東京大学宇宙線研究所

Institute for Cosmic Ray Research, The University of Tokyo

第1部会
国際共同利用・共同研究拠点

研究所・センターの概要

所長
中畑　雅行
Nakahata, Masayuki

キーワード: 宇宙線、ニュートリノ、重力波
住所: 〒277-8582
千葉県柏市柏の葉5-1-5

宇宙線研究所は1950年に乗鞍岳に建てられた宇宙線観測用の「朝日の小屋」に起源を持ちます。53年に東京大学宇宙線観測所となり、76年に宇宙線研究所となりました。スペイン・カナリア諸島に2019年4月に設立された「カナリア高エネルギー宇宙物理観測研究施設」を加え、現在6つの観測施設・センターと3つの研究部門があります。本研究所は国際共同利用・共同研究拠点として、宇宙粒子線を研究手段として動的な宇宙を解明するとともに、加速器物理の伝統的手段とは異なる方法で、素粒子物理のフロンティアを開拓する研究を行っています。

令和4年度の研究活動内容及び成果

〈ニュートリノ振動の全容を解明する〉

295km離れたJ-PARCで生成したニュートリノをスーパーカミオカンデで検出するニュートリノ振動実験では、粒子と反粒子のふるまいに違いが見られる「CP対称性の破れ」の可能性が明らかになり、ニュートリノ振動の全貌が見えてきました。さらに陽子崩壊の探索、超新星背景ニュートリノの観測なども視野に、次世代の測定器「ハイパーカミオカンデ」の建設が進められています。

〈重力波天文学〉

日本で唯一の大型低温重力波望遠鏡「KAGRA」が、岐阜県飛騨市の山中に完成し、2020年2月に重力波の観測に向けた運転を開始しました。今後さらに感度を高める改良を行い、米国のLIGO、欧州のVirgoとともに国際的な重力波観測ネットワークの構築に貢献していきたいと考えています。

〈宇宙の高エネルギー現象を解き明かす〉

海外では、南北アメリカ大陸やヨーロッパ、チベットなど数カ所で、宇宙線やガンマ線を観測するための国際共同研究プロジェクトが進められています。2018年10月にはスペイン・カナリア諸島に「チェレンコフ・テレスコープ・アレイ（CTA）」実験の大口径望遠鏡1号基が完成。2019年にはボリビアでALPACA実験の検出器の設置が始まりました。2021年にはチベット実験の成果で、宇宙線の陽子を1PeVまで加速するペバトロンが銀河系内にあったことを示すガンマ線放射が発見され、大きな話題となりました。

スーパーカミオカンデの水タンクの内部

地下に伸びるKAGRAの真空パイプ

CTA大口径望遠鏡

社会との連携

毎年春と秋の2回、本研究所とカブリ数物連携宇宙研究機構とが合同で一般向けの講演会を開き、最新の研究トピックについて広く知ってもらい、対話する機会を設けています。秋には柏キャンパスの一般公開に合わせて、宇宙線に関する様々な研究成果の解説やイベントを企画してます。また、岐阜県飛騨市にある実験施設スーパーカミオカンデでは、毎年約3000人の見学者を受け入れ、最先端装置や研究の説明を行っています。2020年からはCOVID-19の影響を受け、全てリモートでの開催となりましたが、リモートのために全国から応募が集まり、より多くの方にご参加いただくことができました。2017年からは広報や寄附を目的として研究所のオリジナルグッズ販売を始め、スーパーカミオカンデのジグソーパズル２種類や、オリジナルマグカップなどが人気グッズとなっています。