設計・測定・解析・理論計算

すべてを自分で行なう楽しみ

学部時代は東京大学理学部物理学科に所属し、大学院では万物の基本構成要素である素粒子を研究したいと思っていました。進学のタイミングがヒッグス粒子発見の時期に重なったこともあり、素粒子実験に行こうと考えてICEPPを選びました。

理学部物理学科では、学部4年生が研究室に仮所属し、実験や理論研究・勉強会などを行なう制度があります。私はそこで、オルソポジトロニウム（電子と陽電子が束縛されてできる、一種のエキゾチック原子）の精密分光というTabletop実験を行ないました。実験系のセットアップを自分で考え、シミュレーションと実測を比較して理論の検証を目指しました。ICEPP進学後も、非加速器の小規模実験に取り組み続けました。実験装置の設計から、測定・解析、理論計算やシミュレーションまで。全てを自分で行なうTabletop実験は非常に面白く、修士課程から博士課程まで一貫して続けました。

修士課程から博士課程の前半までは、光子・光子散乱現象の探索実験を行ないました。量子電磁気学で予言される、実光子同士が仮想電子を介して散乱を起こすこの現象は、いまだ直接観測に至っていません。私は大強度X線自由電子レーザーであるSACLA（理化学研究所）を用いて実験を行ない、直接探索実験でX線領域では初の光子・光子散乱に対する断面積制限を得るという成果を挙げました。博士課程の後半は、未知の粒子であるALP（アクシオン様粒子）の探索に取り組みました。標準理論を超えた理論の中には、光と弱く結合する粒子の存在を予言するものがあり、その1つがALPです。私は放射光施設SPring-8（SACLAに隣接）の強力なX線を用いて、結晶中の周期電場を利用したALP探索を行ないました。新粒子発見には至らずも、以前の直接探索実験では調べられてこなかった新しい領域に制限を与えることができました。

卒業後は企業研究者として新たな挑戦をしたいと考えてNECに入社しました。現在は産総研との連携研究室で、量子アニーリングマシンの研究・開発に従事しています。このマシンは「組み合わせ最適化問題」の高速処理などが期待されている、特化型の量子コンピュータです。私はハードウェアの担当で、超伝導体を使った回路の設計、理論計算、測定、解析などを行なっています。「最初から最後まで自分でほぼ全部やる」という今の業務スタイルはTabletop実験と同じだと言えます。

素粒子物理実験と量子アニーリングマシンや量子コンピュータは親和性が高く、シナジーを感じています。またTabletop実験でハードウェアからソフトウェアまですべてを一通り経験することは、後に大規模加速器実験で解析等を担当する場合も、あるいは企業研究者になる場合にも、ともに大きな強みになると思います。