研究室のこれまでとこれから

奈良女子大学高エネルギー物理学研究室の活動は1968年に始まりました。





泡箱実験の時代

 この研究室の活動が始まったはじめの10年間、私たちは泡箱実験の解析を行いました。1978年には泡箱写真自動測定装置を導入し、この研究室の研究、教育基盤を整備しました。また、女性の学生をKEK(旧:高エネルギー物理学研究所、現:高エネルギー加速器研究機構)の実験現場に派遣し続けることで、日本における女性研究者の高エネルギー物理学分野への進出に大きく貢献しました。


トリスタン実験の時代

 1980年代に入って、当時の世界最高エネルギーの電子&陽電子衝突実験だったトリスタン実験(KEK,日本)の準備を開始しました。トリスタン実験では、私たち奈良女子大学はトパーズ実験(*1)グループに参加し、ビームラインに一番近いところに設置される「最前方カロリーメーター」の開発と検証を担当しました。特に2代目のカロリーメーターでは、BGO(ゲルマニウム酸ビスマス)シンチレーターを用いて設計することにより、エネルギー分解能を大きく改善することに成功しました。この測定器により、高精度での測定が可能になりました。この結果、例えば、QEDの結合定数αが60GeVという高エネルギー領域では1/129と大きくなっている(*2)ことを確認するなど、物理現象の解明に大きく貢献しました。
また、高エネルギー2光子衝突反応の物理解析を研究室の中心課題として進め、Resolved Photon process(*3)の存在を明らかにするなど、新しい知見を得ることができました。このように実験終了まで、このプロジェクトを積極的に推進していきました。

(*1)トパーズ実験…
(*2)低エネルギーで確認されている結合定数αの通常値は1/137。
(*3)Resolved Photon process…実光子同士の高エネルギー散乱現象において、光子がクォークやグルーオンを内包する寄与のこと。




現在:Bファクトリー実験と原子核衝突実験

 1994年から、B中間子の崩壊過程におけるCP非保存を測定することを最大の目的としたBファクトリー実験:Belle実験(KEK,日本)に参加しています。測定器の建設期間中は、電子や光子のエネルギー測定を行うCsIカロリーメーターの試作器の製作とビームテスト実験、CsI結晶シンチレーターの放射線損傷測定、温度湿度電源電圧モニターシステム、波形整形部エレクトロニクスなどを担当しました。ビーム衝突実験が始まってからは、B中間子の崩壊とτレプトンの崩壊に関する物理解析を行っています。
 そして現在、Belle実験は2010年にデータ取得を終え、ルミノシティを40倍にし実験精度を高める為にアップグレードされた新たなBelleⅡ実験が始まっています。本格的な物測定理実験は2019年3月から始動予定です。

 更に、私たちはBelle実験だけでなく国外の国際共同実験にも活動のフィールドを広げています。現在ブルックヘブン国立研究所(BNL)で行われたPHENIX実験や、欧州原子核研究機構(CERN)でのALICE実験にも参加しています。詳しい実験テーマについては以下のリンクをご覧ください。

この研究室でできること