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東京大学素粒子物理国際研究センター

International Center for Elementary Particle Physics, The University of Tokyo
  • 第1部会
  • 共同利用・共同研究拠点

研究所・センターの概要


センター長
浅井 祥仁
Asai, Shoji
キーワード
素粒子物理、CERN LHC-ATLAS実験、PSI MEG実験、国際リニアコライダーILC、陽子・陽子衝突、ヒッグス粒子、超対称性理論、統一理論
住所
〒113-0033
東京都文京区本郷7-3-1

素粒子物理国際研究センターは、初代施設長・小柴昌俊博士(2002年ノーベル物理学賞)が1974年に設立した組織で、世界最先端の加速器施設において我が国の素粒子物理研究の中心拠点となり、国際共同実験を主導・実施しています。具体的には、欧州原子核研究機構(CERN)の世界最高エネルギーの陽子・陽子衝突型加速器LHCを用いた国際共同実験ATLASを遂行し、2012年7月のヒッグス粒子発見時には本センターの研究者が大きく貢献しました。現在は、ヒッグス粒子の精密測定や素粒子の標準理論を超える新粒子・新現象の発見を目指しています。一方、世界最高強度のミュー粒子ビームと新しい素粒子測定技術を用いて、大統一理論とニュートリノ質量の謎に挑むMEG実験をスイスのポールシェラー研究所(PSI)で実施しています。更に、世界の次期基幹計画である国際リニアコライダー(ILC)計画を国際協力のもと強力に推し進めています。

令和元年度の研究活動内容及び成果


CERNの陽子・陽子衝突型加速器LHCを用いたATLAS実験では、衝突エネルギー13TeVで4年間続けられた第2期運転期間(Run2)が2018年12月に終了し、物理解析に使用可能な衝突データを139fb-1取得しました。現在、LHC加速器ならびにその前段加速器の全ては、アップグレード・メンテナンスを行うための運転休止期間に入っています。
Run2期間中に取得した全データの解析結果は順次、論文や会議ノートとして公表しています。本センターでは、SUSY探索解析、Exotics物理探索解析、Higgs物理解析などの研究テーマのデータ解析を主導的な立場で遂行しています。加えて、データ解析の高度化にも貢献しています。例えば、これまでのデータ解析手法では不可能であった低い運動量のb-hadron 識別手法の開発研究に取り組み、SUSY探索解析の大幅な改善を実現しました。
本センター設置の地域解析センターシステムは、ATLAS実験で発生する膨大なデータを解析するための日本における拠点で、日本の共同研究者が独占的に使用できる計算機資源を提供するとともに、Worldwide LHC Computing Grid(WLCG)と呼ばれる世界規模の分散計算環境であるグリッドインフラの一翼を担っています。また、CERN現地においても日本の共同研究者が独占的に使用できる計算資源を運用・維持し、これらのシステムを年間稼働率98%以上でのサービス提供を実現しています。
 2021年に再開されるLHCの第3期運転(Run3)に向け、事象の取捨選択を決定するトリガーシステムの能力向上を目的とした測定器システムのアップグレードも行っています。また、加速器の輝度が大幅に向上する高輝度LHC(2027年開始)の実験も見据えた研究開発も共同研究として進めています。

レプトンフレーバーを破るミューオン稀崩壊μ→eγを世界最高感度で探索するMEG II実験は、実験開始に向けた準備がスイス・ポールシェラー研究所(PSI)で精力的に進められています。大幅な性能向上を目指し開発した検出器の建設は完了しており、2020年末に予定しているエンジニアリングランに向けたコミッショニングが行われています。2021年以降、準備が整い次第本格的な物理データの取得開始を予定しており、2~3ヶ月の本格的なデータ取得でMEG実験を超える感度での探索が実現する見込みです。

1)CERNのLHCにあるATLAS検出器

1)CERN LHC加速器の陽子・陽子衝突点にあるATLAS検出器

3)MEGII実験の液体キセノンγ線検出器内部

2)MEGII実験の液体キセノンγ線検出器内部

 

社会との連携


毎年夏に本郷キャンパス全体で「高校生のためのオープンキャンパス」を行っており、本センターは理学部と合同で、教員による講演や学生企画の素粒子実験体験コーナーを開催しています。2019年は「加速器(LHC・ILC)で時間を巻き戻すと見えてくる世界~誕生して“1兆分の1秒後”の宇宙と素粒子のはなし~」を講演テーマとし、実演も交えながら分かりやすく解説しました。そのほか、高校生見学も随時受け入れ、素粒子物理学の基礎知識や最先端の国際共同実験に関するミニ講義を行っています。

オープンキャンパスでの講演の様子

オープンキャンパスでの講演の様子

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