素粒子物理国際研究センター

浅井祥仁教授（理学系研究科）／ATLAS実験・Tabletop実験

CERNのLHCでは、2015-18年に第2期運転が行なわれました。ATLAS実験で、2018年に過去最高の積分ルミノシティを記録したのは想像以上の成果です。2022年には第3期実験が、2027年の高輝度LHCが計画され、ハード・ソフトの両面で準備が進んでいます。ATLASコラボレーションでは、2015年に共同代表者に就任しました。日本陣営がヒッグス粒子発見に継ぐ貢献を果たせるよう、国際的な激しい競争の中で研究をリードしていきます。
LHCの実験データは今後10年で飛躍的に増大し、現在の100倍の計算機資源が必要になります。新しい計算機モデルを確立するため、機械学習や量子コンピュータを素粒子研究に応用することにも力を入れています。
また、国内では光と真空をテーマに独創的かつ斬新なアイデアで素粒子実験に取り組んでいます。それが、Tabletop実験です。徹底した技術開発により、加速器では到達不能な高いエネルギー領域の物理を間接的に検証し、未解明の宇宙誕生の謎に迫ります。

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石野雅也教授／ATLAS実験

世界最高エネルギーの粒子加速器LHCを使って人工的に再現した宇宙初期の様子を観察しています。その成果として、新たな物理法則や新粒子を発見することを追い求めています。新発見には、「世界最高の実験装置」「優れたアイデア」「幸運」の3点セットが必要です。
LHCを使うことで1つ目の条件は自動的にクリア、しかも、圧倒的な世界一。
検出器の信号を高速処理する最先端エレクトロニクスの応用研究を通じて、新しい物理を捉えるためのアイデアを実現し、継続的に改良を重ねながら実験データを集めることで、2つ目の条件をクリアしようとしています。
そして、この最高の研究環境に世界最優秀の若者が集い、議論・競争・協力しながら一緒に新しいことを知ろうとしています。日々のクリエイティブな雰囲気は最高です。3つ目の条件、「幸運」はきっとこんなところに訪れると信じています。一緒にLHC実験をやりましょう!

研究室紹介

山下了特任教授／ILC計画

ILCは、次世代のエネルギーフロンティアを担う加速器実験計画の最有力候補です。私もプロジェクトを率いる中心的役割を担い、欧・米・アジアの国際協力のもと計画を進めています。現在、研究開発とともに国際的な組織間で合意形成を進めており、計画の根幹を決める重要なフェーズにきています。日本の北上山地が有力候補として挙がっており、日本誘致にも力を入れています。
また、昨年、JAHEPの下に設立したILC推進パネルの委員長に就き、コミュニティを主導しています。
研究面では、ILD測定器の開発に参加し、ターゲットとなる物理現象のシミュレーションや測定性能評価を牽引しています。また、国内の大強度陽子加速器施設であるJ-PARCにて、世界最高強度での超低エネルギー中性子を用いた素粒子実験も行なっています。学外で出張授業を開催し、素粒子物理学への社会の関心と理解を高める活動にも数多く取り組んでいます。

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奥村恭幸准教授／ATLAS実験

全く新しい自然法則の証拠を素粒子実験データから見つけるべく、ATLAS実験に参加し、国際協力・国際競争の中で研究を展開しています。
実験データを用い、素粒子の相互作用に関する考察から、時空構造・真空構造・対称性を切り口に新しい自然観の確立を目指します。データ解析に加え、実験装置の運転・開発も実験の専門家として必要不可欠な技能です。現行システムの大規模装置の運用と、将来の実験基盤技術の開拓を、同時に最前線で進める層が厚くかつ機動的なチームで研究を進めています。最先端の装置開発、実験データ収集から物理データ解析までを通じ、総合的な研究力を持つ人材の育成を目指します。
研究は日進月歩。日々生じる問題と向き合い、実験チームで知恵を絞ってアイデアを出し、限られた時間内に解決する。小さくとも確実な一歩を、スピード感を持って進めていく。そんな研究をCERNの実験現場で目一杯楽しみましょう。

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寺師弘二准教授／ATLAS実験

ATLAS実験に参加し、超対称性粒子や余剰次元の探索など物理解析を主導してきました。2027年に開始される高輝度LHC（HL-LHC）では、現在のデータ量の数十倍に匹敵するデータを取得することで予想もしていない大発見が起こるかもしれません。その発見を確実にするには、新しいコンピューティングパラダイムが必要です。
そのために、量子コンピュータを応用した量子機械学習や量子シミュレーションの研究に取り組んでいます。また、量子センシングによる精密測定によって、電弱スケールを超えるエネルギー領域を探索することも視野に入れています。量子コンピュータの基礎科学への応用と社会実装の実現を目指します。
量子コンピュータを含む量子情報処理技術の進展は目覚ましいですが、私たちはこの技術が切り拓く世界の入り口に立っているに過ぎません。この未踏の世界に飛び込んで、新しい研究領域を開拓しようと思う方の挑戦を待っています。