野辺山 国立天文台
(フィグス 素粒子)
s - 15
小惑星 イトカワ の 探査機 “ はやぶさ ” の快挙、 記事 写真 集めをしました。
ＳＦ・小説、映画 をみているような 宇宙・天体 のスケールの大きさ 不思議さ
に感動しました。
また、世界に誇れる 日本の科学・技術 のすばらしさを 再認識 させられました。
はやぶさ の 大冒険 参 照
はやぶさ との出会いのおかげで、宇宙 天体に興味を魅せられてしまいました。
今や日本は、世界でも トップクラス の 天文大国 になっております。
宇宙 観測 は 光学 望遠鏡 ・電波 望遠鏡 等で 昼夜観測 が行われております。
国立天文台は信州・長野 野辺山 を拠点に 海 外 には ハワイ の マウナ・ケア山頂 (4205m)
大型光学赤外線望遠鏡 スバル そして 南米大陸 チリ・北部の アタカマ砂漠 (4800m) に
ミリ波望遠鏡 を 設 置 国内から 遠 隔 操作 で 観 測 できるようになっています。
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【 国立天文台 野辺山 観測所 】
宇宙 天体 を 観 測 する アンテナ の 写 真 を見ているだけでも楽しくなります。
↑ 山 野 辺 望 遠 鏡 団 地 ↑
★ 45 m 電 波望 遠 鏡
アンテナ口径 45 m の ［ミリ 波］ 望 遠 鏡 は 世界最大 です
天体からのかすかな電波(1〜150 GHz) を捕らえて天体画像を描きます。
天 体 の様子を細かく調べております。
45 m 電 波 望 遠 鏡
★ 電 波 ヘリオグラフ
太 陽 専 門 の 電 波 望 遠 鏡
直 径 80 cm の アンテナ 84 台 を 東西 490 m、南北 220 m の T 字型の線上に配置
アンテナ 直径 500 m 相 当 の 解 像 力 を持つ
電 波 ヘリオグラフ (NoRH ; NobeyamaRadioheriograph)
★ ミリ波 干 渉 計 ( 10 m 6 素子干渉計 ) 80 - 230 GHz
直 径 10 m の アンテナ 6 台 を 距 離 を置いて配置 これを ケーブル でつないで
大きな口径 ( 600 m ) の 望遠鏡 と 同じ 解 像 度 を得ています。
視力 60 相当 という ( 比 較 人間 の目 の 視 力 1.0 鳥 の 目 30 )
ミ リ 波 干 渉 計 ( 直 径 10 m 6 素 子 アンテナ )
★ 太 陽 電 波 強 度・偏 波 計
太陽全体からくる電波の強さと電波の偏波を測定して太陽活動の様子を調べる
架台 ６台 に パラボラ アンテナ ８個 ( 1 2 3.75 9.4 17 35 80 GHz )
3.75 GHz 帯の観測は 50年 以上継続して、太陽活動 の長期変動 を調べています
太 陽 電波 強度・ 偏波 計
★ ハワイ すばる 望 遠 鏡
ハワイ島 の マウナ・ケア 山頂 ( 標高 4.205m ) にある
日本の国立天文台 の 大型光学赤外線望遠鏡 直径 8.2 m 当時 世界最大の 一 枚 鏡
ここ マウナ・ケア山頂 は 標高が高いので空気が薄く、年間 降雨量は 10ミリ 程度で
宇宙天体望遠鏡の設置として最適です。日本を含む各国がここに望遠鏡を設置しております。12 器
左 すばる 中 Keck 1 Keck 2 右 IRTF
★ 南米 チリ ASTE 望 遠 鏡
標高 4800 m の アタカマ砂漠 に設置されており、南天 の 銀河中心領域、
近傍の 星形成領域 や 遠方銀河などの観測に威力を発揮しています。
山麓の施設や 日本 からも 遠隔制御 で観測 ができるようになっています。
口径 10 m サブミリ波 電波望遠鏡 野辺山 に 設置されているものと同じ
【 ALMA 計 画 ・ ALMA 望 遠 鏡 】
ALMA 計画 とは チリ ・ アタカマ 5000 m の 高 地 にひろがる 砂漠 に、
日 米 欧 が 協力 して 高精度 な アンテナを 66台 以上 建 設 するもの。
この 66 台 の アンテナ を 18 km の 範囲 に 配置 して電波干渉計 の操作により
口径 18 km 相当 アンテナ 解像度 を持たせる。 人間 の 視力 6.000 に相当する
↑アルマ望遠鏡 建設地 ALMA の予想完成図↑( 12m ant 54台 のみ示す)
★ 64 ｍ 宇宙通信用アンテナ
臼田宇宙 空間 観測所 と は ( 長野県 佐久市 臼 田 )
ハレー彗星 観測用 惑星探査機 『 さきがけ 』 『 すいせ い』 やひの後の
火星探査機 『 のぞみ 』 小惑星探査機 『 はやぶさ 』 等の惑星探査機との
通信用観測所 として 設置された 宇宙航空研究開発機構 ( JAXS )
宇宙科学研究所 ( ISAS ) の施設 現在は宇宙科学研究所が運用している
3 億 km 離れた はやぶさ に向けて 発信 長野県 臼田 64 m アンテナ
地 球 と はやぶさ の 距 離 が 3 億 km もあると 秒速 30万km の 電 波 でも
“ はやぶさ 応答せよ ” と 呼びかけても、“ はい はやぶさ です ” と 応 答 があのるは
30分 後 になります。
はやぶさ 送受信 信号
★ 電 波干 渉 計 について の 説 明
複 数 のアンテ を使って良い解像度 が得るようにしたのが電波干渉計 です。
比較的小さなアンテナを数多く作り、全てのアンテナを同じ天体に向けて観測します。
アンテナをケーブルでつなぎ、受信電波を相換器に導きデータ処理して解像度の高い
電波写真を作ります。アンテナの距離を大きくすると細かい部分がよく見えます。
アンテナの数を多くすると短時間に観測できます。
AAA BBB CCC DDD
AAA 一台のアンタナでは人間の目くらい BBB 2台のアンテナを10km離すと人間の視力100倍
CCC 1000km 離すと10万倍 アンテナは地球と宇宙衛星アスカ DDD 計画中 視力 150万倍
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★ ヒッグス 素 粒 子 の 発 見
欧州原子核研究機構 ( CERN ) は 2012年7月4日 大型ハドロン衝突型加速器 ( LHC ) での
実験において長年探索してきた ヒッグス素粒子 とみられる粒子を観測したと発表した。
世界中で 大ニュース となりました。
↑ LHC 大型加速器 スイスジュネーブ郊外 ↑ ATLAS 大型粒子検出器
地下 100 m 円周 27 km の トンネル 高さ 22m 全長 44m 重量 7000t
ATLAS は、LHC によって 7TeV まで加速された2本の 陽子ビームを検出器の中心で衝突させ、
その 衝 突 によって発生する 粒 子 を 精 密 測 定 するもの。
この 衝 突 実験 で、およそ 10 兆 回 に 1回 しかヒッグス素粒子は生成されないと言う。
2011年12月、ヒッグス素粒子 が 「 垣間 見られた 」 と発表された。」
2012年7月4日、 ヒッグス素粒子 が 99.9999 ％ の確率 で 発見した と発表された。
100 ％ でないので、さらに 精度 を 高める 実 験 が続けられている。
↑ LHC の 実 験 の リーダー ↑ CMS 検出器でヒックス粒子が崩壊する
女性科学者 (伊 ミラノ出身) 様子の シミュケーション
欧州原子核研究機構 ( CERN ) には職員総勢 3000人 その内、日本を含む世界から
2.200人 もの 物理科学者 が 集まっているという。
ヒックス素粒子 を発見して何の役に立つのかという人がおりますが、これも 人間 の 夢 の一つでしょうか
『 ヒッグス素粒子 とは 』
素粒子の 統一理論 から予想される粒子で、あらゆる物質の 質量を生み出す機能 をもつとされる。
自然界の基本的な 力 には、強い力、電磁力、弱い力、重力 の 四つ の力 がある。
電磁力は二つの素粒子間に光子を交換することによって、弱い力はウィークボソンの交換によって
媒介されるが、統一理論 はこの二つの力を統合することに成功した。
1964年 ヒッグス教授 (英) によって提唱された、素粒子の質量獲得に関する 理 論 に
現れる 場 についての仮説である。ヒッグス場 によって質量を獲得する メカニズム を
ヒッグス機 構 と呼ぶ。
【 標 準 理 論 】 では、宇宙の始まりある ビックバン直後には、クォークや電子、ウィーク.ボソン
といった全ての素粒子が、何の抵抗を受けることなく 質 量が ゼ ロ の状態で真空中を
運動できていたと考えられています。
しかし、ビックバンから、10-13 秒 過ぎたころに、自発的対称性の破れが生じて真空の相転移が
起こり、ヒッグス場 という場が真空を ヒッグス粒子で満たしてしまったと考えられまする。
すると自由に運動していた素粒子は ヒッグス場 と反応して、ヒッグス場と 相互作用を起こす
質 量のある 粒子と、相互作用を起こさない質量のない粒子に分かれるようになりました。
この 質 量 のある粒子が、 衝 突 合 体 して段段大きくなって 星 星 天 体 ができたという。
【 追 記 - 1 】 ２０１３・10・07 読売新聞 「 ヒッグス 粒 子 」 確 定 の 記 事
読 売 新 聞 10月7日 (月) 9時8分 配 信
東京大学、高エネルギー加速器研究機構などの国際研究チーム「 ＡＴＬＡＳ (アトラス) 」は、昨年７月に見つかった 新 粒 子 が、
物に質量を与えたとされる 「 ヒッグス粒子 」 であることが 確 定 したと、７日付の国際専門誌「フィジックス・レターズＢ」に正式報告する。
ヒッグス粒子は、スイス・ジュネーブ郊外にある欧州合同原子核研究機関 （ＣＥＲＮ (セルン) ）の 巨大加速器の実験で見つかり、
ＡＴＬＡＳと欧米中心の別のチームが実験結果の検証を進めてきた。ＣＥＲＮは今年３月両チームの検証をもとに「新粒子はヒッグス粒子」
とする見解を発表。今回、その際のデータが正式な論文にまとめられた。論文は、粒子の自転を表す量 「 スピン 」 が ゼ ロ であるなど、
ヒッグス 粒 子 の 特 徴 を示すことを 明らか に している
ヒッグス粒子 によって 、万 物 に 質 量 が 生じた 仕 組 み を 提 唱 した 英 国 の ピーター・ヒッグス 博 士 (85) ら は 、
8 日 に 発 表 される ノーベル 物 理 学 賞 の 有 力 候 補 とされる。
時 事 通 信
10月8日 (火) 19時50分 配 信
南 部 洋一郎 名誉教授 
ノーベル賞受 賞者 ヒッグス 名誉教授 と アングレール 名誉教授 ヒッグス粒子予測 「 南部 理論 」 が 原 点
スウェーデン王立科学アカデミーは8日、2013年の ノーベル物理学賞 を、万物に質量を与える 「 ヒッグス粒子」 の 存在 を 提唱 した
英エディンバラ大のピーター・ヒッグス名誉教授（84）とベルギーのブリュッセル自由大のフランソワ・アングレール名誉教授（80）に
授与すると発表した。 ヒッグス粒子を発見したスイスの欧州合同原子核研究所の実験には、多数の 日本人研究者 が貢献した。
ヒッグス氏ら1964年、宇宙のあらゆる所を満たしている素粒子によって他の素粒子の動きが邪魔され、動きにくくなることで質量が生じる
との理論を発表した。 土台になったのは、08年 に ノーベル 物理学賞 を受賞した 南 部 陽 一 郎 米シカゴ 大名誉教授 （92） が
60年 に 提 唱 した 理 論 だった。
この素粒子はヒッグス粒子と呼ばれ、半世紀にわたって探索が続けられてきた。南部氏らが構築した 物理学 の 標準理論 で存在が
予測された素粒子の中で唯一見つからず、 「 神 の 粒 子 」 とも言われた。
CERNでは二つの国際実験グループが、ジュネーブ郊外の地下 にある 1周 27キロ の大型ハドロン 衝突型加速器でほぼ光速まで
加速した 陽 子 同士を衝突させ、ヒッグス粒子が瞬時に崩壊する様子を観察。昨年7月、「ヒッグス粒子とみられる新粒子を発見した」
と発表した。その後も実験を重ね、今年3月にはヒッグス粒子と断定。今月7日付の専門誌に論文を発表した。
毎日新聞 2013年10月08日 21時30分（最終更新 10月08日 22時49分）
スウェーデン王立科学アカデミーは８日、２０１３年のノーベル物理学賞を、ベルギー・ブリュッセル自由大の アングレール名誉教授と、
英エディンバラ大 の ピーター・ヒッグス名誉教授 （８４） の ２ 人 に 贈 る と 発 表 した。
質量の起源の解明に与えられることが決まった今年のノーベル物理学賞。 この業績には米シカゴ大名誉教授、南部 陽一郎 さんの
貢 献 が欠かせない。 物 質 に 質量 をもたらした「ヒッグス粒子10+件」の予測は、南 部 さんが １９６０ 年代 に 発 表し２００８年の
ノーベル物理学賞 を 受けた 素粒子理論 「 自発的対称性の破れ 」 が 出 発 点 だった。
スウェーデン王立科学アカデミーは８日の発表で 南 部 さん の 功 績 に 触れ、「素粒子物理学に超電導の考え方を持ち込んだことで、
目 を 見張る 展開があった」 とたたえた。 南 部 さん はかつて教授を務めた大阪市立大を通じて 「 まことに めでたい です。
実験 には 日本 をはじめ、各国 の 学者たち が参加しており、彼らにも 祝 意 を申し上げます 」 との 談 話 を出した。
質 量 の 起源 の謎 に取り組んでいた、ベルギーのフランソワ・アングレール氏とロバート・ブラウト氏（故人）は、南部 さんの理論を基に
１９６４年６月、共著論文を学術誌に投稿。英国のピーター・ヒッグス氏も同様のアイデアを、少し遅れて論文にまとめた。
研 究 世界 で は、 論 文 の 内容 に 新しさ がなければ 認 め られない。
ヒッグス氏 の 論文は一度、掲載が見送られたが、加筆を経て同年８月に再投稿され、一躍有名になった。
ヒッグス氏の論文の査読（審査）に関わり、加筆のアドバイスをしたのが
南部 さんだ。アドバイスの内容について南部さんは今年７月、
大阪大での講演後の記者会見で「昔のことでよく覚えていない」と語ったが、加筆された最後の段落は、アングレール氏らの論文にはない
「 新しい粒子 （ヒッグス粒子10+件） の 存 在 」 を 示 唆 していた。
理論物理学者 で東京大カブリ数物連携宇宙研究機構長の村山斉（ひとし）さんは
「 南 部 さんは、ヒッグス氏に一文を加えるように
勧 めた のでは 」 と推測。 「 南 部 さんの 貢 献 は、（質量の起源に関する） アイデア の 原 点 であることに 加 え、
査読者 として 論 文 に アドバイス したことで 二 重 に 偉 大 です 」 と 評 価 する。 【渡辺諒、斎藤有香、斎藤広子】
