科学機器

産 学 官との 連 携

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科学の峰々

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東京大学
理学博士

素粒子物理国際研究センター

山下

特任教授

さとる

了 先生 に聞く

日本発・世界の物理学を牽引する世紀のプロジェクト
国際リニアコライダー・ＩＬＣ 下
聞き手：野村藏満

取材日：2016年5月18日
東京科学機器協会会議室

篤史 日本科学機器協会 広報委員
同専務理事
邦弘

（取材・撮影・編集協力：クリエイティブ・レイ㈱山下

了 先生のプロフィール

1994年

京都大学大学院 博士後期課課程終了

1995年

東京大学 素粒子物理国際研究センター助手安井久雄）

京都大学 理学博士取得
1996年

日本学術振興会海外特別研究員

1998年

CERN/LEP OPAL実験ヒッグス探索グループ統括責任者

1999年

ILCヒッグス物理研究アジア責任者

2003年

東京大学 素粒子物理国際研究センター 准教授

2012年

国際リニアコライダー ILC戦略会議委員

2014年

一般社団法人 先端加速器科学技術推進協議会
連携戦略推進コーディネーター兼大型プロジェクト研究部会長

2016年

東京大学 素粒子物理国際研究センター
特任教授

タイムトラベルは出来るのです。
そうした“常識を越えたところにある自然の事実”が物理の面白さ。人間はまだ知らないことばかりなのです。

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デカナノからシングルナノへ
ＳＬｉＴ－Ｊ＝東北放射光
施設が開く
ものづくりの未来側の視点を重視した設計と運用方

─ ナノの中でもさらに微少な世法が期待されています。

界の観察が出来るようになるわけ

現在、最先端の放射光施設である兵庫県播磨のＳＰｒｉｎｇ-８の建ですね。なぜ放射光だとそれが見えるのでしょうか。

設から２０年が経ちました。日本は長年に渡り放射光分野で世界最山下─ 山下先生は、素粒子物理学先端であり、ＳＬｉＴ-Ｊはその中でも短いほどよく見えるようになります。

研究の世界の一大拠点になりうる最新鋭の施設となるでしょう。

レントゲンで体の中が見えるのはＸ「国際リニアコライダー・ＩＬＣ」計

一般に、物は光の波長が線の波長が短いからです。ナノメー

画と共に「東北放射光施設計画」

─ 原子のレベルで物を調べるこ

トル単位の大きさで物質の細部やＳＬｉＴ-Ｊという大プロジェクトにもとが出来る放射光の特性を教え性質を鮮明に可視化するにはナノ関わっておられます。ＳＬｉＴ-Ｊとていただけますか。

メートル以下の光の波長が必要ではどのような施設なのでしょうか。

す。その極めて高いレベルのことが山下

放射光の特性は、ＳＰｒｉｎｇ-ＳＬｉ
Ｔ-Ｊで出来るようになるのです。

前回お話したようにＩＬＣは８やＳＬｉＴ-Ｊのように高い性能の放そして、原子・分子・ナノの構直線型の加速器です。それに対射光施設でシングルナノのレベル造や電子が関わる機能が見えるこ

してＳＬ
ｉＴ-Ｊは回転させる円型の加で観測が出来ます。また、それぞとで、新機能を持つ材料やデバイ速器になります。ＩＬＣは宇宙の始まれの特性に合わせて様々な用途スの開発が期待できます。さらにりであるビッグバンを再現するというがあります。だからこそ国内はもと生命機能や創薬の研究開発へのもので加速したエネルギーを失わより世界中でどんどん施設が作ら活用が可能になります。

ないように直線型をしていますが、れているのです。

山下

東北だから広がるＳＬｉＴ－Ｊと多彩な分野の連携

ＳＬｉＴ-Ｊは回転させる時に周囲に放射光はものづくりに必要な元発生する放射光を利用するもので素をナノレベルで見ることが出来、す。現在、国の審議会（量子ビ

これまでも工業製品の原材料の強ーム利用推進小委員会）において、度を上げたり、溶接面を改善したり、

山下

我が国の高輝度放射光施設の整省エネに優れたエコ素材の開発を出来ることが、その後の展開に非備のあり方について具体的な議論進めるなど様々なイノベーションに常に大きな意味を持ちます。なぜがなされている状況です。

活用されてきました。省エネタイヤ

かというと、東北大学が遺伝子情は世界全体で言うと数兆円規模の報を研究する「東北メディカルメガ

─日本にはＳＬｉＴ-Ｊのような円型大変すぐれた省エネを実現していバンク」というものを持っているのの加速器はいくつかありますが、ると聞いています。

です。両者がつながることで、創今までの施設と比べてどのような実はこのＳＬ
ｉＴ-Ｊが東北にこのように原子のレベルで物を薬の開発が非常にスピーディーに調べることは放射光でしか出来ず、出来ると考えられます。病気がな

ナノサイエンス・テクノロジーは、こい状態と病気がある状態の遺伝

山下 ＳＬ
ｉＴ-Ｊの特徴を端的に言うれまでの１００ナノメートル以下の子を比べると、どの遺伝子が病気と「ナノレベルで元素の振る舞い“デカナノ”のレベルから１０ナノメーの原因になっているのかが分かるを見る」そのレベルが格段に進む

トル以下の“シングルナノ”での観察わけですが、病気の発現を防ぐにということです。また、コンパクトでが出来るようになります。

は、病気を引き起こす遺伝子がど違いがあるのでしょうか。

ありながら性能が良く、ユーザーんなタンパク質を作るのかを見極め

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8学術・産業の幅広い分野での活用が期待される最先端の放射光施設SLiT-J（イメージイラスト）る必要があります。タンパク質の構新材料の開発と創薬、この２つ造は非常に複雑ですが、放射光は放射光によって進む２大分野とによってそれが調べられるわけで言えます。材料とひと口に言ってもす。その結果、病気の発現をブロ工業製品の材料、化学製品の材ックする薬を作ることが出来るように料、化粧品などの材料と幅広いもば葉の葉脈のどこまでどんな微量なります。のです。またリチウム電池など、元素が到達しているか、といった電池分野の改良も放射光が非常ことなどをはっきりと解析することが─ なるほど、ＳＬｉＴ-Ｊが出来るこに寄与しやすいものです。ユニー出来ます。その結果を応用してよりとで、既にある科学分野の研究もクなところでは「東北の酒蔵」のよい農作物の生産につなげていくこより生かされていくわけですね。

方々も、ＳＬｉＴ-Ｊに興味を抱かれてとが出来るわけです。

いますよ。
山下 その通りです。今話した遺まとめてＳＬ
ｉＴ-Ｊを例えるなら、レントゲンのより優れたもの、というこ伝子の研究、タンパク質の研究分

─ お酒造りの方々がＳＬｉＴ-Ｊにとになりましょうか。レントゲンはX線野とスーパーコンピューターいわゆ興味を・・・それはどういう理由で骨のないところを見る物ですが、る“スパコン”は連携がなされていまでしょうか。

骨の素材まで何かを分析してしまう、す。また、ＩＰＳ細胞の研究分野もと想像してもらうと分かりやすいかも同様です。そこに放射光の分野も山下つながっていくことで、日本の科学水や気温などの条件がほんの少し開発やものづくりは格段に飛躍す変わっただけで、お酒の味が変わ─ この施設を建設するにあたっるでしょう。ってしまうそうですが、いつ作ってもて、日本の企業が持っている技

これは日本の産業構造の発展に品質をぴったり揃えたいというのが術力は欠かせないものでしょうか。

も大きく寄与するものになります。例

本心のようです。そういう面でもＳＬｉ

えば今、創薬は９割ほどを外国にＴ-Ｊの放射光で微量元素を分析す山下 もちろんです。どの科学施頼っています。それは日本のお金ることで、役に立てるのではないか

設においても多数の企業にご協力が薬を買うために外国に流れていというお話を交わしたことがあります。

いただくわけですが、ＩＬＣの規模にるわけですが、こうしたことが変え似たようなことが農業の分野にもなるとたくさんの種類の機器をつなぎ、言えます。放射光で見ると、例え１つのものを造り上げることになりまられるわけです。

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蔵元にお話を聞くと、毎年しれません。

科
学
機器

産 学 官との 連 携す。そこで関わる企業は１,０００社いますが、素粒子研究の世界的─ 「世界のすごい人たちが、を越える大変な規模になります。

一大拠点となってきたスイスのセル

世界最先端のすごいことを研究

ン研究所の場合、周辺にあるメイする場所、それが日本の東北」と、

─ 山下先生は、そうした企業側、ラン市は１９５４年の研究所設立当世界に知られていくわけですね。

研究者側、さらには自治体・国と時に比べ人口がおよそ７倍になり、いう行政側の真ん中にたって仲立世界１３０ヶ国から人々が集まる場

山下

ちをするコーディネーターを務めら所となっています。そうした場所にうと２つの意味合いがあります。１れていますね。施設の設計も行い、東北がなっていくわけです。

つは技術研究の面から世界を繋ぐ同時に研究者と産業界の考えを“世界を繋ぐ”ことを詳しく言拠点となること。もう１つは、国籍交換し、さらには政府など行政側

─ 世界中からセルンに集まる素を越えた頭脳が交流する拠点になにも意味合いを説明していくなど、粒子の研究者、山下先生はそのるということです。

まさにプロジェクトの中心にいるわ一人になるわけですが、海外の素粒子の研究は世界各国が研けですね。

研究者たちと交流してどんなこと究を争う方向ではなく、“最先端のを感じられましたか。

１つのものを世界中の研究者が共山下

振り返るといつの間にかそ同で突き止める”方向で発展してきの立 場に、という感じでしょうか山下

素粒子の研究は、宇宙をた、というよりも、そうでないと発展（笑）
。こうした大プロジェクトは研支配する仕組みや宇宙そのものをしえない性質のものです。だから究者、産業界、行政というのが連解明する取り組みだと申し上げまし国籍などを超えたピースフルワール

携しないと成立しないわけです。

たが、世界各国には「宇宙の謎ドが政治よりも先に生まれ、世界が産業界というのも科学機器業界、を解くためなら人生を捧げられる」

共通して抱えている課題の解決に大手電器メーカー、建築土木を担といったとんでもない頭脳集団がい取り組むことが出来てきました。世うゼネコンなど実に幅広いものとなりることを感じました。このバイタリテ界のソフトパワーとしてのピースフルますし、また行政の方も自治体があり、ィは海外では宗教が日常にあることワールドとも言うべきものでしょうか。

国があり、国も政府と議会がありまも関係しているかもしれません。彼

そうした最先端の頭脳が、世界のす。それに外国との連携もしていらからは“宇宙の謎を解き明かすこありとあらゆるところから、しかも地かないといけません。そしてもちろとは神に近づく行為”という思いが方に集結してやがては街を形成しん社会への周知も必要となります。

感じられます。非常に天才肌の人ていくということは、素粒子以外の間が多いです。

プロジェクトではなかなか考えられ世界中の“天才”が集結する
ソフトパワーのピースフルワールドへそうした人物が、国境を越えてないことだと思います。

何千人も集まって、不可能に思え地方創生という意味合いも非常ることを可能にしようと取り組むわけに強いものであることはもちろんで─ 世界の素粒子研究の拠点にです。そもそも加速器も過去にはすが、世界的にも日本が科学の分なるＩＬＣ、そしてものづくりの発展不可能と思われていたことです。

野で貢献していく大きな意味合いを大きく開くＳＬｉＴ-Ｊが東北に出来そんな数千人規模の頭脳集団がを持つことになるわけです。

ると、東北はインターナショナルに東北のＩＬＣに集結するようになるとなるのでしょうね。

考えると、日本国内でも与える影
響は非常に大きなものになると思い

山下 とても活気に溢れた地域になると思います。何度も例に出して世界から見た日本人の印象は“お人好し”ます。
─ 世界の研究者と交流がある

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山下先生から見て、日本が諸外

当時、理論の内容はさっぱりわかラダムスの大予言」が私を物理の国から信頼される要素はどんなとりませんでしたし、物理という言葉世界へ導いたのです（笑）
。私はころだと感じていますか。

すらもよく知らなかったのですが「理ノストラダムスの大予言を信じきって科をすごくつきつめてゆくと、すごいて、１９９９年に地球は滅亡する

海外から信頼されている点いことが出来るのだ」と漠然としてのだと思いこんでいたのです。だはモラルの高さです。約束を守りいながらも大きな衝撃を受けたことから滅亡する前に地球を脱出しな裏切らないところです。逆に言うと、を覚えています。

きゃいけないし、脱出するにはロケ

山下

欧米は何事にも契約書が必要にな

もう１冊は、高校生の時に祖父ットを作らなきゃいけない、そのためるというわけで、日本人のモラルのが与えてくれた「水素原子は、なには急いで物理を勉強する必要が高さにはどの国の人も驚きます。

ぜ壊れないのか？」という本です。

あるという極めて切実な理由で物理の勉強に取り組んだのです。実しかし一方で、尊敬されているかというとそうとは言い切れず、何─ おじいさまは、高校生に随でも「うん」と答えてしまう「お人分難しい本を与えたのですね。

はこれが本当の理由です。（笑）
─ 実にユニークなきっかけです

好し」だと思われている印象を受けます。日本人はフレンドリーでい山下

私の祖父は、北大の獣医ね。そこに、おじいさまが与えてい人たち、でも尊敬されるまではい学部で寄生虫を研究していた研くれた本などの影響が重なっていってない、というところが外国の人究者でした（祖父は日本の寄生って、次第に物理の研究の道にが抱く正直な印象でしょうか。

虫研究の第一人者だった山下次進まれたというわけですね。

その理由の１つとして欧米では郎氏）。なぜ祖父がその本を渡し“中身がない相手とは議論しない”てくれたのかはよく分からないので山下という考えがあるのに対し、日本はすが、簡単に言うと「ものは全てものごころつく頃から“研究”というこ“議論をする前に仲良くしよう、仲良波で出来ている」という事についとが身近にありました。実は父も大くなってから議論を探っていこう”とての本で、これはすなわち量子力

手鉄鋼メーカーに勤めながら溶接いう考えがあると思います。日本人学のことなのです。

関連の研究に従事していました。

祖父が研究者だったので、は個人の思いを素直に伝える意識

実は素粒子の真髄は２つの原“研究すること”が特別というわけでを持つことが大切なように思います。

理があって、１つが時間と空間のはなく、身近に感じていたことは影関係を説明したアインシュタインの響しているかと思います。

物理を志したきっかけは、あの大予言！
？

相対性理論。もう１つが、ものは全て波で出来ているという考えの量子力学。偶然なんですが、素常識を越えたところにある“自然の事実”こそ物理の面白さ─ そもそも先生が物理学を志し粒子のことを意識する前にその原たきっかけは何でしょうか。

理に触れることが出来ていたのが山下 とはいえ、高校生の頃まで物理学に進む大きなきっかけになっ物理はいくつもの法則を覚えて計たというのが…“表向きの理由”です。

算するという作業が面白くなかった

山下 ２冊の本の影響がすごく大のです。

きいのです。１冊は小学校５年生の時に、町の古本市で手にしたア─ 表向きの理由というと、本当

しかし大学に進むと、ナニナニインシュタインの伝記です。子供向の理由は何だったのでしょうか。の法則といくつも覚えてきたことの原理原則は１つだ、ということに触けの文字が大きい本でしたが、相対性理論という言葉も出ていました。

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山下

本当の理由は・・・「ノストれてだんだん興味が湧いてきまし科学機器

産 学 官との 連 携た。実は素粒子はその集大成ともに戻ってくることが出来るのです。

勉強をしましょうといっても、面白味言えるもので、あの現象、この現象、昔、『猿の惑星』という映画がを感じることは出来ないわけです。

いろいろな現象をすべてひとつでありましたよね。宇宙を旅してある

まず「人間って、科学ってスゴイ!」

説明できる、というものなのです。

星にたどりつくと、実はそこは文明ということや「でも宇宙から見るとが滅んでしまった未来の地球だったいしたことはないのだ」ということ

─ 大学に進んでから、発見やた・・・というお話でしたが、これを感覚的に感じてもらうと、自然に喜びに出会ったわけですね。

は物理学的には正しいのです。た

興味を覚えるようになりますよ。

だしタイムトラベルでも過去には戻科学機器も産・学一緒に最先端の開発を

山下 「時間は伸び縮みする」とれませんが、そういった時間のこと知ったこともその１つでした。と言っなど、常識と思われていることを越ても、なかなか感じ難いものですし、えたところに、自然界の事実がある

時間の進み方は世界どこでも共通と知った瞬間に、初めて物理が面

─ 科学機器メーカーにご要望なと思われていますよね。

白くなりました。

どがございましたらお願いします。

若い世代に、 科学の最先端を伝える大切さ

山下ですが、私達が飛行機で地球を１周して同じ場所に戻ってくると、時計が指している時刻はズレを起

科学機器業界は我々が日頃からお世話になっていて、色んな機器を使わせていただいているこしています。またカーナビなどには人工衛星を活用したＧＰＳシステ

─ 先生は理科教育についてどんわけですが、「一緒に開発する」

ムが使われていますが、人工衛星なことが大切だと感じていますか。という流れを作りたいと考えています。
また「メーカーの優れた技術をにはわざと地上と時間の進み方が違う時計が搭載されています。そ山下

れは地上と人工衛星で時間の進に行くと「現在の最先端のことを私が携わる研究分野で新たなみ方が違うからです。

若い学生に語って欲しい」というこ科学機器に求めるニーズには“ちょとを、先生にお願いしています。

っと今の時代では無理じゃないか”

この「時間は伸び縮みする」と私自身も出前授業で高校教えて欲しい」という希望もあります。

いう考えは相対性理論のおおもと現在のカリキュラムでは、日本とお感じになることもあるかもしれまでもあるのですが、実は、人類は史や世界史のように科学の歴史をせんが、実はそれが次の時代に未来の世界にだって行くことが出たどる形で教えるように組まれがち必要とされる科学機器となったとい来るのです。

で、古いことから始まり最先端のこうこともありますので、時代の先取とはようやく最後に出てくるのです。

りだと思って一緒に挑戦いただけ─ 未来の世界に行ける？それはそうではなく、まず先に最先端のれば、ありがたいと思っています。

タイムトラベルということですか。

科学ではどんなことが行われているのか「スゴイ！ということが現実─ ありがとうございました。

過去に戻ることが出来ませにあるのだ」ということを知ってもら

学術界にとどまらず、広い分野でんが未来には行けます。それは非ってから戻って欲しいとお願いして期待がかかる世界的なプロジェクト。

常に早いロケットに乗って宇宙の彼います。「今の時代は、こんなすその中心で尽力されている山下方に飛び出していって地球に戻っごいことが起こっているのだ」「携先生のご活躍に期待しております。てくると、地球で進んでいる時間と、帯電話ってこんな技術で出来てい宇宙で自分が過ごしている時間のるのだ」とか、そういう“スゴイこと”

進み方が違うので、未来の地球や驚きを知らずに、受験のために

山下

次号「科学の峰々」では、慶應大学 先端生命科学研究所
堀川 大樹先生にお話いただきます。

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