世界最大！宇宙の始まりを探るガラス玉「大​​湾区」が完成しました！

著者: 李伝福史祥綺

2024年10月11日、広東省江門市で世界クラスの科学プロジェクトである江門ニュートリノ実験（JUNO）が建設の最終段階に入った。地下700メートルに設置されたこの実験装置は、世界最大の単一プレキシガラス球であるコア検出器を備え、世界的な注目を集めています。この巨大な「ガラス玉」は、工学技術の傑作であるだけでなく、人類が宇宙の謎を探求するための希望の光でもあります。

江門ニュートリノ実験の中心的な科学的目標は、素粒子物理学における重要な未解決の謎であるニュートリノの質量秩序を測定することです。ニュートリノは宇宙で最も基本的な粒子の一つです。これらは物質とほとんど相互作用しないため、「ゴースト粒子」とも呼ばれます。それにもかかわらず、ニュートリノは宇宙の進化、星の形成、超新星爆発において重要な役割を果たしています。科学者たちは、ニュートリノの質量秩序を正確に測定することで、宇宙の起源と構造を理解する上で非常に重要な、宇宙における物質と反物質の非対称性の秘密を解明したいと考えています。

江門ニュートリノ実験の検出器は、直径41メートルのステンレススチール製メッシュシェル、直径35.4メートルのプレキシガラス製ボール、2万トンの液体シンチレーター、4万5000本の光電子増倍管などの主要部品で構成されています。この巨大なプレキシガラスのボールは内径が35.4メートルあり、厚さ12センチメートルの湾曲したボールパネル263枚と上部と下部の煙突を接着して作られています。総重量は約600トンで、現在世界最大のプレキシガラス製ボールです。この実験の完成は江門ニュートリノ実験にとって大きな技術的進歩であり、高エネルギー物理学の分野における中国の研究開発および革新能力を示すものでもある。

江門ニュートリノ実験の建設中、科学研究チームは多くの技術的困難を克服し、独立した知的財産権を持つ世界最高の光子検出効率を持つ光電子増倍管の開発に成功し、この分野における国際独占を打ち破り、欧州連合、米国、日本などの国々から特許認可を取得しました。さらに、高強度、高精度、高透過率の光電子増倍管水中防爆システム、高清浄度、高密閉、高効率の液体シンチレータ精製システムを開発し、水中エレクトロニクスに革新的な設計を採用することで、民生機器で航空宇宙レベルの信頼性を実現しました。

江門ニュートリノ実験における国際協力も新たなレベルに達した。 2014年7月に国際協力グループが設立されて以来、17の国と地域の74の研究機関から750人の科学研究者で構成される大規模な国際協力グループに成長しました。この国際協力モデルは、科学研究資源の共有を促進するだけでなく、世界中の科学者が共同で宇宙の謎を探求するためのプラットフォームも提供します。

江門ニュートリノ実験の完成と運用により、この大規模な科学施設は2025年8月に正式にデータ収集を開始する予定であり、約30年間運用される予定です。この実験が成功すれば、ニュートリノ研究における中国の国際的主導的地位がさらに強化され、日本のトップレベルの神岡ニュートリノ実験、米国の深部地下ニュートリノ実験と三位一体の力が形成され、世界のニュートリノ研究の徹底的な発展が共同で促進されることになる。

江門ニュートリノ実験は、中国の科学技術力の証明であるだけでなく、宇宙の起源と物理学の基本法則を探求する人類の偉大な試みでもある。この巨大な「ガラス玉」が完成したことで、将来の科学的探査で宇宙のさらなる謎が明らかになるだろうと信じる理由ができました。