理学のフロンティア。KEKスーパーB加速器は、大輝度フロンティアを拡張するものである。

新世代のBファクトリーを推進するものとして、現在、二つのイニシアティブが追求されている。一つは日本のKEKBのアップグレード、そして、もう一つはイタリアでの非常に高いルミノシティを生成するのに最適化された革新的な加速器である。これら加速器の目標は、B-中間子の物理研究のために、現在のKEKBの最大性能の40倍（日本）あるいは50倍（イタリア）のルミノシティを提供することである。日本のKEKBのアップグレードの初期予算についての発表が行われたいま、イタリア政府による予算決定は、数ヶ月ほどのうちに行われる見込みだ。今日は、私は日本のイニシアティブについて、簡単に述べたい。

現在の世代加速器（KEKBとSLACのPEP-II）は、技術的な手法は異なるが、同程度のルミノシティを達成した。彼らはまた、大電流加速器で必要な基幹技術の多くについて大量の経験を蓄え、次のステップの実現にむけて自信をつけてきた。KEKBで学ばれたとくに重要なポイントは、有限のビーム交差角（22ミリラジアン）での運転実績を積み、また、そのなかで実効的にバンチ同士の正面衝突を実現するクラブ空洞の動作経験を積んだところにある。

ルミノシティ増強を狙うKEKBアップグレードでの基本方針の第一は、KEKBの資産、例えばトンネルや建物などを出来る限り再利用することである。加速器設計については、イタリアのスーパーB加速器向けにフラスカーティでP.Raimondi氏が最初提案した「ナノ-ビーム」方式を採用した。基本的な考え方は、ビーム電流を増加させるのではなく、むしろ、低エミッタンス光学系を用いて衝突点でのビームスポットサイズを非常に小さくすることである。ナノ-ビーム方式を使うと、低消費電力での運転が可能となり、運転経費を減らすことができる。しかし、低エミッタンスの達成には、従来使っていた0.9m長の電磁石100台を、4m長の電磁石と交換する必要がある。また、新しい陽電子源と低エミッタンス・ダンピング・リングの建設、さらに、新規の超伝導磁石と永久磁石を用いた新しい衝突点光学系が必要となる。

現在までB物理学のための積分ルミノシティと次世代のBファクトリーのための計画目標。見取り図：IPAC10の増澤美佳氏

ルミノシティにおけるこの大きなステップが達成されると、どのような研究が期待されるのだろう？PEP-IIとKEKBですでに行われた測定は非常にめざましいもので、2008年にノーベル賞を受賞した、小林誠氏と益川敏英氏の理論予測を始めて検証した。加えて、積分ルミノシティで－衝突率の測定－2つの加速器の合計で1.5/アトバーン（=1500/フェムトバーン、である）を得、いわゆるユニタリー三角形（標準理論で予測される）をおよそ10%の精度で確認し、B物理学の多くの崩壊分岐比や物理量が正確に測定された。だが、次のステップに進み、TeV（1兆電子ボルト）スケールのLHC物理と相補的な仕事をするには、さらに大量のルミノシティが必要である。

ルミノシティの大幅増大によって追求できる課題は沢山ある。小林-益川とは異なる、別のCP破れ位相が存在するのか；弱い相互作用で右巻きカレントが存在するのか（既知の弱い相互作用は、すべて左巻きカレントに依っている）；レプトン数保存則を破る相互作用は存在するのか（今のところ、中性粒子であるニュートリノの振動は例外として、電荷をもつレプトンつまり、電子、μ粒子、τ粒子が関与するレプトン数の保存を破る相互作用は見つかっていない）；また、Cabbibbo-小林-益川の3x3マトリクスで記述されるフレーバー対称性（ud,cs,tbのクォークと、eνe,μνμ,τντのレプトンという、秩序だって見える粒子構成）は何故存在するのか、といった疑問がそれである。これらに答えるためには、精密測定が必要があり、こうした仕事は、LHCで標準理論を越える新物理を探索する作業と相補的な関係にある。KEKBアップグレードへの着手は、そのために必要な新しいツール（加速器）を作り出す、という重要なステップが記されたことを意味するのである。

[英文記事]

ディレクターズ・コーナー・バックナンバー

■ブログライン

Not going to ICHEP? You can still follow what's going on in the sessions in the ICHEP blog

■カレンダー

今後の会議、ミーティング、ワークショップ

7th Positron Source Collaboration Meeting
DESY, Hamburg, Germany
15-16 July 2010

TeV Particle Astrophysics 2010
Paris, France
19-23 July 2010

35th International Conference on High Energy Physics (ICHEP2010)
Palais des Congrès, Paris, France
21-28 July 2010

First Baseline Assessment Workshop
KEK, Tsukuba, Japan
7-10 September 2010

XXV Linear Accelerator Conference (LINAC10)
Tsukuba, Japan
12-17 September 2010

今後のスクール

Fifth CERN-Fermilab Hadron Collider Physics Summer School
Fermilab, Batavia, IL, USA
16-27 August 2010

■ニュース記事

From PhysOrg.com 13 July 2010 オーストラリアの次世代のビッグサイエンス 「・・・この共同研究グループは、リニアコライダー[…]開発などのプロジェクトを提案して、オーストラリアの研究やイノベーションの画期的な展開を後押しする。リニアコライダーはLHCの発見をより詳細に、より徹底して調査し、物質のメカニズムや、それらが宇宙でいかにつくられたかを解明するだろう・・・」 [英文記事]

From SLAC Today 12 July 2010 SLAC広報部長、募集中 ほぼ2年にわたるリーダーシップに多くの感謝の声があがるなか、今月、Rob Brown氏はSLACの広報部長の職を辞した。 [英文記事]

From New York Times 12 July 2010 腰回りサイズ変更となった陽子の悩み 腰回りサイズの4％減といえば、ベルトの穴数個分の体重減にあたるわけで、人間なら大喜びするところだが、陽子のサイズでそれ、というのは、簡単な話ではない。 [英文記事]

From Discovery News 12 July 2010 ヒッグス粒子発見？早合点は禁物。 素粒子物理学研究者のあいだで、イタリアのパドヴァ大学の物理学者が投稿したブログについての噂が広まっている。ブログで、彼は、イリノイのバタヴィアにある米フェルミ国立加速器研究所（Fermilab）で、「軽いヒッグス粒子」の探索についての噂を聞いた、と書いている。 [英文記事]

From New Scientist 9 July 2010 ヒッグス粒子：結果間近か？ 捉えどころのないヒッグス粒子は、ついに見えたのか？パドヴァ大学の物理学者Tommaso Dorigo氏のブログで、イリノイのバタヴィアにあるFermilabの粒子加速器、テバトロンでヒッグスの不確かな兆しの話について書いた。 [英文記事]

From SLAC 9 July 2010 SLAC教授と前所長・名誉教授、Jonathan Dorfan氏、日本の新大学院大学の学長に メンローパーク、カリフォルニア－Jonathan Dorfan氏博士は、沖縄科学技術大学院大学（OIST）の次期学長に指名された。Dorfan氏はSLACの物理学教授であり、米エネルギー省の米国スタンフォード線形加速器センター（現SLACを国立加速器研究施設）の前所長。 [英文記事]

From University of Chicago 7 July 2010 Fermilab所長、第2期目に任命されたPiermaria Oddone氏 フェルミ研究連合取締役会は、水曜日、Fermilabの責任者として第2期5年間のPiermaria Oddone氏の再任を発表した。 [英文記事] ■アナウンス ◇CERNのILC-CLIC会議：参加登録開始 将来加速器欧州委員会（ECFA）により10月18-22日にCERNで開催される次回のリニアコライダー電子陽電子コライダーに関するワークショップに、参加登録ができるようになりました。このワークショップは、物理、測定器、CLICとILCオプションをカバーしているリニアコライダーの加速器について話し合われます。 ◇arXiv preprints 1007.2102 Higgs boson hadronic branching ratios at the ILC 1007.1918 Rare Z-decay into light CP-odd Higgs bosons: a comparative study in different new physics models 1007.1321 Measuring Supersymmetry ■今週のイメージ 組み上げ （Integrate） ILD測定器の測定器ベースライン設計と機能分析に取り組んでいるグループが、今月初めにDESYで会合を行った。会議はソフトウェアと測定器の組み上げの問題に集中した。詳細については、今後のILC NewsLineをご覧ください。

ILC NewsLine 2010年7月8日号

ILC NewsLine 2010年7月8日号　[英文記事]

■世界の各地より

interactions.orgより：グローバル・フォトウォーク参加者募集のお知らせ

（From interactions.org: World's particle physics labs take amateur photographers behind the scenes）

世界の加速器の研究所では、毎日研究所の見学に訪れる皆さんをお迎えしています。このたび、世界の5つの加速器研究所（米国立フェルミ加速器研究所、欧州原子核研究機構（CERN）、ドイツ電子シンクロトロン研究所、カナダTRIUMF研究所、高エネルギー加速器研究機構：KEK）で、フォトウォークを同時開催します。広大な研究所の敷地内で加速器の実験装置を撮影しながら、KEKの推進する最先端の科学に触れてみませんか。

作品は、世界の素粒子物理の広報担当者のネットワークである「Interactions.org」のウェブサイトで公開し、一般投票によって「グランプリ」を決定します。また、KEKのウェブサイトや一般公開での投票などにより「KEK賞」も決定します。グランプリ作品と各研究所の大賞作品は、世界の５つの研究所で展覧会を同時開催する予定です。

≪募集要項≫

募集は締め切りました。多数のご応募ありがとうございました。

「キャンセル待ち」のご応募を承っております。
キャンセル待ちをご希望の方は、件名を【キャンセル待ち】として、ファックス・Ｅメールいずれかの方法で、ご住所、氏名、年齢、電話番号を明記の上ご応募下さい。キャンセルが出た段階で、ご応募受付のご連絡をいたします。

連絡先　KEK広報室
FAX：029-879-6049
E-mail：prfukyukek.jp

実施日時：

平成22年8月7日(土) 8:30～12:30

場所：

高エネルギー加速器研究機構 つくばキャンパス
〒305-0801 茨城県つくば市大穂1-1
（交通アクセス）

募集対象：

プロ／アマ問わず写真撮影が好きな方（中学生以上）。

・保護者同伴で来訪された場合、写真撮影をされない保護者の方は、ツアー中は控え室でお待ちいただくこととなります。

参加費：

無料

募集人数：

40名 募集は締め切りました。

申し込み方法：

ファックス・Ｅメールいずれかの方法で、ご住所、氏名、年齢、電話番号、ご希望の撮影コース（AまたはB）を明記の上ご応募下さい。（定員に達し次第募集を終了いたします）

撮影コース：

Ａコース：KEKB加速器の入射器、Belle測定器、放射光施設
Ｂコース：前段加速器、加速器試験施設、超伝導RF試験施設

機材について：

撮影機材は各自ご用意ください。非常に狭い場所や、精密機械のそばで撮影する場合もありますので、できる限りコンパクトな機材をお使い頂けますようお願いします。Ｂコースの加速器試験施設では、三脚をお使い頂くことはできません。

放射線管理区域内での撮影について：

今回撮影場所となるコースの一部は「放射線管理区域」となります。担当者の指示によく従ってください。参加にあたっては、以下の注意事項をよくお読み頂き、ご理解のうえご参加下さい。

1. 許可された場所以外には立ち入らないで下さい
2. 撮影時の飲食、喫煙は禁止です
3. 携帯電話はお使い頂けません。電源は切って下さい
4. 高圧電源、重量物、高温や低温になっている箇所などがありますので、機器に触れたりする事のないようにしてください
5. 撮影時は、アテンダントの指示に従って下さい。

イベント保険：

今回のイベントには、イベント傷害保険を適用します。ただし、病気や負傷の際には、健康保険証を利用させていただくことをご了承ください。

個人情報保護について：

いただいた個人情報は、本件にかかわる連絡等の目的にのみ使用します。法令等に基づくものを除き第三者への個人情報の提供はいたしません。

[英文記事]

■特集記事

ILCシングルトンネル設計、一歩前進

（One step forward to the ILC single tunnel design）

6月1-2日、KEKで日本におけるILC土木・施設設計検討に関する国際レビュー委員会が開催された。先週には、米国フェルミ国立加速器研究所（Fermilab）のVic Kuchler氏がリーダーをつとめるレビュー委員会がまとめた、最終的な評価報告書が、KEKリニアコライダー計画推進室長の山口誠哉氏、一般施設研究（GDE/CFS）担当の国際共同設計チーム（GDE)のプロジェクトマネージャのMarc Ross氏に提出された。

アジアのシングルトンネル概念設計のトンネル構成。画像：AAA　CE-WG

コストパフォーマンスの最適化、そして、GDEによる技術設計フェーズ（TDP-1：2008-2010、TDP-2:2010-2012）における目的の1つとして、2007年発表の基準設計報告書（RDR）で示された設計の改良作業を行った。考慮中の最も複雑で難しい変更のうちの1つは、2本のトンネル設計をシングルトンネル構成へ変更することだ。KEKの研究者とエンジニア、そして日本でトップの土木工事の専門家らから構成された、アジアチームは、山岳地帯のILC一般施設（CF）のシングルトンネル概念設計を提供し、今年3月に報告書を発表した。委員会は報告書のレビューを行い、設計の整合性をGDE/CFS設計指標と照らし合わせた。また、日本の会計年度2010年に実行される一般施設設計ワークパッケージ計画の検討も行った。

日本の国土の約70パーセントが山岳地帯であるため、日本のサンプルサイトは山腹や山岳地帯となる。そのような地域で地下トンネルを掘るには、いろいろな技術的な問題が生じる。評価報告書は次のように述べている：「KEK LC-CFS[リニアコライダー一般施設研究] グループがAAA（先端加速器科学技術推進協議会）のCE-WG[施設ワーキンググループ]とともに行ってきた研究により、これら山岳地帯での地下建設に関し多くの事例経験が示された。現在までの計画の考案に必要な情報が、様々な講演を通じて得られた」。多くの建設事例が委員会に提示されたが、特に、飛騨トンネル建設例は、委員会にとって、いろいろな面で有益だった。

レビューで発表する宮原正信氏

飛騨トンネルは、日本で2番目に長い道路トンネルである。全長10.7キロメートル、海抜1744メートルの籾糠山を貫いている。日本語で、籾は「もみ殻」、糠は「米ぬか」を意味する：「籾糠山」という名前は、非常にもろく、不安定な土の特性にちなんで名づけられたと言われている。「これまで日本で経験した最も骨の折れる建設事例のうちの1つでした」と、KEKのリニアコライダー計画推進室のCFS専門家であり、レビューで発表した宮原正信氏は語った。トンネルがなければ孤立してしまう村を結ぶ高速道路トンネルとしてルート選択の余地はなかった。

1000メートル以上のものすごい土圧に加え、毎分最高70トンのすさまじい湧水があり、トンネル掘削機が進むにつれ変化する厳しい地質学的状況だった。「日本での建設が常にこれと同じくらい難しいという印象を与える可能性があるため、私は飛騨トンネルの事例を提示するのを躊躇していました。しかし、私たちはこの経験から、ILCのトンネル施工に役立つ多くの教訓を学んだので、委員会に示すことに決めました」と、宮原氏。概念設計に反映された教訓のうちの1つは、加速器用のメインのシングルトンネルと連結したより小さなパイロットトンネルの使用である。多目的パイロットトンネルを掘るのは、日本では常道である。パイロットトンネルは、本トンネルに先行し、地質を理解し、準備するのに役立つ。同時に本トンネル周囲の地下水排水、岩盤の排水、ユーティリティ分配、あるいは本トンネルからの代替出口として使われる。パイロットトンネル・アプローチは議論を呼び、委員会はそもそもこのアプローチを研究するのかあるいはパイロットトンネルの分析をするにしても、そのコストに関心を示した。

委員会は以下のように結んだ：

「AAAとともにKEKリニアコライダー-一般施設とサイト検討グループにより行われた概念設計研究は詳細にわたって記述され、有益なものであった。これら2グループの連携は、アジア地域のCF活動や一般的なGDEのCF活動に非常に肯定的な影響を与えた。いろいろな発表で述べられた設計研究は、SB2009/TDP-2の設計指標に一致していると考えられる。すべき仕事はまだたくさんあるが、2012年までの計画的な仕事の概略はすでに完成した。この仕事に敬意を表したいと思う」

「このレビューの実現に関わった、レビュー委員会、発表者、そして特にAAAと日本土木学会のみなさんに感謝します」と、レビューでセクレタリーをつとめたKEK/ILC-GDEの山本明氏は語った。「この報告書の存在により、KEKはアジアのCFS設計活動におけるより徹底した詳細技術研究を進展させることができるのです」。

評価報告書の全文は、こちらから。

[英文記事]

■ディレクターズ・コーナー

レーザーとこれからの50年

（The laser and the next 50 years）

Barry Barish氏

先週号の私のコラム「1960年ヒューズ研究所でレーザーの動作実証が初めて行われてから50周年」で、私は、この物理学上の基礎的な発見が数十億ドル規模の産業界を形成し、私たちの生活への隅々に影響を及ぼしていることを強調した。今回、私はこれからの50年で更なるレーザー開発に期待することができるものを予想して、レーザーの話を続けたいと思う。もちろん、当たり前のことながら、最も重要な次世代の開発のいくつかは、まだ考えられてさえいない。それでも、新たなレーザー開発が、新しい科学機会を開き、そして、私たちの日常生活に新たな応用をつくる際に、新しく刺激的な方法で私たちの生活に影響を及ぼし続けることは、明らかである。

レーザーは、わずか3センチメートルで10億電子ボルトまでプラズマ航跡場加速により、電子を加速した。（2009年10月Symmetry Magazineより－画像：LBL、Roy Kaltschmidt氏）

レーザー科学が発達すれば、大きな新たな科学の進展も可能となる。ILCは、加速器で加速される電子ビームの生成をレーザーに頼っている。粒子加速器における次の大きな一歩は、実際に、粒子の加速にレーザーを使用する研究加速器の開発である。これらの考えは、しばらくの間はいろいろとあったが、最近の成功例は、新しく野心的で進行中のR&D活動を刺激した。国立ローレンスバークレイ研究所（LBL)のレーザー加速器説明（BELLA）は、米国再生・再投資法刺激予算で行われた。英国、フランス、そして中国でもレーザー加速開発が始まっている、こうした支援やレーザー能力の相次ぐ進展は、高エネルギーまで粒子を加速を可能とする発展途上のコンパクトな同期レーザーシステムに後押しとなっている。まだ数回いないけれども、実際のコンパクト・レーザー粒子加速器はまだまだだが、次世代での実現に期待がかかる。

東ヨーロッパに組み込まれる予定の野心的な欧州のELI

私は、レーザー技術で向上を通して科学を探究する、恐らく最も野心的なプロジェクトの科学諮問委員会に参加していた。欧州のExtreme Light Infrastructure（ELI）イニシアティブは、1000倍にレーザー強度を増強する施設開発を行う大きな一歩となる。昨年、科学諮問委員会は、ELI科学の可能性に関し報告書を作成した。この施設は、アト秒科学（1アト秒＝10-18秒）、高強度光科学、高エネルギー・ビーム施設、という、科学の三大領域で科学目標としている。非常に面白い進展としては、ELI基盤を得るためのサイト選定コンペが、昨年決定され、チェコ共和国、ハンガリー、ルーマニアが既に決定し、3または4カ国間で基盤を広げることが同意された。これらは最初の3つであり、最終的なサイトは2012年に決定される。そして、欧州の中心マネジメントを通して、東ヨーロッパの科学基盤へのこの非常に大きな投資の調整が行われる。

上記のようにレーザー技術が発達するにともない、次世代の科学に影響を与えると強調してきた。私は、次世代のレーザー開発が私たちの生活を変えるいくつかを予想して、コラムを締めくくりたいと思う。

医療用の、最も重要な開発のうちの1つは、レーザーがますますさまざまな難しい脳手術のための重要な道具になるということだ。レーザー眼科手術は、眼鏡やコンタクトレンズにほぼ完全に取って代るだろう。近眼矯正に、レーザー光線で角膜を再形成する方法は、今や確立した処置である。将来、私たちは人間の目を再形成するのにレーザーを使うことを楽しみに待っている。まず、レーザーを使って問題を発見し、コンピュータで情報を分析するための精密測定を行い、それから、矯正用にプログラムされた2つ目のレーザーを使うのだ。

ローレンスリバーモア研究所のNIFに2つある巨大レーザーのうちの1つ

レーザーは、新たなエネルギー源を提供するのにも役立つ。ローレンスリバーモア研究所の国立点火施設（NIF）は、核融合反応点に少量の水素燃料を熱し、圧縮するために192の強力なレーザーを使う野心的な実証装置である。NIFは最近、実験プログラムを開始し、「点火」を成し遂げるという目標を持ち、そこで、それは反応を始めるのに用いられたエネルギーより多くのエネルギーを生み出する。

最後に、レーザーは私たちが働く方法を変えていく。コンピュータの次の革命は、おそらく光コンピュータの開発である。レーザーは既にデータを読んだり、書き込んだり、記録するためにコンピュータで使われているが、今後レーザーは伝送、接続、回路、その他に取って代わるかもしれず、より小型でより高速なコンピュータが製造されるだろう。もちろん、同様にパワーも増え、想像するのが難しいほどサイズが小さく、全アプリケーションを指先にある携帯装置の実現などの進歩があるだろう。

たくさんのマスコミの注目を集め始めている1つの新たな技術は三次元テレビジョンであり、既に初期製品が登場している。将来、特殊な眼鏡をかけずに見られる実際的な三次元ホログラフィック映画につながるレーザーコンピュータの進展を想像するのは容易だろう。おそらくホログラフィック・テレビがあとに続く。しかし、これが実現する前に、家庭においても、ホログラフィック音像を伝える著しく増大したバンド幅が要求される。

レーザーは、基礎研究の明白な価値にふさわしい現代のシンボルである。ヒューズ研究所でMaiman氏がレーザーの動作実証を初めて行った50年前、レーザーの影響について考える人は誰もいなかった。現在、レーザーは私たちの最も重要なハイテク経済推進力のうちの1つであり、科学の新世代に可能性を与え、また、医療用の新たなツールとなり、おそらく新しいエネルギー源さえ提供しているだろう。そしてレーザーは気がつかないうちに私たちの日常生活を変え続けているのだ

［英文記事］

ディレクターズ・コーナー・バックナンバー

■ブログライン

7 July - Frank Simon
Marine Life in Hamburg


1 July - Frank Simon
Heavy Lifting


Follow all Quantum Diaries

■カレンダー

今後の会議、ミーティング、ワークショップ

7th Positron Source Collaboration Meeting
DESY, Hamburg, Germany
15-16 July 2010

TeV Particle Astrophysics 2010
Paris, France
19-23 July 2010

35th International Conference on High Energy Physics (ICHEP2010)
Palais des Congrès, Paris, France
21-28 July 2010

First Baseline Assessment Workshop
KEK, Tsukuba, Japan
7-10 September 2010

XXV Linear Accelerator Conference (LINAC10)
Tsukuba, Japan
12-17 September 2010

今後のスクール

Fifth CERN-Fermilab Hadron Collider Physics Summer School
Fermilab, Batavia, IL, USA
16-27 August 2010

■ニュース記事

From Physics World
1 July 2010

超精密試験、光子がボソンであると確認
米国の物理学者は、現代の物理学の基礎の一つである超精密試験を行った－素粒子である、ボソンとフェルミオンの2つのタイプが2種類の異なった統計のふるまいになるという考え・・・
[英文記事]

From Wired
1 July 2010

新ミュオン検出器、隠れた核兵器を発見
いつの日か分厚い鉄ごしに核兵器を検出できる装置のプロトタイプが初期試験に成功・・・
[英文記事]

From livemint.com
30 June 2010

混乱につながるのか？それともシャンパンにつながるのか？
素粒子にもいろいろな種類があるように、研究者の見解にも相違がある。

[英文記事]

From About.com: Physics
30 June 2010
ダーク・ウォッチの紹介

・・・ようこそ、ダーク・ウォッチへ。ダークマター関連や、ダークエネルギー関連記事を毎月更新しています。

[英文記事]

From Ars Technica
29 June 2010

宇宙の歴史の短い歴史
John Mather氏は、George Smoot氏とともに、宇宙背景放射探査機（COBE：ビッグ・バンの名残の宇宙マイクロ波背景放射（CMB）で最初に位相変動を調査）に関する研究により、ノーベル賞を受賞した・・・

[英文記事]

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■アナウンス

◇EuCARD：更なる読書
欧州の加速器R&Dの最新情報を知りたい方！EuCARDニュースレターを見てください－第5号が発行されました。EuCARDは加速器研究開発のための欧州協調を表し、欧州で加速する全てを伝えます。購読申込はこちらから。

◇ILC Note
2010-055
Report from the GDE Physics Questions Committee

◇arXiv preprints
1007.0981
Mass Spectrum in the Minimal Supersymmetric 3-3-1 model

1007.0829
Simulation Study of W Boson + Dark Matter Signatures for Identification of New Physics

1007.0706
Probing the Majorana nature of TeV-scale radiative seesaw models at the ILC

1007.0698
Chargino and Neutralino Masses at ILC

1007.0659
Pair Production of Tau Sneutrinos at Linear Colliders

1007.0486
Plasma Panel Detectors for MIP Detection for the SLHC and a Test Chamber Design

1007.0432
The top quark electric dipole moment in models with vector like multiplets

1007.0428
DEPFET Vertex Detectors: Status and Plans

1007.0020
Consideration of Photon Radiation in Kinematic Fits for Future e+ e- Colliders

1006.5559
Supersymmetry Breaking Scalar Masses and Trilinear Soft Terms in Generalized Minimal Supergravity 

■今週のイメージ

刺激的なボーリング式典

（Exciting boring ceremony）

欧州XFELのためのトンネル掘削開始の公式式典が、ドイツの土木工事の伝統に則って6月30日に行われた。掘削機は （直径6.17メートル、全長71メートル、重さ550トン、1800万ユーロ）”TULA”と命名された。トンネル自体も命名され、トンネル工事を守護する聖者の像は祝福を受けた。2011年夏に、トンネル掘削機が3キロメートルのトンネル施工の仕事を終えるまで、像は建設作業を見張ることになる。欧州XFELは、大強度のＸ線光を発生するために超伝導高周波技術を使用するＸ線自由電子レーザーである。プレス・リリースはこちらから。

ILC NewsLine 2010年7月1日号

ILC NewsLine 2010年7月1日号　［英文記事］

■世界の各地より

Symmetry Breakingより：教科書と素粒子データブックを書き換えるLHC実験

（From Symmetry Breaking: Rewriting textbooks and remeasuring the particle data booklet at the LHC）

LHCのALICE測定器が観測したπ0中間子崩壊。画像：ALICE共同研究グループ

先週開催の「大型ハドロンコライダー（LHC）での物理会議」で、教科書の書き直しが始まった。

「水曜朝、パドヴァのAndrea Dainese氏によるALICE実験に関する発表を聞いているときのことです。講義で使っている教科書の、1960年代の泡箱の画像は、もう全部入れ替えてしまって良い、ということに急に気づいたのです」と、ドイツ電子シンクロトロン研究所（DESY)のThomas Naumann氏（ATLAS共同研究グループのメンバー）は語った。

Naumann氏の述懐のきっかけは、中性パイ中間子が光子2つに崩壊し、そのあと2つの電子-陽電子対生成が起きている様子を示す、ALICEの飛跡検出器のデータ画像である。中性パイ中間子（π０粒子）の性質や発見の話は、高エネルギー物理の初級コースの代々にわたるトピックの一つなのだが、そのときに常に使われてきたのは、1950-60年代の泡箱の画像であった。

π０は、珍しいものではなく、実際LHC測定器で観測される大部分の光子は、π０崩壊からのものである。測定器の校正に使われるので、高エネルギー物理の学生はπ０崩壊のことは必ず分かっていなければならない。π０はLHCの初期衝突データで再観測される沢山の既知粒子の一つでもある。

理論家の村山斉氏による2016年のPDGにおけるページの予測。

素粒子データグループ（PDG）が出版する小冊子は、高エネルギー物理学者のバイブルとも呼べるもので、LHC物理の会議で重要な役割を演じた。この小冊子には全ての既知の、あるいは仮説上の粒子の質量、電荷、フレーバー、寿命、崩壊様式などのようなあらゆるデータ表が記載されている。LHC実験では、チャーム、ストレンジ、（そして、楽観的にはまもなく）トップ、ボトムと、既知の粒子を観測しており、それらのデータは数週間のうちに現在のPDGリスト記載と同程度の統計精度に到達しつつある。

再評価の対象になるのは既知の粒子だけではない。理論物理学者は、新粒子とそのふるまいについての予測の吟味にも余念がない。日本の数物連携宇宙研究機構の理論家、村山斉氏は、その講演で、数年後PDGの記載はどんなふうになりうるか、についての展望を示した。彼の講演の元々のタイトルは『標準理論物理学を越えた理論』だったが、「理論家の考えの至らなさ加減、そしてなぜLHCが重要かについて　－2016年のPDGから－」と改題された。

［英文記事］

■特集記事

ILC、高純度ニオブの非常に特別な市場

（The ILC, a very special market for high purity niobium）

ILCの心臓部は、希少で、柔らかく、灰色の、延性のある遷移金属、ニオブでできた、超低温で動作する加速空洞である。ILCの約18,000台の高周波（RF）加速空洞の材料となるニオブは、絶対温度零度近くにまで冷却されると、超伝導体になる物質だ。

ILC空洞のために微粒子ニオブを製造するには、多くの行程がある。梅澤裕明氏の図

2007年のニオブの世界の年間総生産量は、58,000トンであり、2010年には世界経済の復調に従えば、さらに45パーセントまでの成長が見込まれる。ニオブは『希少』資源ではあるが、その埋蔵量は世界中の需要をカバーするのに十分とされる‐ILC空洞と、例えば、米国フェルミ国立加速器研究所（Fermilab）のプロジェクトX、ドイツDESYの欧州XFEL、第四世代の光源を運転しているエネルギー回収型リニアック（ERL)、例えば日本の高エネルギー加速器研究機構（KEK）のコンパクトERL、または米国のジェファーソン研究所（J-Lab）の自由電子レーザー、オークリッジ国立研究所の核破砕中性子源、インドでの原子動力生産のための加速器駆動システム、希少同位体ビーム用設備、大学研究所や病院向けの小型加速器など、ニオブベースの超伝導RFシステムに依存する多くのプロジェクトに供給するのに十分だ。

が、ニオブの供給量はともかく、その品質は、また別の問題である。ニオブは鋼の中での炭素の安定化に有効で、腐食の進行を防止する。そのため、ニオブは鋼への添加物として使われ、大部分の用途は、原油や天然ガスのパイプラインのために使われているフェロ・ニオブ、または大規模ビルのための鋼桁と呼ばれているニオブと鉄の合金などである。これらの合金に使うニオブは割合としては少量：最高わずか0.1パーセントで鋼の強度を大幅に改善することができる。「ILCは、高純度のニオブという非常に特別な市場です」と、ILC必要条件を満たす高品質のニオブの安定した生産ができる世界の3社のうちの1つである、東京電解社の梅澤裕明氏は語る。梅澤氏は、先月京都で開催された第1回世界加速器会議の超伝導高周波（SCRF）空洞技術と工業化に関するサテライト会議でプレゼンを行っている。

既に進行中の三菱重工業の活動に加え、日本のILCのための製造研究として日立社（前）と東芝社（後）が製造した最初の9セル空洞。画像：峠暢一氏

「残留比抵抗比率（RRR）は、ILCでは精製されたニオブの品質管理上最も重要な指標です。他の市場のどこでもRRRを問題にしないのですが、ILCだけは別です」と、梅澤氏。「KEKの科学者と一緒に行ったR&Dを通して、私たちはタンタルの混入を最小限に抑えたニオブが超伝導空洞に理想的であることを学びました」。ニオブとタンタルはよく似た物理的・化学的性質を持つため、1800年代中ごろに分離されるまで、ニオブとタンタルは一つの元素として混同されていた。類似性もあって、ニオブとタンタルの名称は、ギリシャ神話に登場する父タンタロスと娘ニオベにちなんでいる。だが、この父と娘は、超伝導空洞としてはあまりうまくやっていけないようである。ニオブの純度を上げるには、炉で融解し不純物を蒸発させるということを繰り返すのが典型的な方法である。だが、タンタル不純物にかんしては、タンタルの融点はニオブより高いためこの方法は有効でない。「市場に需要がないので、大くの原材料供給会社はニオブとタンタルの分離に取り組んでいません。エストニアの1社だけが、私たちが欲しい品質の鉱石を供給することができるのです」と、ここでは競争原理が働いていないことを梅澤氏が説明する。

需要が少ない、ということは必要な熱処理炉をもつ会社が少ない、ということも意味する。「純粋ニオブの市場は小さく、この業界への新規参入は進んでいません。一方、全てのILC空洞用にニオブを処理する注文を受けたら、私たちわずか3社ではいっぺんに処理する能力がありません」。新規参入を阻む技術的ハードルが、もうひとつ、製造工程にある。「ニオブはとても柔らかいため、均一な圧延操作が思ったほど容易ではないのです」と、梅澤氏は語った。

「実を言うと、高純度のニオブを追求するのは、高収益の事業ではありません。ですが、私たちにとっての大きな利点は、ILC R&Dに取り組むことを通して、最先進のテクノロジーの一つを手中にできる、ということです」と、梅澤氏。世界の科学者と産業界は、ILCに向けてニオブを処理する別の方法も模索している。「ハードルが高ければ高いほど、私たちの技術的能力はより高まるのです」。

［英文記事］

■ディレクターズ・コーナー

レーザー50周年の記念日を祝う

（Celebrating the fiftieth anniversary of the laser）

Barry Barish氏

今年は、1960年にヒューズ研究所でTheodore Maiman氏がレーザーの動作実証を初めて行ってから50周年にあたる。レーザーは、物理学現象（励起誘導放射による光増幅：LASER）の頭字語として始まり、この言葉は現在、世界中のどこでも知られるほどの一般名詞になった。コンパクト・オックスフォード英語辞書によると、レーザーは、「励起原子または分子から光子の放出を励起することによってよく収束した強い光線を生み出す装置」とされている。物理学上の基本的な発見から出発し、数十億ドル規模の産業界を形成し、私たちの生活への隅々に影響を及ぼしているこの技術は、基礎研究の意味を考えるとき、非常に大切なケーススタディの題材と言うことができよう。

1960年ヒューズ研究所での最初のレーザーとTheodore Maiman氏画像：laserfest.orgウェブサイトからHRL Laboratories、有限責任会社

レーザーの概念は1917年のアインシュタインに遡る。アインシュタインは、光子が励起された分子または原子のなかの電子と相互作用するときに正確に同じ周波数、方向、位相と偏極をもつ第二の光子放出を引き起こす、誘導放出と呼ばれる新現象を予測した。もし、この第二の光子をうまく反射させ、これが何度も同じ分子・原子を同じように通過するようにしてやれば、雪崩れ的な効果を通して多数の光子が決まった方向に爆発的に放出されることになる。

誘導放出の最初の観測は、10年後にレーベジェフ物理学研究所のNikolay Basov氏とAlexander Prokhorov氏がメーザー（可視光ではなく、ミリ波領域の励起誘導放射）によって行った。それはレーザーの前駆となるもので、独立して、Charles H. Townes氏と協力者は、コロンビア大学でマイクロ波増幅による最初のメーザーを制作した。1958年、Townes氏とArthur L. Schawlow氏は、レーザーまたはレーザーの原理にかんする論文を出版、競争のすえ、Theodore H. Maiman氏が1960年にルビー・レーザをの最初の実証に成功したのである。Townes氏、Basov氏、Prokhorov氏は、1964年にノーベル物理学賞を受賞した。

Maimanが行った最初のレーザー光実証については、APS Newsの裏ページでTom Baer氏（スタンフォード・フォトニクス・リサーチセンター）が最近解説している：「1960年5月16日、マリブ（カリフォルニア）のヒューズ研究所で働く、Theodore Maiman氏と彼の同僚C. K.AsawaとI. J. D'Haenens氏は、手っ取り早く組み立てた装置のスイッチを入れた。装置の概念は革命的だったが、実体はなんだと思うほど単純で、エレガントなものだった ‐ようは、人造の単結晶ルビー棒と、それに巻き付くように置かれた強力な閃光電球である。電球が閃光を発すると、ルビーの中のクロムイオンが励起され、赤い蛍光を発する。そして、詳しく調べると、通常の赤い蛍光に重なって、コヒーレント光のパルスも出ていることが観測された。レーザーの世界初の動作実証である」（注：上記のルビー棒の両端は銀メッキされていて、棒の中を光が何回も反射往復できるようになっている。レーザ光増幅は、この往復過程の中で起きるのである）

研究所が行ったデモンストレーションに引き続き、レーザーの経済的、社会的にもたらした影響は、計り知れない、としか言いようがない。レーザーの応用は、日常生活の隅々にまで行き渡り、これを短い文章でまとめるのはとても不可能である。スーパーマーケットでものを買うとき、値札はバー・コードをレーザーを使って読み出し、能率的に記録される。家に帰ると、レーザー技術を使ったCD、DVD、ブルーレイを使って、音楽を聞いたり、映画を見たりしている。仕事に行けば、プレゼンする際にレーザーポインターを使い、ハードコピーを取るときにレーザープリンターを使う。レーザーによるファイバー光学の進歩は、コミュニケーションでブロードバンド革命を起こした。医療では、微細加工による器具、新技術の診断装置、視力矯正のためレーザー手術も可能になっている。

レーザーは私たちの研究分野でも広く使われるようになり、かつて不可能だった多くの研究プロジェクトが可能になっている。私は、重力波という、アインシュタインのもう一つの予測の追及に15年間を費やしてきた。現在、Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory（LIGO）では重力波の最初の観測をする出発点にいると思っているが、これは非常に特別なレーザー装置の開発で初めて可能となったものである。同様にILCでは、その一番上流の重要要素である電子源を動作させるうえで、レーザーは欠かすことができない。

Maimanの最初のレーザーのためのHRLへのAPS賞のプレゼン

2006年5月16日（最初のレーザーが実証されてから50年後）のヒューズ研究所のAPS史跡式典。画像：Frank Brady氏（HRL）

私は最近、Maiman氏の最初のレーザー動作試験にちなんだヒューズ研究所（HRL）での祝賀会に参加した。私は、2年前、米国物理学協会（APS）の「会長当番ライン」に選出され、昨年はAPS副会長、今年はAPS次期会長をつとめ、来年は会長、翌年は前会長となる。これに伴って、多くの仕事や役職が回ってくるが、一番楽しかったことの一つは、APS史跡としてヒューズ研究所が指名されたさい、APSから額を手渡す役をつとめたことだ。

2005年、APSは研究史跡イニシアティブを開始した。これは物理学の歴史上重要な北米の様々な場所を掘り起こし、顕彰するものである。サイトは著名な研究者でなる委員会が選定し、額を授与するための式典の場が設けられる。HRLに先だっては、これまで17のサイトが選ばれている。ベンジャミン・フランクリン、Ｊ・ヘンリー、J. WGibbs、Michelson - Morley、Rutherford - Soddy、Arthur Compton、Robert Millikan、Carl Anderson（私の所属機関）の業績にちなむもの、そして、トランジスタの発明、Bardeen、Cooper、Schrieffer（BCS）の超伝導理論がそれにあたる。

1960年にMaiman氏によってレーザーが初めて実証されたとき、私がこれまで述べたもののどれも予測する人はいなかった！レーザーの開発は、基礎物理の研究を通して自然を理解することを目的に行われた。高額の研究プロジェクトにかかわる私たちは、自分たちの研究の意味を、その応用可能性を通して正当化するように説明を求められることがよくある。だが、研究成果がどのように応用されるのか、私たちは本当には分かっていないことが多い。レーザーの開発、そして結果として生まれた数十億-ドルの産業界についての物語には、教訓がある。基礎科学の飛躍は、しばしば全く予期しない社会的インパクトを生むことがある。今年、レーザー開発を祝うLaserfest、実に、基礎科学一般の価値を祝うものでもある。

［英文記事］

ディレクターズ・コーナー・バックナンバー

■カレンダー

今後の会議、ミーティング、ワークショップ

7th Positron Source Collaboration Meeting
DESY, Hamburg, Germany
15-16 July 2010

TeV Particle Astrophysics 2010
Paris, France
19 July - 23 July 2010

35th International Conference on High Energy Physics (ICHEP2010)
Palais des Congrès, Paris, France
21 July - 28 July 2010

First Baseline Assessment Workshop
KEK, Tsukuba, Japan
7-10 September 2010

XXV Linear Accelerator Conference (LINAC10)
Tsukuba, Japan
12 - 17 September 2010

今後のスクール

Fifth CERN-Fermilab Hadron Collider Physics Summer School
Fermilab, Batavia, IL, USA
16-27 August 2010

■読者の声

インド女性の科学への参加

（Indian women in science）

科学の中の女性を特集したILC NewsLine6月3日号について、私たちは、Abhay Deshpande氏（高エネルギー加速器研究機構：KEK）から、インドの女性科学者とエンジニアのためのインドのプログラムと協会に言及する、短い手紙をもらった。

インドでは、女性が科学（それに関してはどんなキャリアパスでも）に従事するのを奨励することと多くの問題があります。幸いにも、インドの研究者は早い段階でこの問題を認識し、良いフォーラムがつくられています。「インド科学アカデミーイニシアティブの科学に女性を」をご紹介します。彼らは、非常に好評な「Lilavatiの娘」というタイトルの本を出版しています。インドのILCのための世話人、Rohini Godbole教授は「科学に女性を委員会」のメンバーです。インドには、活発な女性科学者協会もあります。

■ニュース記事

From SLAC Today
29 June 2010

世界最小ビームをつくる
「その極小ビームは、ILCやコンパクトリニアコライダーなど、次世代のコライダーで必要とされる。より多くの電子と陽電子、をより細いビームに詰め込むことで、個々の粒子の衝突、そして、衝突イベントの記録数を増やすことができるからである」。

［英文記事]

From NPR (Blog)
29 June 2010
暗い宇宙
「私たちは、黄金時代を生きている。少なくとも宇宙論と素粒子物理学に関してだが。」

［英文記事]

From Yle.fi 29 June 2010 Suomalaiset kehittämään tulevaisuuden hiukkaskiihdytintä "...Tekesin mukaan suomalaispanostus vahvistaa Suomen asemaa CLIC-törmäyttimen teknologiatoimittajana ja suomalaisten erityisosaamista lineaaritörmäyttimillä tehtävässä tutkimuksessa..." ［フィンランド語記事]

From dw-world.de
28 June 2010

CERNの物理学研究に拍車をかける競争
「運転開始が遅れたLHCには、その意義を示すためにすべきことがたくさんある。国際競争で有位に立つため、のCERNの研究戦略あれこれ」。
［英文記事]

■アナウンス

◇arXiv preprints
1006.5424
Development of ultra-light pixelated ladders for an ILC vertex detector

1006.5337
Cherenkov Detector Prototype & Testbeam 2009

1006.5268
Observing the Coupling between Dark Matter and Higgs Boson at the ILC

1006.4858
Bound states of UED level-1 KK quarks at the Linear Collider

1006.4811
Constraints of dark matter direct detection experiments on the MSSM and implications on LHC Higgs search

1006.4589
Pair production of Higgs bosons associated with Z boson in the left-right twin Higgs model at the ILC

1006.4226
Irradiation test on FD-SOI Readout ASIC of Pair-monitor

■今週のイメージ

コードネーム：IHP-01

（Code name IHP-01）

「IHP-01」（LL型設計）と呼ばれるこの9セル空洞は、大結晶粒塊ニオブシートで中国科学院高能物理研究所（IHEP）が制作したもの。2010年6月、縦置き試験を行うためKEKに到着した。画像：峠暢一氏