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KEK





大学共同利用機関法人 高エネルギー加速器研究機構(略称KEK)一般公開 2008


KEKとは?
1992年9月30日、KEKという組織が日本初のホームページを開設しました。
KEKは何をやっている場所なのでしょうか?

物質をどんどん細かくしていくと、分子 → 原子 → 原子核 → 陽子と中性子 → クォークとレプトン となるのですが、この細かな粒子には物理学上の大きな謎があるそうです。
その謎を解くための、円周3kmという巨大なリング状の実験装置が筑波に建造されています。

この巨大な装置による実験や、その他もろもろの研究が行われているのがKEK。
KEKは毎年8月、年に1度だけ一般公開されています。
主催者発表によれば、この日の来訪者は3700人だったそうです。

この日は、秋葉原駅で同行者と合流。
つくばエクスプレスで筑波まで向かい、そこから無料のシャトルバスで現地へ。
広大な敷地の中は、無料の見学者用バスが巡回しています。
バスの車内は、普通のバスと同じように、停留所案内のアナウンステープが流れます。
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見学できるのは17の施設。全部まわるのは時間的にかなり難しいです。
この日は10の施設を見学したので、順に紹介してみます。
 
 
計算科学センター Computing Research Center
実験のデータを蓄積する計算機のシステムや、共通情報システム、放射光計算機システム、スーパーコンピューター(日立およびIBM製)など、数々のコンピュータを備えた施設。
(※巨大なコンピュータそのものは見学していないので写真なしです)
 
 
 
放射線科学センター
β線やγ線を放出する板の前に、なまりやアクリルの板を立て、どれだけ遮蔽できているかガイガーカウンタで計測できるコーナー。
意外にも、アクリルで遮蔽できることに驚いた(※放射線の種類や量によっては遮られません)。
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電子陽電子入射器 Electron Positron Injector Liniac
巨大な加速器のスタート地点。
リング部分に入る前の直線部分で、長さは600m。
電子ビームと陽電子ビームを発射させ、80億電子ボルトと、35億電子ボルトにしています。
電子ボルトって何?と訊かれても分からないので、それは調べてみて〜。
実際のところ、電子と陽電子は非常に軽いため、この600mの間でほぼ光と同じ速さに達してしまうのだそうです。
残りの3kmの円周を周回させて、より速くさせているのだとか。

研究員用の自転車が置かれていたのが、ちょっと印象的でした。
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フォトン・ファクトリー(放射光科学研究施設) Photon Factory
最先端の放射光実験装置。
こちらは一周187mの小さい加速器です。
1枚目は実験ホール、2枚目の写真はコントロール室。
X線やガンマ線を扱うため、入り口は厚いドアで遮られています(3枚目の写真)。
ここでは、ぐるっと1周歩くことができました。
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KEKB Bファクトリー加速器 KEKB B-factory Accelerator
一周3kmの巨大なリング。
Bファクトリーと呼ばれるのは、B中間子が大量に生成(後述)されることからだそうです。
1枚目の写真は、地下11mにあるトンネルへと向かう入り口の建物。
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KEKB Bファクトリー加速器 - 超伝導空洞
 KEKB B-factory Accelerator - Superconducting Cavity

世界初の超伝導クラブ空洞と、世界最大電流の超伝導加速空洞。クラブはカニのこと。

光とほぼ同じ速さで飛んでくる580億個の電子と、800億個の陽電子のかたまりは、それぞれ細長い形になっています。
この2つは正面衝突ではなく、交差角1.3度で衝突させています。
これでは衝突する部分が限られてくるということで開発されたのがクラブ空洞。
この内部を通過する際に、細長いかたまりを少し水平回転させます。
衝突地点で2つの細長い形がぴったり重なるようになるため、効率的に衝突・反応がおこるようになるそうです。
……ということらしいです。

下段の写真右側がクラブ空洞だと思います。違っていたらスミマセン。
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Bファクトリー・筑波実験棟 B-Factory Tsukuba Experimental Hall
光とほぼ同じ速さまで加速されて飛んできた電子と陽電子が、ここで衝突します。
衝突後、B中間子と反B中間子が生成され、わずか1兆分の1秒後には崩壊してしまいます。
それを検出するのが巨大な素粒子検出器「Belle(ベル)測定器」。
大きさは8m x 8m x 8m、重量は1500トン程度 (おそらく下段の写真部分:wikipedia調べ)
衝突器としては世界最強のKEKB Bファクトリーの中核部分。
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陽子シンクロトロン Photon Synchrotron
「陽子シンクロトロン 75万ボルト前段加速器」
コッククロフト・ウォルトン型加速器と呼ばれ、「鉄腕アトム」にも登場するらしい。
なるべく人が写らないように撮ってしまったので、スケール感が伝わらないのが残念。


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機械工学センター Mechanical Engineering Center
※ここで資料をもらってこなかったので、解説が書けなくてすみません。
工場のように加工機械が並んでいます。
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超伝導低温工学センター Cryogenics Science Center
※ここでも資料をもらっていないので、解説が書けなくてすみません。
超ゆっくりに動く「重力波ブランコ」の体験コーナーがありました。
一般の人が多く写っている写真ばかり撮ってしまったので、ここでは外観の写真を。

 
 
 

要所要所でスタッフが科学的な解説をして下さるのですが、とにかく高度で、私のような一般人にはとても理解できません。
それでも見学者の方々はスタッフに色々と質問をしています。
素粒子物理学に興味がある人は一度訪ねてみましょう。



 
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