研究業績説明書
法人番号

89

法人名

高エネルギー加速器研究機構

学部・研究科等番号1

学部・研究科等名 素粒子原子核研究所

113

専任教員数

〔人〕

提出できる研究業績数
の上限

23
22.6

〔件〕
0

１．学部・研究科等の目的に沿った研究業績の選定の判断基準【400字以内】
本研究所の目的は、高エネルギー加速器を用いて素粒子・原子核物理学の実験的研究を行うことである。この実験のために建設、運転している加速器は、世界的にみて有数のものであり、生み出される研究成果もこの分野の有数のものであることが期待される。
そうした観点から研究成果を分析し、著しく高い成果と思われるものを厳選した。また、本研究所は、機構が保有する加速器システムだけでなく、国内外の大規模実験施設における実験研究にも組織として参加し、その実験プロジェクトに積極的に貢献することも任務の一つとしている。この点においても世界有数の装置を用いたものに参加しており、高い質の成果が望まれ、実際にその期待に応えた成果が複数ある。これらについての論文もその学問的インパクトに応じて顕著なものを選定した。さらにこうした実験と相補的である理論的研究、測定器や隣接分野の研究についても顕著なものを選定した。

２．選定した研究業績

小区分
番号

小区分名

社
文
会
化
的
経
意
済
義
、

研究テーマ
及び
要旨【200字以内】

学
術
的
意
義

、

業
績
番
号

判断根拠（第三者による評価結果や客観的指標等）【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、
文化的意義」の双方の意義を有する場合は、800字以内】

共
重複して
同
選定した
利
研究業績
用
番号
等

代表的な研究成果・成果物【最大３つまで】

著者・発表者等

ニュートリノの世代間混合の精密測
定

1

15020

素粒子、
原子核、
宇宙線お
よび宇宙
物理に関
連する実
験

CP対称性がレプトンにおいても破れているかどうかは、現在の宇宙に反粒子が存在しない理由を解明する手がかりであり、ニュートリノ振動
パラメータの精密測定を通してこれを探る。混合角θ23が最大混合とコンシステントであることを示し、CP位相角の取りうる範囲を限定するとともに、質量階層性が順階層である
確率が87％であることを示すなど、顕著な成果を上げた。

T2K実験においてはミューオンニュートリノ消失事象と電子
ニュートリノ出現事象の統合解析を行っている。2017年の論文(1)では、混合角θ23が最大混合と無矛盾であること、90％の信頼度ながらニュートリノでのCP対称性が破れていることを世界で初めて示し、106件の引用を得て関連分野における被引用回数の上位0.37％にランクされるなど、高い注目を集めた。このデータをさらに高精度で解析した結果はCP対称性の破れを95％の信頼度で示した。その内容はプレスリリースで発表され、朝日新聞など20誌に掲載された。2018年には論文(2)でさらに統計を上げた測定を行い、信頼度95％(2σ）のCP
対称性の破れに加えてニュートリノ質量階層性が順階層である確率が87％であることを示した。この論文は掲載誌の推薦論文に選ばれ、49件の引用を得て被引用回数の上位1.17％にランクされるなど高い注目を集めた。

SS

タイトル・表題等

Combined
Analysis of
T2K実験グルー
Neutrino and(1) プ
Antineutrino
K.Abe et.al.
Oscillationsat T2K

発表雑誌・出版社
巻・号
・会合等

頁

発行・発表年等

掲載論文のDOI（付与されている場合）

PhysicalReview
Letters

Volume
Article118, number
Issue 151801
15

2017

10.1103/PhysRevLett.118.1
51801

Search for CP
Violation in
Neutrino and○Antineutrino
T2K実験グルー Oscillations Physical(2) プ
Reviewby the T2K
Letters
K.Abe et.al. Experimentwith 2.2 ×
1021 Protons
on TargetVolume
Article121, number
Issue 171802
17

2018

10.1103/PhysRevLett.121.1
71802

Volum
pp.620-625
e 789

2019

10.1016/j.physletb.2018.1
2.058

H.Ekawa etal.

Observationof a Be
Progress of
double-Lambda Theoretical
hypernucleus andin the J-PARC Experimental
E07
Physics
experimentVolumeArticle2019, number
Issue 021D02
2

201910.1093/ptep/pty149

S.B.Yang et
al.

First
determinationof level
Physicalstructure of Review
an sd-shell
Letters
hypernucleus,
19
ΛF

Volum
e
Article120, number
Issue 132505
13

2018

10.1103/PhysRevLett.120.1
32505

Measurementof theF.Abudinén,
integrated
I.Adachi 他約
luminosity of Chinese(1) 400名
the Phase 2
Physics C(BelleII実験
data of the
グループ)
Belle II
experiment

Volum
Articlee 44,
numberNumbe
021001
r 2

2020

10.1088/16741137/44/2/021001(3)

これらの結果報告は国際会議等で口頭発表に選ばれている。
論文(1)は存在が理論的に示唆されていたK中間子原子核を確認し、束縛エネルギーと幅を決定した研究である。その関心の高さから出版から１年弱で引用数が24と多く、関連分野における被引用回数の上位3.72％にランクされている。論文(2)は、J-PARCで本格的な研究が始まった二重Λハイパー核の研究において最初に見つかった事象の報告で、査読者に「この結果はコミュニティにとって重要な結果である」と評価された。論文(3)は、これまで軽いΛハイパー核研究で用いられた
ガンマ線分光法を重いΛハイパー核に適用した結果で、重いΛハイパー核の構造も、今までの研究で得られた相互作用と理論計算の枠組みで良く再現できることを示した。査読者に「今回の結果はストレンジネス核物理研究の世界的最重要施設の１つであるJ-PARCのマイルストーンである。」と評価された。

ストレンジネスを含むハドロン多体系およびその相互作用の研究

2

15020

素粒子、
原子核、
宇宙線お
よび宇宙
物理に関
連する実
験

ストレンジクォーク（ストレンジネス）を含むハイパー核やその存在が示唆されているK中間子原子核を調べることにより、ハイペロン核子
間、K中間子核子間の相互作用を調べる。K中間子と２つの陽子が束縛したＫ中間子原子核やストレンジネスを２つ持つ新種の二重Λハイパー核を発見した。また、フッ素のΛハイ
パー核のγ線分光によりその準位構造を解明した。

SS

Belle II測定器の完成とBelle II国
際共同実験始動

3

15020

素粒子、
原子核、
宇宙線お
よび宇宙
物理に関
連する実
験

BelleII実験は前世代Belle実験におけるKEKB加速器の40倍のルミノシ
ティのSuperKEKB加速器による世界最高性能のフレーバーファクトリー実
験である。Belle実験の50倍のデータを蓄積・解析することにより、未知の新しい物理法則の解明を図る。世界で唯一のルミノシティフロンティ
ア実験であり、世界26の国と地域から約千人の研究者が参加する国際共同実験である。

SS【社会、経済、文化的意義】
世界で唯一のルミノシティフロンティア実験であることから、2019年12月現在、26の国と地域から1,014人の共同研究者が参加する、日本の研究所がホストする素粒子実験としては、史上最大級の国際共同実験となっており、検出器や加速器の技術交流およびそれらに伴う研究者の国際交流が行われている。実験開始は社会的に注目を集め、BelleII測定器によるSuperKEKB電子・陽電子初衝突事象の観測は、インターネッ
トで生中継し46万ビューを集めた。また、30紙を超える新聞
及び雑誌に取り上げられるなど、国際化および基礎科学啓蒙における文化的意義は大きい。

素粒子の質量の起源の研究

4

15020

素粒子、
原子核、
宇宙線お
よび宇宙
物理に関
連する実
験

重心系エネルギー13TeVでの陽子・陽子衝突によって生成されるヒッグ
ス粒子の性質を精査し、物質の根源であるフェルミオンのうち、第３世代に属するクォークと荷電レプトンの質量と、弱い力の媒介粒子であるW
およびZ粒子の質量が，同じヒッグス
場により動的に生成されていることを世界で初めて示した。素粒子の質
量起源の統一的描像を実験的に検証したものである。

SS【学術的意義】
BelleII実験は、世界最高強度かつ唯一のルミノシティフロン
ティア実験であり、Belle実験の50倍のデータを用いた精密測定により、未知の粒子・反粒子の対称性の破れやペンギン崩壊などの極めて希な素粒子事象に現れる未知の新しい物理法
則の解明を行う。2018年から2019年にかけて、完成した
BelleII測定器によって電子・陽電子初衝突事象を観測し、実験を開始したことを示す論文(1)は大きなマイルストーンである。BelleII実験でのみ可能な重要かつ多種多様な物理学の研究課題があり、論文(2)は計500名を超える実験と理論の研究者により、BelleII実験における素粒子標準理論の精密測定とそれを超える新しい物理法則の探索について、予測される測定感度や物理法則への帰結などについて詳細に記述した約700
ページの文書であり、この分野の研究者にとって必須の教科書的存在となっている。

SS

論文(1)はヒッグス粒子とボトムクォーク、論文(2)はトップクォークの湯川結合の存在を直接検証した結果を纏めた論文である。ヒッグス場によって、力を媒介する素粒子の質量だ
けでなく、物質の根源である素粒子の質量も動的に生成されるという統一的描像を実験的に検証したことが高く評価され、被引用回数はそれぞれ59回、89回で(SCOPUS)、関連分野
における被引用回数の上位0.32％、上位0.11％にランクされている。論文(3)はヒッグス粒子の性質測定を纏めたもので、素粒子標準模型を超える様々な物理模型に対する制限を課した。素粒子物理学の方向性を定める重要な結果であることか
ら、被引用回数は472回(SCOPUS)に達し被引用回数の上位
0.03％にランクされている。素粒子物理学会で最も権威ある国際会議の多くで招待講演として発表されている。国内外
で、複数の新聞社によって、この成果が記事として配信された。

K-pp, a Kbarmeson nuclear
J-PARC E15
Collaboration bound state, Physics(1)
observed in, S.Ajimura
Letters B
3
et al.
He(K-,Λp)nreactions

○

(2)

(3)

E. Kou, S.
○(2) Hashimoto 他
約500名

The Belle II
Physics Book

Progress ofTheoreticalandExperimental
Physics

Volum
e
2019,
Issue
12

654 2019

10.1093/ptep/ptz106(3)

Observationof H→bb
decays and VH
The ATLAS
Physics(1)
production
Collaboration
Letter B
with theATLAS
detectorVolum
pp.59-86
e 786

2018

10.1016/j.physletb.2018.0
9.013

Observationof Higgs
boson
production in
The ATLAS
association
Physics(2)
Collaboration with a top
Letter B
quark pair at
the LHC with
the ATLAS
detectorVolum
pp.173-191
e 784

2018

10.1016/j.physletb.2018.0
7.035

Measurementsof the Higgs
boson
production
and decay
rates and
constrints on
The ATLAS and
its couplings Journal ofCMS(3)High Energy
from aCollaboration
Physics
combineds
ATLAS and CMS
analysis of
the LHC pp
collision
data atsqrt(s) = 7
and 8 TeV

Volume
Article2016,
number 45
Issue
8

2016

10.1007/JHEP08(2016)045

小区分
番号

小区分名

社
文
会
化
的
経
意
済
義
、

研究テーマ
及び
要旨【200字以内】

学
術
的
意
義

、

業
績
番
号

判断根拠（第三者による評価結果や客観的指標等）【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、
文化的意義」の双方の意義を有する場合は、800字以内】

共
重複して
同
選定した
利
研究業績
用
番号
等

代表的な研究成果・成果物【最大３つまで】

著者・発表者等

タイトル・表題等

発表雑誌・出版社
巻・号
・会合等

頁

NuclearOn-lineInstruments
experimental
and Methods
results of anin Physics
argon gas
Research,
Y. Hirayama
Volumcell-based(1) 他15名(KISS実
Section B:
pp.52-56
e 376
laser ion
Beam
験グループ）
source (KEKInteractions
Isotopewith
Separation
Materials andSystem)Atoms

精密不安定原子核分光による重元素
生成環境の解明

5

15020

素粒子、
原子核、
宇宙線お
よび宇宙
物理に関
連する実
験

金・白金等の重元素の起源を解明するため、関与する短寿命重元素同位体を実験室にて生成・捕集・分離する元素選択型質量分離器(KISS)を開発し、迅速且つ高能率に原子質量の精密測定ができるMRTOF装置を実用化した。これらの新しい精密核分光手法を駆使し、短寿命原子核の崩壊
特性・質量の測定や、超重原子核における有限量子多体系の安定性の解
明等の核構造理解の深化を基に、重元素の起源の解明を目指している。

SS

ミュオンg-2/EDMの精密測定を実現す
るミュオン高周波加速の実証

6

15020

素粒子、
原子核、
宇宙線お
よび宇宙
物理に関
連する実
験

J-PARC MLFはミュオン異常磁気能率（g-2）・電気双極子能率（EDM）の精密測定を実現し、先行実験で示唆された素粒子標準理論を超える物
理法則を解明する計画を進めている。測定ではミュオンを熱エネル
ギーまで減速したのち加速する必要があるが、ミュオンのRF加速は前例がなかった。今回、世界で初めて負ミュオニウムイオンを80keVまでRF加速することに成功し、実験の鍵となる技術が実証された。

SS

宇宙マイクロ波背景放射（CMB）のB
モード偏光の測定

7

15020

素粒子、
原子核、
宇宙線お
よび宇宙
物理に関
連する実
験

POLARBEAR実験グループが、CMBのB
モード偏光を精密に測定し、2014年の世界初測定時と比べ、重力レンズ効果に起因するCMBの偏光パターンを２倍の精度で決定できた。ニュート
リノ質量和測定など、CMBを用いた将来の素粒子物理への道を拓いた。観
測で培った技術とノウハウを元に、新しい地上観測装置POLARBEAR-2とGroundBIRDを開発し、更に人工衛星
計画LiteBIRDを提唱した。

SS

中性K中間子の稀な崩壊を用いたCP対称性の破れの研究

8

15020

素粒子、
原子核、
宇宙線お
よび宇宙
物理に関
連する実
験

J-PARCハドロン実験施設のKOTO実
験で2013年と2015年に取得したデータの解析結果をそれぞれ論文(1)論文(2)として出版した。中性K中間子（KL）がCP対称性を直接破って稀に中性パイ中間子（π0）とニュートリノ対に崩壊する分岐比に対しこれまでで最も厳しい上限値を与え、世界最高感度を十倍更新した。また、KLがπ0と軽い新粒子X0に二体崩壊する過程の探索を世界で初めて行った。

SS

論文(1)では、多核子移行反応で生成された原子核をガス中で捕集後レーザーと磁場で特定の原子番号と質量数を持つ原子
核を選択・測定が可能なKISS装置の特徴を詳述している。本
論文発表後、諸外国で追従して同種装置の計画が始まった。
論文(2)は、超重核領域の安定性を理解するため、世界に先駆け実用化した精密質量分光器(MRTOF)を組込んだ質量測定装置の性能についての詳報であり、論文(3)は、この装置による原
子番号100近傍の原子核質量初測定の報告である。これはKEKからプレスリリースされ、未知超重核同定の新手法として2018年６月28日付け朝日新聞で大きく報道された。被引用回数でも上位3.35％にランクされている。MRTOFによる原子核の網羅的質量測定研究は、科学研究費助成事業の特別推進研究
課題として採択された。これらの研究について、この５年間に５本以上の国際会議招待講演の招待講演を行っている。

負ミュオニウムの加速結果の発表以降（論文(1)）、10件以上の国内外の国際会議での招待講演の依頼があった。論文はすでに12件の引用が行われている。また、世界中の研究機関に配布されている素粒子原子核物理に関する情報誌CERN
Courierで取り上げられたり、国内学会誌（物理学会誌、高エネルギーニュース、加速器学会誌、中間子科学会誌）へ招待
記事を寄稿したりする（論文(2)）などの反響があった。2017年度KEKアニュアルレポートのハイライト記事掲載を行った
り、2018秋のKEK公開講座でも一般向けに紹介を行ったりしてミュオン基礎物理の重要性を広く社会にアピールすることも行った。この研究成果に基づきミュオンg-2/EDM測定実験の技
術設計書を出版した（論文(3)）。論文(3)は出版後半年間で20件の引用が行われており、関連分野における被引用回数の上位5.86％にランクされている。

本成果に関連する論文の引用数は300を超えて増加中である。
論文(1)は関連分野における被引用回数の上位6.71％に、論文(3)は上位5.86％にランクされている。新たな観測結果の論文も３本発表されている。すばる望遠鏡の光学的観測と、ミリ波による本観測との相関を初めて示した論文は、多波長観測の先駆的成果となっている。新たに完成させた地上観測装置
POLARBEAR-2とGroundBIRDは、新聞報道された（茨城新聞、河北新報、赤旗、産経新聞、東京新聞、読売新聞、日本経済新聞）。LiteBIRD計画は、2019年５月に、宇宙航空研究開発機
構（JAXA）によって、2020年代の戦略的中型衛星として採択された。採択結果は宇宙政策委員会にも報告された。
LiteBIRD計画は日本学術会議マスタープラン2017重点大型研究計画の一つに選出され、かつ、文部科学省ロードマップ
2017にも掲載された。

KOTO実験は中性K中間子がCP対称性を直接破る稀な崩壊過程を研究する世界で唯一の実験である。論文(2)はMR加速器からのビームを用いて2015年までに収集したデータを分析して得た
結果で、世界で最も低い上限値を得た。論文(1)は関連分野における被引用回数の上位1.66％に、論文(2)は上位2.07％にランクされている。世界中の研究機関に配布されている素粒子
原子核物理に関する情報誌CERN Courierの2019年5月6月号のNEWS DIGESTでも、注目すべき成果として紹介された。今回の結果によりKOTO実験のデータ解析とバックグラウンド除去の手法を確立し、2016年以降のデータ収集を順調に継続し探索の感度を向上している。

発行・発表年等

掲載論文のDOI（付与されている場合）

2016

10.1016/j.nimb.2016.03.03
1

First online
multireflecti
on time-offlight massmeasurementsof isobar
chainsproduced by
P. Schury他20
Physical○ (2) 名(MRTOF実験 fusionReview C
evaporation
グループ）
reactions:
Towardidentificatio
n ofsuperheavy
elements via
mass
spectroscopy

Volum
Articlee 95,
numberIssue
0113051

201710.1103/PhysRevC.95.01130
5Y, Ito, P.
Schury他24名(3)(MRTOF実験グループ）

First Direct
Mass
Measurementsof Nuclides
Physicalaround Z=100
Reviewwith aLetters
Multireflecti
on Time-ofFlight Mass
SpectrographVolumeArticle120, number
Issue 152501
15

2018

10.1103/PhysRevLett.120.1
52501

S. Bae, M.
(1) Otani, T.
Mibe 他First muon
acceleration
using aradiofrequency
accelerator

Volum
Articlee 21,
numberIssue
0501015

2018

10.1103/PhysRevAccelBeams.21.050101

大谷将士、近(2) 藤恭弘、三部勉

ミュオンg2/EDMの精密測
日本物理学会 73巻8定を実現するpp.564-568
誌号
ミュオン高周波加速の実証2018

10.11316/butsuri.73.8_564

M. Abe, …,(3) M. Otani, T.
Mibe 他A New
Approach for
Measuring the Progress ofTheoreticalMuon
andAnomalous
Experimental
Magnetic
Physics
Moment andElectric
Dipole Moment2019

10.1093/ptep/ptz030

A Measurementof the Cosmic
Microwave
Background BVolum
mode
P.A.R. Ade,e
M. Hazumi他計 Polarization
Astrophysical
Article(1) 81名
848,
Power
Journalnumber 121
Issue(POLARBEAR実 Spectrum at
2
Subdegree
験グループ)
Scales fromTwo Years of
POLARBEAR
Data

2017

10.3847/1538-4357/aa8e9f

Evidence for
the Crosscorrelation
between
CosmicVolum
T. Namikawa, MicrowaveeAstrophysical
ArticleBackgroundY. Chinone,(2)882,
number 62
M. Hazumi他計 Polarization Journal
Issue
Lensing from
73名
1
Polarbear andCosmic Shearfrom Subaru
Hyper
Suprime-Cam

201910.3847/1538-4357/ab3424

LiteBIRD: A
Satellite for
the Studies
Journal ofof B-Mode
M. Hazumi他計 Polarization Low(3)
and Inflation Temperature
152名
Physics
from Cosmic
Background
Radiation
DetectionVolume194, pp.443-452
Issue
5-6

2019

10.1007/s10909-019-021505

A new search
T.K.Komatsuba for the K →Lra他計91名(J(1)π0νν and
PARC KOTO実験
KL→π0X0
グループ)
decaysVolumeArticle2017, number
Issue 021C01
2

2017

10.1093/ptep/ptx001

Volume
Article122, number
Issue 021802
2

2019

10.1103/PhysRevLett.122.0
21802

○

PhysicalReview
Accelerators
and Beams

Progress ofTheoreticalandExperimental
Physics

Search for KL
T.K.Komatsuba
→π0νν
and
○
Physicalra他計69名(J- KL→π0X0(2)
Review
PARC KOTO実験 Decays at the
Letters
グループ)
J-PARC KOTO
Experiment

(3)

Volum
e
Article2019, number
Issue 053C02
5

小区分
番号

小区分名

社
文
会
化
的
経
意
済
義
、

研究テーマ
及び
要旨【200字以内】

学
術
的
意
義

、

業
績
番
号

判断根拠（第三者による評価結果や客観的指標等）【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、
文化的意義」の双方の意義を有する場合は、800字以内】

共
重複して
同
選定した
利
研究業績
用
番号
等

代表的な研究成果・成果物【最大３つまで】(1)

SOIピクセル検出器の開発研究

9

80040

本研究では、高エネルギー加速器
実験等で発生する２次粒子やX線・赤外線等の時間・位置・エネルギーを
量子ビー 高精度で測定する検出器を、
ム科学関 Silicon-on-Insulator（SOI）技術を用いて開発している。先端半導体技
連術を用いる事で、従来の検出器を凌駕する性能と放射線耐性を実現している。研究開発には、宇宙、物質構
造解析、産業利用等多くの分野の研究者が参加し協力して行っている。

SS

ミューオン異常磁気能率における素粒子標準理論の精密決定と新物理探
索

10

15010

素粒子、
原子核、
宇宙線お
よび宇宙
物理に関
連する理
論

本研究ではミューオン異常磁気能率に対する標準理論の予言値を高精度で決定するとともに、それを実験値と比較することで新物理の研究を行った。特に、最新の実験データを反映するとともに、理論計算の手法を改良することで標準理論値と実験値の不一致の度合いが強まり、新物理が存在する可能性がさらに高まった。

SS

KEKのBelle II実験やILC実験の崩壊点検出器として開発を進めているほか、SPring-８の６つのX線ビームラインにおいては、SOI検出器SOPHIASが標準検出器としてすでに稼働している。
また、次期X線衛星FORCE向けにSOIを用いたXRPIX検出器が候補として採用されている。この他、電子顕微鏡、中性子検出、X線金属疲労測定等への応用に向けた開発も進んでいる。
これらの研究により、2018年２月に公益財団法人高エネル
ギー加速器科学研究奨励会より、KEKの新井康夫、倉知郁生が諏訪賞を受賞した。また同時に共同研究者の理研・初井宇記
氏も小柴賞を受賞した。さらに半導体デバイスの世界的な会
議 2017 IEEE International Electron Devices Meeting（IEDM）や2019 Electrochemical Society（ECS）等多くの国際会議で招待講演を行っている。

(1)の論文は本研究の中核をなし、(2)の論文は(1)の結果を受けて新物理の研究を行っている。(1)は国際学術誌PhysicalReview Dに出版されており、編集部によって"Editors'
Suggestion"に選出された。被引用回数に関しても、(1)の論文はすでに175回 (INSPIRES使用) 引用されている。これは、関連分野における被引用数の上位0.10％に相当する。また本業績については2019年３月に日本物理学会第74回年次大会において素粒子論領域・素粒子実験領域・実験核物理領域の合同企画講演として招待講演を行った。ほかにも2019年２月にロシア・ノボシビルスクで行われた会議Phipsi19において招待講演を行うなど、(1)、(2)を合わせて国内外の会議、研究会などで計11回の招待講演を行っている。

著者・発表者等

タイトル・表題等

発表雑誌・出版社
巻・号・会合等

新井康夫、倉知郁生

第7回諏訪賞「SOI技術を使った革新的ビクセルセンサーの実現」（公）高エネルギー加速器科学研究会

Y. Arai, T.
(2) Miyoshi, andI. Kurachi

SOI
Technical
monolithic
Digest pixelInternational
technology
Electronfor radiation Devices
image sensor Meeting頁

発行・発表年等

掲載論文のDOI（付与されている場合）

2018

pp.16.2.116.2.4

2018

10.1109/IEDM.2017.8268401

Applicationof ThreeDimensional
Chip Stacking
I. Kurachi,
Technology
ECS
T. Tsuboyama,(3)
for Fully
Transactions
Y. Arai, andDepleted
M. Motoyoshi
Silicon-onInsulator
Quantum Beam
ImagerVolum
e 92,
pp.29-38
Issue
5

2019

10.1149/09205.0029ecst

Muon g-2 andA.Keshavarzi, α(MZ^2): a(1) D.Nomura,T.Te new dataubner
based
analysis

Volum
Articlee97,
numberIssue
11402511

2018

10.1103/PhysRevD.97.11402
5

Volum
e
Article2019,
number 122
Issue
8

2019

10.1007/JHEP08(2019)122

Search forresonances in
diphoton
Journal of
The ATLAS
events at(1)
High Energy
Collaboration sqrt{s} = 13
Physics
TeV with the
ATLAS
detectorVolume
Article2016,
number 1
Issue
9

2016

10.1007/JHEP09(2016)001

Search fordark matterand other new
phenomena inevents withan energetic Journal of
The ATLAS(2)
jet and large High Energy
Collaboration
Physics
missingtransverse
momentumusing theATLAS
detectorVolume
Article2018,
number 126
Issue
1

2018

10.1007/JHEP01(2018)126

Search for
new phenomena
in dijet
events using
37fb^{-1} of
The ATLAS
pp collision Physical(3)
Review D
Collaboration datacollected at
sqrt{s} = 13
TeV wi the
ATLAS
detector

Volum
Articlee 96,
numberIssue
0520045

201710.1103/PhysRevD.96.05200
4

LeptonFlavorPhysical
Dependent
Review
Angular
Letters
Analysis of B
→K∗ℓ+ℓ−VolumeArticle118, number
Issue 111801
11

2017

10.1103/PhysRevLett.118.1
11801

PhysicalReview
Letters

Volume
Article118, number
Issue 211801
21

2017

10.1103/PhysRevLett.118.2
11801

Measurementof thebranchingratio of B0
Y. Sato, M.
→ D*+τ-ντ
PhysicalNakao, 他約(3)
relative to
Review D
200名 (Belle
B0 → D*+ℓνℓ
実験グループ)decays with asemileptonic
tagging
methodVolum
Articlee 94,
numberIssue
0720077

2016

10.1103/PhysRevD.94.07200
7

Observation
K. Chilikin,of an
M. Nakao 他約
alternative
Physical(1) 200名（Belleχc0(2P)
Review D
実験グルーcandidate inプ）
e+e−→J/ψD¯D

Volum
Articlee 95,
numberIssue
11200311

2017

10.1103/PhysRevD.95.11200
3

A. Garmash,
Observation
M. Nakao 他約 of Zb(10610) Physical○ (2) 200名（Belle and Zb(10650) Review
Decaying to B Letters
実験グルー
Mesonsプ）

Volume
Article116, number
Issue 212001
21

2016

10.1103/PhysRevLett.116.2
12001

Observation
J. Yelton, M. of excited Ω
PhysicalNakao 他約200 c charmed(3)
Review D
名（Belle実験 baryons in
e+e−
グループ）
collisions

Volum
Articlee 97,
numberIssue
0511025

2018

10.1103/PhysRevD.97.05110
2(2) M.Endo,W.Yin

PhysicalReview D

Explaining
electron andmuon g-2
Journal ofanomay inHigh Energy
SUSY without Physics
lepton-flavor
mixings(3)

暗黒物質など未知の新粒子探索

11

15020

素粒子、
原子核、
宇宙線お
よび宇宙
物理に関
連する実
験

世界最高エネルギーである13TeVでの陽子・陽子衝突により、暗黒物質になりうる素粒子や超対称性粒子などの未知の重い新粒子を探索し、様々な物理仮説に対して制限を与えた。本研究で対象とする重い粒子を生成できるのは、欧州原子核研究機
関（CERN）のLHC加速器だけであり、そのユニークな能力を最大限生かした研究である。この結果により、将来の高エネルギー物理学が対象とする研究の方向性を定めることとなった。

SS

論文(1)は、これまでに観測されている素粒子の中で最も重い
トップクォークの４倍強の質量を持つ新粒子の兆候に関する追試結果を纏めた論文で、被引用回数が75回（SCOPUS）あり、関連分野における被引用回数の上位0.93％にランクされていることからも注目の高さがわかる。発見には至らなかっ
たが、LHC加速器の持つポテンシャルを示したもので、世界中で数多くの新聞報道がなされた。論文(2)と(3)は、それぞれ、LHC実験での暗黒物質生成探索と、標準模型を超える新現象探索の最新結果を纏めた論文で、被引用回数は100回と116回あり（SCOPUS）、関連分野における被引用回数の上位
0.05％、0.26％にランクされ、本研究の重要性を示している。素粒子物理学会で最も権威ある国際会議の全てで、招待講演として、それぞれの論文のテーマが発表されている。

S. Wehle, M.
Nakao, 他約(1) 200名（Belle
実験グルー
プ）
B中間子におけるレプトン普遍性の破
れの兆候

12

15020

素粒子、
原子核、
宇宙線お
よび宇宙
物理に関
連する実
験

素粒子標準模型ではゲージボゾンとレプトンの結合はレプトンの種類によらず厳密に普遍であり、実験的にも裏付けられていた。しかしながら、近年、Belle実験、Babar実験、
LHCb実験がB中間子のDまたはD*中間子、レプトン(l)、ニュートリノ(ν)
への三体崩壊と KまたはK*中間子とレプトン対(l+l-)への三体崩壊の二種類の崩壊過程においてレプトン普遍性の破れの兆候を報告した。

SS

エキゾチック粒子の研究と多種のハ
ドロンの発見

13

15020

素粒子、
原子核、
宇宙線お
よび宇宙
物理に関
連する実
験

Belle実験では、エキゾチック粒子
X（3872）の発見以降、多くの新粒子の探索やエキゾチック粒子の詳細研究を続けており、X（3872）の性質を明らかにする新測定を行った。また、さらに他のエキゾチック粒子や新しいチャームバリオンを多数発見するなど、ハドロン物理の分野でも大きな成果を挙げた。

SS

報告されたのは兆候にとどまるものの、仮にレプトン普遍性が破れていたとしたら、標準模型を超える物理であり、世紀の大発見となる。Belle 実験はB→D(*)lν崩壊で世界で最も良い精度でレプトン普遍性の破れを検証し、またB→D(*)lν
崩壊とB→K(*)l+l-崩壊で世界で初めて角分布におけるレプト
ン普遍性の破れを検証した。これらの論文は非常に注目され世界的に引用され（Scopusで(1)139回、(2)208回、(3)177回）、関連分野における被引用回数の上位0.46％、0.20％、
0.38％にランクされて、様々な新物理模型が提案された。特にノーベル物理学賞を受賞したシェルドン・グラショウ博士
は、B中間子ではレプトンフレーバーも破れているのでは無い
かと、さらなる新物理の兆候を論文で展開しており、今後の素粒子実験においても極めて重要な研究テーマである。

Belle実験が2003年にエキゾチック粒子X（3872）を発見して以来、一連のエキゾチック粒子の詳細研究や探索を行ってきた。論文(1)のχc0（2P）の発見により、X（3872）が通常の中間子χc0（2P）だとする説は否定された。他にも、ボトムクォークを含む新しいエキゾチック粒子（論文(2)）や、Ωc
バリオンの仲間を多数発見した（論文(3)）。後者については、Belle実験の他の新測定などと合わせて、あまり知られていなかったチャームバリオンの世界を明らかにしてきた。この論文はすでに30回引用されている（Scopus）。論文(2)と論文(3)は関連分野における被引用回数の上位6.15％、5.63％にランクされた。2017年にX（3872）の発見を主導したSookyung
Choi博士が韓国のHo-Am科学賞を受賞するなど、Belle実験がこの分野を牽引している。

Measurementof the τ
S. Hirose, M.
LeptonNakao, 他約(2)
Polarization
200名 (Belleand R(D∗) in
実験グループ)
the Decay ¯B○→D∗τ−¯ντ

小区分
番号

小区分名

社
文
会
化
的
経
意
済
義
、

研究テーマ
及び
要旨【200字以内】

学
術
的
意
義

、

業
績
番
号

判断根拠（第三者による評価結果や客観的指標等）【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、
文化的意義」の双方の意義を有する場合は、800字以内】

共
重複して
同
選定した
利
研究業績
用
番号
等

代表的な研究成果・成果物【最大３つまで】

著者・発表者等

センサー用高集積化高機能化に関す
る開発研究

14

15020

素粒子、
原子核、
宇宙線お
よび宇宙
物理に関
連する実
験

素粒子原子核実験では、粒子ビー
ムの衝突により生成された放射線を計測する装置が必須であり、そこで使われている電子機器の多くは正確な動作の基準となる電気信号を作り出すための水晶発信器が組み込まれている。本研究では、従来比２倍以上の速さで起動する水晶発振回路を
線幅65nmのCMOSプロセスを用いて開
発した。

SS

SS

【学術的意義】
発信器の起動を画期的に速くするこの技術によって、回路の電源をこまめにOn/OFFできるようになると消費エネルギーを1/9に削減可能なので、この技術が、現在計画中の加速器プロ
ジェクト等の計測機器の間欠動作技術として採用されれば、装置の低消費電力化が劇的に進む。この研究により、2017年
IEEE A-SSCC Distinguished Design Awardを受賞した。Web掲載として、 EE times、Optronics Online、つくばサイエンス
ニュースで取り上げられた。また、電子情報通信学会総合大会CI-5やSSCS Kansai VLSIシンポジウム国内報告会にて招待講演を行っている。
【社会、経済、文化的意義】
この技術は、加速器プロジェクトに留まらず、Society5.0の鍵を握るIoT機器への応用が大きく期待できる。こまめな電源
ON/OFF動作を可能にすることで、IoT機器の大幅な電力削減効
果が期待できることから、爆発的普及のきっかけとなる可能性がある。「水晶発振回路の高速起動化で消費電力を大幅低減」というタイトルで新聞記事になった。この記事がきっかけとなり、東北大学発ベンチャー企業（株）Piezo Studioと産学連携共同開発が進んでいる。

量子色力学（QCD）の高温高密度相におけるハドロン原子核物理研究

15

15010

素粒子、
原子核、
宇宙線お
よび宇宙
物理に関
連する理
論

高温・高密度状態のハドロン物質の性質解明は、中性子星や重イオン
衝突、宇宙初期など様々な状況において重要な問題であるが、数値計算が困難なことで知られる。本研究では、１）格子QCD計算による高温相での軸性U(1)対称性の回復の実証、
２）高密度相での計算に必要な複素ランジュバン法の適用可能性条件の明確化、３）格子QCD計算とハドロン
共鳴ガス模型に基づく有限密度ハドロン物質の状態方程式の構築、を行った。

(1)については、2017年の格子場の理論国際会議において、この問題を集中的に討議するプレナリーセッション「Discussion session on axions and the chiral anomaly
at finite temperature」が設けられ、本研究グループの研究者が登壇者として招かれた。被引用件数は発表から２年あまりで50（inSPIREによる）を超えた。(2)については、これまでに４つの国際会議、２つの国内研究会で招待講演が行われた。また、2016年９月に開かれた日本物理学会秋季大会で招待講演を行った。また引用はすでに50件を超えている。(3)の研究は、2020年日本物理学会理論核物理領域：若手奨励賞（第21回核理論新人論文賞）を受賞した。

SS【学術的意義】
ILC計画は世界の素粒子物理学者が国際協力により実現を目指している250GeVヒッグスファクトリーである。国際協力で日本に建設するとの日本の高エネルギー物理学者会議による提案が国際将来加速器委員会により承認されており、文部科学省有識者会議、学術会議委員会の検討を踏まえた文部科学省の見解表明では「現時点では誘致の表明に至らないが、関心を持って国際的な意見交換を継続する」とされている。論文(1)はILCの物理に関する総合報告で、これらの検討への中心的な入力文書であり、国際的に高い評価を得て既に100回以上引用されている。また、論文(2)(3)はその中でもヒッグス結合定数の測定に関して有効場理論に基づく新しい解析方法を提案したもので国際的にも高く評価されており、既に(2)は57回、(3)は37回引用されている。論文(2)は関連分野における被引用回数の上位3.80％にランクされている。

国際リニアコライダー（ILC）による
物理の研究

16

15020

素粒子、
原子核、
宇宙線お
よび宇宙
物理に関
連する実
験

本研究は、国際協力による国内建設を目指している最高エネルギーの電子・陽電子リニアコライダーILCがヒッグス粒子の精密測定による電弱相転移の起源の解明や暗黒物質の発見を通じて切り拓く素粒子物理学の未来像を提示し、計画実現に供するものである。

SS

SS【社会、経済、文化的意義】
ILCはアジア初の大型国際研究機関、世界に誇る知の拠点となり、若者に夢と希望を与え、多分野における人材育成の拠点となることで、我が国、アジア、世界の加速器科学の振興、持続的発展の力となる等、文化的社会的意義も大きい。また、真理の探究という国家や宗教を超えたテーマに取り組む
国際研究所そのものが世界平和に貢献する。さらに、超伝導加速、高速制御、ビッグデータ解析、センサー等でのイノベーション発生の可能性が高く、CERNで開発されたWWWのように世界を一変する極めて大きな産業・経済的な価値を生じ得る。先端加速器科学技術推進協議会や自治体等と連携し開催したセミナー等には、のべ15万人が参加しており、2018年以降、新聞掲載150回以上、ネットニュース掲載280回以上、TV
報道10回以上、雑誌・書籍掲載20回以上のメディア露出があり、社会的インパクトの大きさを示している。

MasayaMiyahara,
Yukiya Endo,(1) Kenichi
Okada, andAkira
Matsuzawa

Abdel(3) Martinez
Alonso

17

15020

素粒子、
原子核、
宇宙線お
よび宇宙
物理に関
連する実
験

大強度ビームの取り扱いに必要不可欠な技術要素である「大電流間接水冷超耐放射線電磁石」を自主開発し、その周辺要素とともに「大強度ビームハンドリングシステム」を構築した。さらに、51kWのビーム強度において使用可能な２次粒子生成標
的システムを完成し、共同利用実験に安定にビームを供給することに成功した。世界最大級の大強度ビームを用いた施設運転並びに物理実験の実施を成功裏に実現した。

SS

高レート高放射線環境下で使用する
ATLAS検出器の研究

18

15020

素粒子、
原子核、
宇宙線お
よび宇宙
物理に関
連する実
験

ATLAS検出器は、毎秒20億回の頻度で発生する陽子陽子衝突事象を漏らさず観測し、その最内層は10の16乗個以上の中性子に相当する放射線被曝に曝される。本研究は、ATLAS検出器の高度化に向けた新型シリコンセンサー開発とATLAS検出器の実験中の振る舞いに関する研究である。

SS

大強度ビームを利用する実験施設のビームラインに用いられる電磁石などの要素機器は、超耐放射線性および万が一の故障時のための交換容易性を兼ね備えねばならない。J-PARCハ
ドロン実験施設のためにその技術開発を行ってきた。また２次粒子の生成標的は、加速器施設において実験を遂行するために必須である。生成標的に金を使用し、冷却と監視を行いながら陽子ビームを照射して、２次粒子を安定に実験に供するシステムを完成した。電磁石に関する世界最高水準の国際会議であるIEEE主催の第24回磁石技術国際会議において口頭発表に選ばれている。生成標的については、放射線に係わる
国際的な研究の総括を目的とした第13回放射線遮蔽国際会議
で報告を行った。ビームを標的に連続的に照射して利用する施設としては世界最高クラスの50kW超という厳しい環境下で安定して利用運転を続けているシステムは、世界で他に類を見ない。

論文(1)はATLAS検出器の高度化に向けたシリコンピクセルセンサー開発に関する成果をまとめたものであり、本研究によりバルクにp型、読み出しにn型を使うシリコンセンサーが世界で初めて実用化された。論文(2)と(3)はともにATLAS検出器の実験中の挙動を調べた研究成果で、被引用数はそれぞれ
182、230であり（SCOPUS）、関連分野における被引用回数の上位0.06％、0.12％にランクされている。本研究はATLAS実験
グループの物理成果対する基盤研究であり、物理成果に対する学術的意義と同等の価値を持つ。一方で、10の16乗個以上の中性子に相当する放射線を被曝しながら、曝毎秒20億回に達する陽子陽子衝突を逃さず観測する測定器は世界でも類を見ず、測定器技術の観点からも学術的意義が高い。そのため素粒子物理学会で最も権威ある国際会議の幾つかの招待講演として本研究の成果が発表されている。

発表雑誌・出版社
巻・号・会合等

A 64μsStart-Up
26/40MHzIEEE
CrystalSymposium on
Oscillator
with Negative VLSI
Circuits,
Resistance
Digest of
Boosting
Technical
Technique
PapersUsing
Reconfigurabl
e Multi-StageAmplifier

A high-speed
Abdel
DDFS MMIC
Martinez
with
Alonso,frequency,(2) Masaya
phase andMiyahara, andamplitude
Akira
modulations
Matsuzawain 65nm CMOS

頁

発行・発表年等

掲載論文のDOI（付与されている場合）

Volum Articleenumber2018- 8502281
June pp.115-116

2018

10.1109/VLSIC.2018.850228
12017 IEEE
Asian Solid- Volum
Statee
Circuits
2017- pp.181-184
Conference, Janua
A-SSCC 2017 - ry
Proceedings

201710.1109/ASSCC.2017.824024
6IEEE A-SSCC
IEEE Asian
2017
Solid-StateDistinguished Circuits
Design Award Conference

A. Tomiya, G. Evidence ofCossu, S.
effective
Aoki, H.
axial U(1)(1) Fukaya, S.
symmetry
Hashimoto, T. restoration
Kaneko, J.
at highNoakitemperature

2017

PhysicalReview D

Volum
Articlee 96,
numberIssue
0345093

201710.1103/PhysRevD.96.03450
9

Argument forjustificationof thecomplex
PhysicalLangevin
Review D
method andthe condition
for correctconvergence

Volum
Articlee 94,
numberIssue
11451511

2016

10.1103/PhysRevD.94.11451
5Equation ofstate atAkihikofiniteMonnai, Björn
Physical(3)
densities for
Schenke, Chun
Review C
QCD matter inShennuclearcollisions

Volume
Article100, number
Issue 024907
2

2019

10.1103/PhysRevC.100.0249
07

KeitaroNagata, Jun○ (2) Nishimura,
Shinji
Shimasaki(1)

K.Fujii,etal.

Physics Casefor the 250
GeV Stage of
the
arXiv
International
LinearCollider1710.07621 2017

T.Barklow,K.F Improved
ujii,S.Jung, Formalism for
Physical(2) R.Karl,J.List Precision
Review D,T.Ogawa,M.Pe Higgs
Coupling Fitsskin,J.Tian

Volum
Articlee 97,
numberIssue
0530035

2018

10.1103/PhysRevD.97.05300
3

ModelIndependent
T.Barklow,K.F Determination
ujii,S.Jung, of the Triple Physical(3)
Review D
M.Peskin,J.Ti Higgs
Coupling atan
e+eColliders

Volum
Articlee 97,
numberIssue
0530045

2018

10.1103/PhysRevD.97.05300
4

RadiationResistant
Magnets for
J-PARCIEEE
Volum
Transactions
Articlee 26,
on Applied
number
Issue
Superconducti
7378496
4
vity

2016

10.1109/TASC.2016.2516648

Developmentof LargeCurrent
H.Takahashi他 Indirectly(2)
20名
CooledRadiation○
Resistant
Magnets

IEEE
Volum
Transactions
Articlee 26,
on Applied
number
Issue
Superconducti
7378289
4
vity

2016

10.1109/TASC.2016.2516591

Volum Article
2017
e 153 number 07004

10.1051/epjconf/201715307
004

(1)

大強度高エネルギービームのハンド
リングについての研究

タイトル・表題等

K.H.Tanaka他
18名

Monitoring
System for
the Gold
Target by
Radiation(3) Muto R.他21名
Detectors in
HadronExperimental
Facility at
J-PARC

EPJ Web ofConferences

Development
Nuclearof n+ in p
Instruments
planar pixel
and Methods
sensors forin Physics
extremely
Research,high
Section A:
Volum(1) Y.Unno et al. radiation
pp.122-132
Accelerators, e 831
environments,
Spectrometers
designed to, Detectors
retain highandefficiency
Associatedafter
Equipment
irradiation

2016

10.1016/j.nima.2016.04.03
9

Performanceof the ATLASThe ATLAS(2)
Trigger
Collaboration
System in2015

European
PhysicalJournal C

Volume 77, Article
Issue number 317
5

2017

10.1140/epjc/s10052-0174852-3

Muon
reconstructon
performanceof the ATLAS
European
The ATLAS
detector in(3)
PhysicalCollaboration proton-proton
Journal C
collision
data atsqrt{s} = 13
TeV

Volum
e 76, Article
Issue number 292
5

2016

10.1140/epjc/s10052-0164120-y

小区分
番号

小区分名

社
文
会
化
的
経
意
済
義
、

研究テーマ
及び
要旨【200字以内】

学
術
的
意
義

、

業
績
番
号

判断根拠（第三者による評価結果や客観的指標等）【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、
文化的意義」の双方の意義を有する場合は、800字以内】

共
重複して
同
選定した
利
研究業績
用
番号
等

代表的な研究成果・成果物【最大３つまで】

著者・発表者等

小林益川行列のさらなる精密測定

19

15020

素粒子、
原子核、
宇宙線お
よび宇宙
物理に関
連する実
験

小林益川行列の行列要素間の関係をあらわすユニタリティ三角形の精
密測定は標準模型の検証と新物理の探索に重要な測定である。中性B中間子の２つのρ中間子への二体崩壊、
D0中間子とK*中間子への二体崩壊、D
中間子とレプトン(l)とニュートリノ(ν)への三体崩壊の新測定により、ユニタリティ三角形の測定精度を向
上した。

SS

ニュートリノ-原子核反応断面積の精
密研究

20

15020

素粒子、
原子核、
宇宙線お
よび宇宙
物理に関
連する実
験

ニュートリノと原子核の相互作用
は、ニュートリノビームを作る難しさからこれまで系統的に高精度で調べることができなかった。J-PARCで作られる大強度のニュートリノビー
ムを用い、軽い原子核について系統
的に、微分断面積などの測定を行っ
ている。

SS

Lepton number保存則破れの研究

21

15020

素粒子、
原子核、
宇宙線お
よび宇宙
物理に関
連する実
験

スイスポールシェラー研究所（PSI）にて行ったMEG実験によるμ→eγ実験の上限値を上回る感度での探索を行うことで新物理の可能性を探るためのMEGII実験を開始した。
J-PARC研究施設で推進されている
μ−e転換事象探索を世界最高感度で実現しようとするCOMET実験においては、専用のビームライン建設、検出器製作を進めながら実験に要求される高純度の陽子ビーム開発に成功した。

SS

Belle実験では、B中間子でのCP対称性の破れの発見により、
小林益川理論の正しさを証明したが、さらに標準理論の根本的要素である小林益川行列の行列要素間の関係をあらわすユ
ニタリティ三角形の精密測定により、新物理の探索が可能である。Belle 実験における新しい崩壊過程や解析手法を用いた測定により、ユニタリティ三角形の測定精度がさらに向上した。論文(1)は関連分野における被印用回数の上位4.72%にランクされた。ユニタリティ三角形の精密測定には世界中の実験が貢献しているところであるが、2017年にはBelle実験の代表だった髙﨑史彦博士が日本学士院賞を受賞したことからもわかるように、Belle実験の貢献は顕著である。

T2K実験において、前置ニュートリノ測定器を用いて炭素、酸素などの軽い原子核とニュートリノの散乱断面積、微分断面積を反応モード毎に系統的に測定した。これにより核内多核子相関についての新しい知見が得られつつあり、イベント
ジェネレータの高精度化に寄与している。またこの知見により、１GeVあたりのニュートリノのエネルギーを精度よく測定することが可能になる。その手法を取り入れることでニュートリノ振動測定の系統誤差の主たる要因（たとえば電子
ニュートリノの解析で全系統誤差8.8％に対し7.1％の寄与）が改善し、ニュートリノにおけるCPの破れの探索能力の向上に大きく寄与すると期待される。論文(1)～(3)を合わせた被引用数は80（Scopus）あり、被引用回数の上位８～15％にランクされている。また、2018年のニュートリノ国際会議での全体講演はじめとして多数の国際会議での関連講演を行っている。

μ→eγ崩壊、μ-e転換は素粒子の標準模型では完全に禁止されていながら多くの新しいモデルがその存在が予言しており新物理に対する感度が高い。以前のμ→eγ探索実験MEGの結果は既に400件近くの文献引用数、感度を向上したMEGII実験の設計計画書(1)は33件の引用と2,500件以上の論文ダウン
ロード数で世界的な注目度が高い。関連分野における被引用回数の上位0.46％にランクされている。μ-e転換事象を探索するCOMET実験では技術計画書を完成させ(2)実験感度を決定づける陽子ビームエクスティンクションファクターの実測方法を開発した（論文(3)）。これにより陽子ビームが世界最高水準の純度を有し実験の要請を満たしていることを確認し、反応確率感度10の-16乗以下を実現できる確証が高めた。論文(2)、(3)は合わせて13件の引用が行われており関連した国際会議での発表は20件以上行われている。

日仏２国間事業による理論研究プロ
ジェクト

22

15010

素粒子、
原子核、
宇宙線お
よび宇宙
物理に関
連する理
論

日仏２国間事業として、理論と宇宙現象との整合性から素粒子物理の新理論を検証するプロジェクトを仏のアネシー理論物理学研究所と共に進め、次の顕著な成果が得られた。
１）初期宇宙において従来のシナリ
オが大幅に変更され、QCD相転移が電弱相転移を引き起こす可能性の指摘、２）宇宙マイクロ波背景放射の偏光観測により原始ブラックホールのダークマター説を棄却。両者とも、将来の重力波実験での検証可能
性を提案。

SS

23

15020

素粒子、
原子核、
宇宙線お
よび宇宙
物理に関
連する実
験

発表雑誌・出版社
巻・号
・会合等

頁

発行・発表年等

掲載論文のDOI（付与されている場合）

Measurementof the decay
B→Dlνl in
fully
R.Glattauer, reconstructed
M. Nakao 他約 events andPhysical(1) 200名（Belle determination
Review Dof the
実験グルー
Cabibboプ）
KobayashiMaskawa
matrixelement |Vcb|

Volum
Articlee 93,
numberIssue
0320063

2016

10.1103/PhysRevD.93.03200
6

Study of B0→
P.Vanhoefer, ρ+ρ- decays
M.Nakao 他約 andPhysical(2)200名 (Belle implications Review D
実験グループ) for the CKM
angle φ2

Volum
Articlee 93,
numberIssue
0320103

2016

10.1103/PhysRevD.93.03201
0First modelindependent
K.Negishi, M. Dalitz
Nakao 他約200 analysis of(3)
名（Belle実験 B0→DK*0, D→
グループ）
KS0π +π decay

Volume
Article2016, number
Issue 043C01
4

2016

10.1093/ptep/ptw030

Measurementof doubledifferential
muon neutrino
chargedcurrent
Physical
T2K実験グルー(1)
interactions
Review Dプ
on C8 H8
without pions
in the final
state using
the T2K offaxis beam

Volum
Articlee 93,
numberIssue
11201211

2016

10.1103/PhysRevD.93.11201
2First
measurementof the muon○
neutrino
charged
Physical
T2K実験グルー current(2)
Review Dプ
single pion
production
cross section
on water with
the T2K neardetector

Volum
Articlee 95,
numberIssue
0120101

201710.1103/PhysRevD.95.01201
0

Measurementof Coherentπ+Physical
T2K実験グルー Production in(3)
Reviewプ
Low Energy
Letters
NeutrinoCarbon
ScatteringVolumeArticle117, number
Issue 192501
19

2016

10.1103/PhysRevLett.117.1
92501

A．M.
Baldini, S.
Mihara, H.
The design of European(1) Nishiguchi 他 the MEG II
Physical
約70名（MEG
experiment
Journal C
II実験グループ）

Volume 78, Article
Issue number 380
5

2018

10.1140/epjc/s10052-0185845-6

in press

2018

10.1093/ptep/ptz125

4372-4375

2019

10.18429/JACoW-IPAC2019FRXXPLS2○

Progress ofTheoreticalandExperimental
Physics

Y. Fukao, Y.
Y. Igarashi,
S. Mihara, M.
Moritsu, R.
COMET Phase-I
Murayama, H.
Prog. Theor.
(2)
Technical
Nishiguchi,Exp. Phys
Design Report
K. Ueno 他
COMET○
Collaboration（約200名）H.
Extinction
Nishiguchi,
Measurement
Y. Fukao, Y.
of J-PARC MR
Hashimoto, Y.
with 8GeV
Igarashi, S.
Proton Beam
Mihara, M.
for the New(3) Moritsu, R.
Muon-toMuto, M.
Electron
Tomizawa, K.
Conversion
Ueno, Y.
SearchFujii, P.
Experiment Sarin, F.
COMET
Tamura

JACoW
Publishing,
IPAC2019

QCDElectroweak
Satoshi Iso,First-Order
PhysicalPasquale D.
(1)
Phase
Review
Serpico,Transition in Letters
Kengo Shimadaa Supercooled
Universe

Volume
Article119, number
Issue 141301
14

2017

10.1103/PhysRevLett.119.1
41301

CMB bounds on
V. Poulin, P.
diskD. Serpico,accretingPhysical(2) F. Calore, S.
massive
Review D
Clesse and K.
primordial
Kohri
black holes

Volum
Articlee 96,
numberIssue
0835248

201710.1103/PhysRevD.96.08352
4(3)

素粒子データブック
過去数十年にわたって蓄積された素粒子実験のデータを、研究者らが使いやすいようにまとめたレビューとデータベースを定期的に更新した。個別のクォーク、レプトン、ハドロン等について、その質量や寿命、崩壊、反応などについて、過去の多くの実験データにもとづく平均値が与えられている。世界中の数百名の研究者による共同作業の結果であり、素粒子分野の研究者の標準的な参照資料になっている。

プロジェクト１の成果は、新たなHiggs模型に基づくことで、初期宇宙シナリオの大幅変更の可能性を指摘したことである。この研究はPhysical Review Letters誌に掲載され、この研究により嶼田健悟氏がTYL Young Investigator Award 2018を受賞した。この論文はすでに35件の引用（inSPIREによる）がある。関連分野における被引用回数の上位9.76％にランクされている。プロジェクト２は、宇宙マイクロ波背景放射（CMB）の偏光観測により、太陽質量の１倍から100万倍までの原始ブラックホール (PBH)のダークマター説を棄却したことである。この論文は発表後約２年の間にすでに約100回引用（inSPIRE）されるなど、大きく注目されている。関連分野における被引用回数の上位0.87％にランクされている。

タイトル・表題等SS

素粒子実験であらわれる粒子は、それぞれ固有の質量、寿命などの性質をもち、その測定結果は人類共通の科学的知見である。それらを研究者らが簡便に共有できるよう、実験間の平均値をまとめる作業が継続的に行われている。その結果はレビューという形で２年に１度出版され、ウェブ版は１年に１度更新される。素粒子分野の標準的な情報リソースとして参照されており、各号は数千回引用されている。2016年版は関連分野における被引用回数の上位0.01％に、2018年版も0.31％にランクされている。素粒子に携わる全ての研究者および学生の標準的な教科書としても使われており、教育的価値も高い。KEKは、この取り組みに参加し、レビューへの参加、必要経費の分担、国内への配布、ウェブ・ミラー版の運用を担当している。

Particle Data
Group (M.
Review of
Tanabashi(1)
Particle(Nagoya U. &Physics
KMI, Nagoya)
et al.)

PhysicalReview D

Volum
Articlee 98,
numberIssue
0300013

2018

10.1103/PhysRevD.98.03000
1

Particle Data
Group (C.
Patrignani
Review of(2) (Bologna U. & Particle
INFN,
Physics
Bologna) etal.).

ChinesePhysics C

Volum
Articlee 40,
numberIssue
10000110

2016

10.1088/16741137/40/10/100001(3)研究業績説明書
法人番号

89

法人名

高エネルギー加速器研究機構

学部・研究科等番号2

学部・研究科等名 物質構造科学研究所

49 〔人〕

専任教員数提出できる研究業績数
の上限

10
9.8

〔件〕
0

１．学部・研究科等の目的に沿った研究業績の選定の判断基準【400字以内】
加速器は、物質科学及び生命科学研究に広く利用されている。本研究所では、大型加速器から得られる、放射光、中性子、ミュオン、低速陽電子の複合的な量子ビームをプローブとする物質科学及び生命科学の実験研究を中心的ミッションとしている。こうしたミッションを念頭に、大型量子ビーム施設の能力を最大限活かした装置を利用した研究成果を中心に選定した。特に、大学共同利用機関の役割として、これらの特徴ある装置群を国内外の学界を中心に広く解放した共同利用を長期にわたって推進している。このような特性を持つ研究所が創出している研究業績を正しく評価するには、研究所内の研究者による研究や共同研究のみならず、国内外の優れた研究者・研究グループによる、特定の研究分野に能力を発揮できる装置を活用した成果を含めることが欠かせないため、その観点から共著ではない注目研究も積極的に抽出した。

２．選定した研究業績

小区分
番号

小区分名

社
文
会
化
的
経
意
済
義
、

研究テーマ
及び
要旨【200字以内】

学
術
的
意
義

、

業
績
番
号

判断根拠（第三者による評価結果や客観的指標等）【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、
文化的意義」の双方の意義を有する場合は、800字以内】

共
重複して
同
選定した
利
研究業績
用
番号
等

代表的な研究成果・成果物【最大３つまで】

著者・発表者等

材料科学：リチウムイオン、ナトリ
ウムイオン電池の研究

1

36020

リチウムイオン電池は劣化、発火性、低い充電効率などの課題があり、その課題を克服する次世代蓄電エネル
池の開発研究が進んでいる。ここでギー関連
は物質構造科学研究所におけるPF放化学
射光X線吸収分光及びJ-PARC蓄電池研
究専用中性子プローブ等を利活用して、産学連携による全固体電池を含むリチウムイオン電池およびナトリ
ウムイオン電池に関する共同利用の成果をまとめた。

SS【社会、経済、文化的意義】
全固体電池の論文(1)は、東京工業大学、トヨタ自動車、物質構造科学研究所の共同研究の成果であるが、リチウムイオンの伝導率がこれまでの２倍という過去最高の性能を誇る固体
電解質の発見によって実現した。全固体電池は、次世代の自動車開発、スマートグリッド拡大などにつながる有力な蓄電デバイスとして期待されており、全世界的にも全固体電池開発の主導権争いで競争が激化している。トヨタ自動車は、
2020年代の前半には実際の製品に全固体電池を搭載する計画と報道されている。また、論文(1)(2)のリチウムイオン電池の高性能化、他のイオン電池の開発も含めて、次世代の二次電池への貢献は社会的意義が高いと判断した。

軟X線コヒーレント回折法の開発と磁気渦（磁気スキルミオン）を形成す
る新たな磁性材料への応用

2

13030

この共同研究では、スピンがナノス
ケールで渦を形成する、スキルミオンと呼ばれる磁気渦構造に着目し、磁性、超物質構造科学研究所放射光実験施設
伝導およPFにおける特徴ある軟X線散乱及びナび強相関ノスケール顕微ビームラインを活か系関連
して磁気渦の内部構造を明らかにするとともに、新たな手法開発によってスキルミオンの配列の初観測に成功した研究成果をまとめた。スキル
ミオンは新たなスピントロニクス材
料として注目されており、デバイス
応用への展開が期待される。

Ｓ

二次元エレクトライド物質における電子物性とアンモニア合成触媒機能に関する研究326020

元素戦略プロジェクトによる本共同研究では、電子が二次元的に自由に運動できる新たな物質である、二次
無機材料
元エレクトライドに着目し、国際的および物に見てユニークな物質構造科学研究性関連
所放射光実験施設PF、中性子施設、ミュオン施設を併用したマルチプ
ローブ研究によって、その特異な電子状態やスピン状態を検証するとともに、この物質を新たな触媒として応用し、その動作機構を明らかにしている。

Ｓ【学術的意義】(1)は、次世代イオン電池として注目されている全固体リチウ
ムイオン電池に関する東京工業大学の菅野了次教授、トヨタ自動車の加藤祐樹博士、物質構造科学研究所の米村雅雄特別准教授らの産学連携によるもので、J-PARCの中性子施設を共同利用した研究成果である。この論文の被引用回数は434回（2019年７月時点）であり、材料科学分野の論文で被引用回数の上位0.01％という高順位にランクされており、極めて注
目度が高い。
(2)と(3)は、東京理科大学の駒場慎一教授の研究グループによる共同利用の成果であり、J-PARCの中性子回折、PFのX線吸収分光を活用している。(2)は、ナトリウムイオン電池の動作原理に関する研究である。この論文の被引用回数は55回（2020年３月時点）であり、材料科学分野の論文で被引用回数の上位3.56％にランクされている。(3)はリチウムイオン電池電極における酸素イオンを用いた酸化還元反応メカニズムに関する研究である。この論文の被引用回数は103回（2020年
３月時点）であり、材料科学分野の論文で被引用回数の上位
1.36％にランクされている。

SS

東京大学の十倉好紀教授の研究グループと物質構造科学研究
所の研究グループによる緊密な共同研究によって新たな現象である磁気渦構造スキルミオンを独自の斬新な手法で世界で初めて実空間観察した点で優れた業績と判断した。
特に(1)では、「磁気フラストレーション」に着目することで従来のスキルミオン材料の定説を覆す新たな物質を開発し、そのスピン構造をX線を用いて決定した。2019年８月末にScienceに掲載されて以降、被引用数８回（2020年３月時点）を数える。
(2)(3)では、PFの特長である軟X線領域における高いコヒーレ
ントフラックスを活かしたコヒーレントイメージング法によってスキルミオンの配列を温度変化も含めて実空間観察す
ることに初めて成功した。これらの研究における新手法開発の部分に限っても、国内７件（日本結晶学会2018年度年会（2018年11月）、顕微ナノ・表面科学・SPM合同シンポジウム（2019年３月）他）、国際１件（国際ワークショップ『IMR＋MAX IV』（2020年１月））の依頼・招待講演を行っている。

東京工業大学の細野秀雄教授の研究グループと物質構造科学
研究所の研究グループによる一連のエレクトライド物質に関する緊密な共同研究の成果であり、他では不可能なマルチプ
ローブ研究によって新しい概念の物質系の実在性を証明した
点で卓越した業績と判断した。
特に(1)では、貴金属を使わずアンモニア合成触媒となる新物質として、電子が陰イオン（アニオン）として働く電子化物（エレクトライド）のコンセプトを拡張することでLaCoSiを発見し、その反応機構を提唱した。被引用回数は44回（2020年3月時点）であり、材料科学分野の論文で被引用回数の上位
1.92％にランクされている。令和元年６月６日の毎日新聞の朝刊をはじめとする新聞各紙に取り上げられた。
(2)では、放射光角度分解光電子分光によるバンド構造の直接観測により、Y2Cが二次元エレクトライド物質であることを直接的に証明した。
(3)では、Y2Cが二次元エレクトライドとして理解されるにもかかわらず、理論的に予想されたストーナー強磁性を示さな
いこと、さらにその原因がYの4d軌道における大きなオンサイ
トクーロン相互作用にある可能性をミュオンスピン共鳴法により明らかにした。

Kato, Y;
Hori, S;
Saito, T;
Suzuki, K;(1) Hirayama, M;
Mitsui, A;
Yonemura, M;
Iba, H;
Kanno, R

タイトル・表題等

発表雑誌・出版社
・会合等

High-power
all-solidstate
Nagure Energy
batteries
using sulfide
superionic
conductors

Understanding
theStructural
Kubota, K;
Evolution andAsari, T;
Advanced
Redox
Yoshida, H;(2) Yaabuuchi, N; Mechanism of Functional
Materials
a NaFeO2Shiiba, H;
Nakayama, M; NaCoO2 Solid○
Solution for
Komaba, S
Sodium-Ion
Batteries

巻・号頁

発行・発表年等

掲載論文のDOI（付与されている場合）

Volum
e 1, Article
2016
Issue number 16030
410.1038/nenergy.2016.30

Volum
e 26,
pp.6047-6059 2016
Issue
33

10.1002/adfm.201601292

Yabuuchi, N;
Nakayama, M;
Takeuchi, M; Origin of
Komaba, S;
stabilization
Hashimoto, Y; andMukai, T;
destabilizati
Volum Article
Shiiba, H;
on in solid- Nature(3)
2016
Communications e 7
number 13814
Sato, K;
state redox
Kobayashi, Y; reaction of
Nakao, A;oxide ions
Yonemura, M; for lithiumYamanaka, K; ion batteries
Mitsuhara, K;
Ohta, T

10.1038/ncomms13814

Kurumaji1,T;
Skyrmion
Nakajima1,T;
lattice with
Hirschberger1
a giant,M;
topological
Kikkawa1,A;
Hall effect(1) Yamasaki,Y;in a
Sagayama,H;frustrated
Nakao,H;
triangularTaguchi,Y;lattice
Arima,T;magnetTokura,Y

10.1126/science.aau0968

Ukleev,V;
Yuichi
Yamasaki,Y;Morikawa,D;(2) Kanazawa,N;○Okamura,Y;
Nakao,H;
Tokura, Y;
Arima,T

Science

Coherent
Resonant Soft
X-ray
Quantum beam
Scatteringscience
Study of
Magnetic
Textures in
FeGe

Volum
e
365, pp.914-918
Issue
6456

Volum
e 2,
Issue
1

2019

3 201810.3390/qubs2010003

Ukleev,V;
Yamasaki,Y;ElementMorikawa,D;
specific soft
Karube,K;
x-ray
Shibata,K;
spectroscopy,
Tokunaga,Y;scattering,
Physical(3) Okamura,Y;and imaging
Review B
Amemiya,K;studies ofValvidares,M; the skyrmionhosting
Nakao,H;
compoundTaguchi,Y;
Co8Zn8Mn4
Tokura,Y;
Arima,T

Volum
Articlee 99,
numberIssue
14440814

201910.1103/PhysRevB.99.14440
8

Gong, YT; Wu,
JZ; Kitano,
M; Wang, JJ;
Ternary
Ye, TN; Li,intermetallic
J; Kobayashi,
Nature
LaCoSi as a(1) Y; Kishida,catalyst for Catalysis
K; Abe, H;
N-2
Niwa, Y;activation
Yang, HS;
Tada, T;
Hosono, H

Volum
e 1,
pp.178-185
Issue
3

2018

10.1038/s41929-017-0022-0

Horiba,K;Yukawa, R;
Mitsuhashi,
Semimetallic
T;bands derived
Kitamura,M;
fromInoshita,T;interlayer
Physical
Hamada,N;(2)electrons in
Review B
Otani,S;
the quasiOhashi,N;two○
Maki,S;
dimensional
Yamaura,J;
electride Y2C
Hosono,H;
Murakami,Y;
Kumigashira,H

Volum
Articlee 96,
numberIssue
0451014

201710.1103/PhysRevB.96.04510
1

Hiraishi, M;
K. M.
Kojima,K.M.;
Yamauchi, I;
Okabe,H;Electronic
Takeshita,S; correlationin the quasi- PhysicalKoda, A;
(3)
Review B
twoKadono, R;
dimensional
Zhang, X;
Matsuishi, S; electride Y2C
Hosono,H;
Hirata, K;
Otani, S;
Ohashi,N

Volum
Articlee 98,
numberIssue
0411044

2018

10.1103/PhysRevB.98.04110
4

小区分
番号

小区分名

社
文
会
化
的
経
意
済
義
、

研究テーマ
及び
要旨【200字以内】

学
術
的
意
義

、

業
績
番
号

判断根拠（第三者による評価結果や客観的指標等）【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、
文化的意義」の双方の意義を有する場合は、800字以内】

共
重複して
同
選定した
利
研究業績
用
番号
等

代表的な研究成果・成果物【最大３つまで】

著者・発表者等

材料科学：分子性結晶薄膜のデバイス化を目指した構造研究

4

35030

本研究は、近年実用化を目指して精力的に研究が進められている有機エ
レクトロニクスデバイスの材料開発に焦点をあてた研究であり、物質構
有機機能 造科学研究所放射光実験施設PFにお材料関連 いて有機デバイス研究に適したビー
ムライン群での共同研究の成果である。有機半導体あるいは有機強誘電体のバルク結晶の構造と物性の相関を明らかにし、新たな物質開拓のための知見を得るとともに、高品質薄膜を作製し、デバイスの性能と構造の関係について明らかにしている。

Ｓ

生命科学：生体高分子の構造決定法
の開発

5

43020

生体高分子の構造決定の多くはX線結晶構造解析でなされてきた。これまでは、重原子をタンパク質に導入して位相問題を解決してきたが、比較
構造生物的軽い硫黄を用いての位相決定法
化学関連（Native SAD法）を物質構造科学研
究所では重点課題として追求してきた。本研究では、高い測定精度の必要なNative SAD法の確立を目指し、
ビームラインや測定法の最適化を図ると共に、国際共同研究も行う事でNative SAD法を確立した。

SS

積層薄膜表面構造を高精度に決定・評価するなどの新たな研究展開であり、被引用度からも優れた論文と判断した。
(1)では、高移動度を有する有機半導体材料が得やすいBTBT骨格をもつ分子のうち、非対称なアルキル置換基をもつ分子種に注目し、アルキル基の長さの違いによる構造の違いや、熱的安定性の違いを調べた。被引用回数は38回（2020年3月時点）で、材料科学分野の論文で被引用回数の上位4.98％である。
(2)では、６インチサイズのシリコンウエハー全面に、溶液プ
ロセスにおいて有機半導体２分子層の薄膜を形成した。放射光X線を用いた薄膜回折実験により、分子の積層様式を決定し、大面積に渡って均一な単結晶ドメインであることが明らかになった。材料科学分野の論文で被引用回数の上位8.71％
である。
(3)では、有機半導体薄膜において、溶液プロセスにおいて形成した薄膜の分子積層数の制御を行っている。非対称置換様式をもつBTBT誘導体(Ph-BTBT-C10)は、二分子からなるユニッ
トが積層した結晶構造をもつ。このユニットの数を１から15まで制御して異なる膜厚をもつ薄膜の作製を行い、これを用いた有機薄膜トランジスタにおいて、層数の違いによりキャリアの注入効率が異なることを明らかにした。

(1)は、Native SAD法の測定指針を与えるための国際共同研究の成果で、被引用回数18回、結晶学分野の論文で上位7.62％である。(2)は、Native SAD法の検証論文で、物質構造科学研究所がMOUを交わしているスイスのPSI/SLSとの共同研究であり、放射光実験施設PFのNative SAD用のビームラインBL-1Aと結晶整形装置を利用したものである。この論文は生物学分野の注目論文としてFaculty1000に取り上げられた。論文の元になっているBL-1Aと結晶整形装置を組み合わせた測定技術は、
2019年度の米国結晶学会のワークショップの１つでも広く取り上げられ、BL-1Aは国際的にもNative SAD法のメッカとして認知されたことで卓越した業績と判断した。このように海外の研究者からも注目された結果、国際共同利用によって構造決定にNative SAD法が用いられた例の一つとして(3)を示し
た。

○

6

43020

転写と複製は生命現象の基本過程であり、長年ライフサイエンスの中心的な課題として研究されてきた。近年ではバクテリアより複雑な真核生
構造生物
物の細胞内過程が盛んに研究されて化学関連いる。本研究テーマでは、物質構造科学研究所放射光実験施設PFにおける構造生物学専用結晶構造解析ビー
ムライン群を用いて構造解析が行われ、転写と複製の分子論的なメカニズムに迫る新しい知見を与えることに成功した。

SS

一つの柱として転写と複製の分子論的なメカニズムというラ
イフサイエンスの中心的な課題に関する研究を国内外の複数の共同利用によって推進しており、被引用度からも卓越した業績を創出していると判断した。
(1)は、真核生物の転写伸長複合体の結晶構造解析の研究成果である。この論文の被引用回数は47回（2020年3月時点）であり、生化学・分子生物学分野の論文で被引用回数の上位
1.79％にランクしている。
(2)は、細胞分裂に際してクロマチン構造を２つに分離する際の基本分子SMCの構造解析の研究成果である。この論文の被引用回数は35回（2020年3月時点）であり、生化学・分子生物学分野の論文で被引用回数の上位3.00％にランクしている。
(3)は、主要なエピジェネティック情報であるDNAのメチル化
がDNA複製の際にどのように伝達されるのかというエピジェネ
ティック情報伝達の謎に迫る構造解析である。この論文の被引用回数は27回（2020年3月時点）であり、生化学・分子生物学分野の論文で被引用回数の上位4.72％にランクしている。

発表雑誌・出版社
・会合等

巻・号

頁

発行・発表年等

掲載論文のDOI（付与されている場合）

Minemawari,
H; Tanaka,
M.;Tsuzuki,
S;Inoue, S;(1)Yamada, T;
Kumai, R;
Shimoi, Y;
Hasegawa, T

Enhanced
LayeredHerringbone
Packing due
to Long Alkyl
Chemistry of
Chain
Substitution Materials
in SolutionProcessable
Organic
Semiconductor
s

Volum
e 29,
pp.1245-1254 2017Issue
3

10.1021/acs.chemmater.6b0
4628

Arai,
S;Inoue, S;(2) Hamai,
T;Kumai, R;
Hasegawa, T

Semiconductiv
e singlemolecular
Advancedbilayers
Materials
realizedusinggeometricalfrustration

Volum
Articlee 30,
numberIssue
170725623

2018

10.1002/adma.201707256

Tunneling andHamai,T;Arai, Origin of
Volum
Large Access
S; Hiromi
Articlee 8,
Resistance in Physical
Minemawari,(3)
numberReview Applied Issue
LayeredH;Inoue,
054011
5
Crystal
S;Kumai,
R;Hasegawa, T Organic
Transistors

201710.1103/PhysRevApplied.8.
054011On theLiebschner D, influence of Acta
Volumcrystal size Crystallograph
Yamada Y,
e 72,(1) Matsugaki N, andpp.728-741
ica Section D:
Issue
wavelength on Structural
Senda M.
6
Biologynative SAD
Senda T.
phasing.

2016

10.1107/S2059798316005349

Volum
pp.373-386
e 6

2019

10.1107/S2052252519002756

Functional
Ray-Gallet D, activity of
Ricketts MD, the H3.3
Volum
Sato Y, Gupta histone
e 9, Article
NatureK, Boyarchuk chaperone(3)complex HIRA Communications Issue number 3103
E, Senda T,
1requiresMarmorstein
trimerization
R, Almouzniof the HIRAG.
subunit.

201810.1038/s41467-018-05581y201710.1126/science.aan8552

DieboldDurand, ML;
Lee, H;
Structure of
Avila, LBR;
Noh, H; Shin, Full-Length
Volum
SMC and
HC; Im, H;
e 67, pp.334Rearrangement
Bock, FP;
(2)
Molecular Cell
Issue 347.e5s Required
Burmann, F;
2
forDurand, A;
Chromosome
Basfeld, A;
Organization
Ham, S;Basquin, J;
Oh, BH;
Gruber, S

2017

10.1016/j.molcel.2017.06.
010

Ishiyama, S;
Nishiyama, A;
Saeki, Y;
Moritsugu, K;
Morimoto, D;
Structureof
Yamaguchi, L;
the Dnmt1
Arai, N;
Reader Module
Matsumura, R;
Complexed
Kawakami, T;with a Unique
Volum
Mishima, Y;
Two-Monoe 68, pp.350Hojo, H;(3)
Molecular Cell
Ubiquitin
Issue 360.e7
Shimamura, S;
Mark on2
Ishikawa, F;
Histone H3
Tajima, S;
Reveals the
Tanaka, K;
Basis for DNA
Ariyoshi, M;
Methylation
Shirakawa, M;
Maintenance
Ikeguchi, M;
Kidera, A;
Suetake, I;
Arita, K;
Nakanishi, M

2017

10.1016/j.molcel.2017.09.
037

Basu S,
Olieric V,
Leonarski F,
Matsugaki N,
Kawano Y,
LongTakashi T,
wavelength
Huang CY,
native-SAD
Yamada Y,(2)
IUCrJ
phasing:
Vera L,
opportunities○
Olieric N,
andBasquin J,
challenges
Wojdyla JA,
Bunk O,
Diederichs K,
Yamamoto M,
Wang M.

Ehara, H;
Yokoyama, T;
Shigematsu,(1)
H; Yokoyama,
S; Shirouzu,
M; Sekine, S

生命科学：転写とクロマチンに関する構造生物学研究

タイトル・表題等

Structure of
the complete
elongation
complex of
ScienceRNA
polymerase II
with basal
factorsVolume357, pp.921-924
Issue
6354

○

小区分
番号

小区分名

社
文
会
化
的
経
意
済
義
、

研究テーマ
及び
要旨【200字以内】

学
術
的
意
義

、

業
績
番
号

判断根拠（第三者による評価結果や客観的指標等）【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、
文化的意義」の双方の意義を有する場合は、800字以内】

共
重複して
同
選定した
利
研究業績
用
番号
等

代表的な研究成果・成果物【最大３つまで】

著者・発表者等

タイトル・表題等

発表雑誌・出版社
・会合等

Structure ofphotosyntheti
Yu, LJ; Suga,c LH1-RC
M; Wang(1)supercomplex Nature
Otomo, ZY;
at 1.9Shen, JRangstrom
resolution

生命科学：植物機能に関する構造生
物学研究

7

43020

植物の光合成は、自然界で光エネル
ギーを化学エネルギーに変換する最も重要なプロセスであり、その分子機構の解明は光合成研究における中構造生物 心的な課題となっている。本研究
化学関連 テーマでは、物質構造科学研究所放射光実験施設PFにおける構造生物学
専用結晶構造解析ビームライン群を用いて、光合成関連の蛋白質の構造決定がなされた。また近年研究が急速に進んでいる植物ホルモン関係の新規受容体の構造解析にも成功し、大きな注目を集めている。

SS

一つの柱として植物の光合成の分子機構の解明及び植物ホル
モン関係の新規受容体の構造解析を国内外の複数の共同利用によって推進しており、被引用度からも卓越した業績を創出していると判断した。
(1)では、光合成において中心的役割をはたす光合成細菌由来のLH1-RCの複合体構造の決定に成功した。この論文の被引用
回数は20回（2020年3月時点）であり、生化学・分子生物学分野の論文で被引用回数の上位3.06％にランクしている。
(2)では、植物プランクトン由来のアンテナ蛋白質の構造などの決定がなされた。この論文は2019年発表ながら、被引用回
数は15回（2020年3月時点）であり、生化学・分子生物学分野の論文で被引用回数の上位0.61％にランクしている。
(3)では、近年研究が急速に進んでいる植物ホルモン関係の新規受容体の構造解析に成功した。この論文の被引用回数は124
回（2020年3月時点）であり、植物学分野で上位0.07％にランクしており、極めて注目度が高い研究成果である。

Wang, WD; Yu,
LJ; Xu, CZ;
Structural
Tomizaki, T;
basis forZhao, SH;blue-green
Umena, Y;
light(2) Chen, XB;
harvesting
Qin, XC; Xin,and energy
YY; Suga, M;
dissipation
Han, GY;
in diatoms
Kuang, TY;
Shen, JR○Yao, RF;
Ming, ZH;
Yan, LM; Li,
SH; Wang, F;
Ma, S; Yu,
CT; Yang, M;
Chen, L;
Chen, LH; Li, DWARF14 is a
non-canonical
YW; Yan, C;(3) Miao, D; Sun, hormone
NatureZY; Yan, JB; receptor for
strigolactone
Sun, YN;
Wang, L; Chu,
JF; Fan, SL;
He, W; Deng,
HT; Nan, FJ;
Li, JY; Rao,
ZH; Lou, ZY;
Xie, DX

生命科学：代謝に関する構造生物学
研究

8

43020

近年、細胞内ネットワークの解明が進むとともに、代謝物の網羅的な解析も可能になってきたこと、さらに構造生物
疾病との関係から代謝研究が注目を化学関連集めている。本研究テーマでは、物質構造科学研究所放射光実験施設PFにおける構造生物学専用構造解析
ビームライン群を用いて、代謝に関わるタンパク質について一連の構造生物学研究が行われた。

SS

生命科学：創薬関連の構造生物学研
究

9

47010

近年、創薬等支援技術基盤プラット
フォーム（PDIS）や創薬等先端技術
薬系化学 支援基盤プラットフォーム（BINDS）
および創 などの国家プロジェクトの影響もあ
薬科学関 り、アカデミア創薬の動きが活発化している。
連物質構造科学研究所放射光実験施設
PFにおいてもアカデミア発の創薬研究が多数行われており、その結果、重要な薬剤標的に対する阻害剤開発
で多くの研究成果を挙げている。

SS

一つの柱として薬剤標的に対する阻害剤開発に関わる研究を
国内外の複数の共同利用によって推進しており、被引用度からも卓越した業績を創出していると判断した。
(1)は、近年注目を集めている抗体医薬の新しい可能性を追求するためのペプチド化学修飾抗体の基礎的研究である。生化
学・分子生物学分野の論文で被引用回数（2020年3月時点）の上位5.62％にランクしている。
(2)は、概日リズムの制御に重要な役割をはたすCK2の阻害剤探索を実施した研究成果である。生化学・分子生物学分野の論文で被引用回数（2020年3月時点）の上位1.69％にランクしている。
(3)は、ストレスや炎症シグナルに関係するJNKパスウェイにあるMKK7の最初の阻害剤探索を行った研究成果である。生化
学・分子生物学分野の論文で被引用回数（2019年12月時点）の上位1.13％にランクしている。

頁

Volum
e
556, pp.209-213
Issue
7700

Volum
e
363,
Issue
6427

発行・発表年等

掲載論文のDOI（付与されている場合）

2018

10.1038/s41586-018-0002-9

8 201910.1126/science.aav0365

Volume536, pp.469-473
Issue
7617

2106

10.1038/nature19073

Volum
e 9, Article
NatureCommunications Issue number 550
1

2018

10.1038/s41467-018-030666

Osawa, T;
Atg2 mediates
Kotani, T;
direct lipid
Volum
NatureKawaoka, T;transfer
Structural and e 26,
Hirata, E;(2)
pp.281-288
betweenIssue
Molecular
Suzuki, K;
membranes for
4
Biology
Nakatogawa,
autophagosome
H; Ohsumi, Y;
formation
Noda, NN○2019

10.1038/s41594-019-0203-4

Structural
basis foramino acid
Jungnickel,
KEJ; Parker, transport by(1)
JL; Newstead, the CAT
family ofS
SLC7transporters
一つの柱として代謝やオートファジーに関わるタンパク質の構造生物学的研究を国内外の複数の共同利用によって推進しており、被引用度からも卓越した業績を創出していると判断した。
(1)は、エネルギー代謝の重要因位であるmTORCの活性制御因
子として知られるアルギニンのトランスポータの構造解析である。被引用回数は18回（2020年3月時点）であり、生化学・分子生物学分野の論文で被引用回数の上位3.74％である。
(2)は、蛋白質や細胞内小器官の分解を担うオートファジー関
連因子のAtg2の構造解析である。2016年に大隅博士のノーベ
ル賞受賞対象となったオートファジー関連蛋白質の構造解析
研究の多くがPFを利用した共同研究の成果であり、この論文は2019年出版ながら、被引用回数は17回（2020年3月時点）であり、生化学・分子生物学分野の論文で被引用回数の上位
0.20％である。
(3)は、Nix-LC3Bの部分構造の決定に関する研究である。この論文の被引用回数は26回（2020年3月時点）であり、生化学・分子生物学分野の論文で被引用回数の上位4.65％である。

Science

巻・号

Rogov, VV;
Suzuki, H;
Marinkovic,
M; Lang, V;
Phosphorylati
Kato, R;on of theKawasaki, M;
mitochondrial
Buljubasic,
autophagy
Scientific
M; Sprung, M;(3)
receptor Nix
Reports
Rogova, N;
enhances its
Wakatsuki, S;
interaction
Hamacherwith LC3
Brady, A;proteins
Dotsch, V;
Dikic, I;
Brady, NR;
Novak, I

Volume 7, Article
Issue number 1131
1

201710.1038/s41598-017-012586

Site-SpecificChemicalConjugationof Antibodies
Kishimoto, S;
by Using
Nakashimada,Affinity
Bioconjugate
Y; Yokota, R;(1)
Peptide for
Chemistry
Hatanaka, T;
theAdachi, M;
Development
Ito, Yof
Therapeutic
Antibody
FormatVolume 30,
pp.698-702
Issue
3

2019

10.1021/acs.bioconjchem.8b00865Volum
Articlee 5,numberIssue
eaau9060
1

2019

10.1126/sciadv.aau9060

Oshima, T;
Niwa, Y;
Kuwata, K;
Srivastava,
A; Hyoda, T;
Tsuchiya, Y;
Kumagai, M;
Cell-based
Tsuyuguchi,
M; Tamaru, T; screen
Sugiyama, A; identifies a
new potent
Ono, N;and highly
Zolboot, N;
selective CK2 Science
Aikawa, Y;(2)inhibitor for Advances
Oishi, S;
modulation ofNonami, A;
circadianArai, F;○
Hagihara, S; rhythms andYamaguchi, J; cancer cell
growthTama, F;
Kunisaki, Y;
Yagita, K;
Ikeda, M;
Kinoshita, T;
Kay, SA;
Itami, K;
Hirota, T

小区分
番号

小区分名

社
文
会
化
的
経
意
済
義
、

研究テーマ
及び
要旨【200字以内】

学
術
的
意
義

、

業
績
番
号

判断根拠（第三者による評価結果や客観的指標等）【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、
文化的意義」の双方の意義を有する場合は、800字以内】

共
重複して
同
選定した
利
研究業績
用
番号
等

代表的な研究成果・成果物【最大３つまで】

物理学：新奇な電子状態の発見

10

13010

グラファイトから単原子層を剥離したグラフェンにおいて「ディラック粒子」が発見され、2010年のノーベ
ル物理学賞を受賞したことをきっか
数理物理
けに、新奇な電子状態の探索が精力および物的に行われている。本研究テーマで性基礎関は、物質構造科学研究所放射光施設
連PFの強みであるVUV-軟X線領域の角度
分解光電子分光を駆使した研究を、研究所のグループが中心になって行い、新奇な電子状態を発見し、新しい量子デバイス開発への道を切り拓いたものである。

SS

二次元物質の新規な電子状態の発見にPF施設の角度分解光電子分光装置が大きく貢献している一連の研究成果であり、被引用度の点からも卓越した業績と判断した。
(1)では、新しい二次元物質であるホウ素の単分子膜「ボロフェン」において、質量がゼロになる粒子を初めて発見した。被引用回数は126回（2020年3月時点）であり、物理学分野の論文で被引用回数の上位0.31％という高順位にランクされている。
(2)では、他の物質で観測されていたものとは異なる、新型の粒子である「スピン１粒子」および「二重ワイル粒子」を発見したもので、Physical Review Letters誌においてEditor's
SuggestionおよびFeatured in Physicsに選定された。物理学分野の論文で被引用回数（2020年3月時点）の上位0.24％である。
(3)では、強相関物質であるMn3Snにおいて、「磁気ワイル
フェルミオン」という新しい粒子が存在することを初めて示した。被引用回数は81回（2020年3月時点）であり、物理学分野の論文で被引用回数の上位1.06％である。

掲載論文のDOI（付与されている場合）

タイトル・表題等

発表雑誌・出版社
・会合等

巻・号

Shraga, A;
Olshvang, E;
Davidzohn, N;
Khoshkenar,
P; Germain,
N; Shurrush, Covalent
K; Carvalho, Docking
S; Avram, L; Identifies a(3) Albeck, S;
Potent andSelective
Unger, T;
MKK7
Lefker, B;
Subramanyam, Inhibitor
C; Hudkins,
RL; Mitchell,
A; Shulman,
Z; Kinoshita,
T; London, N

Cell Chemical
Biology

Volum
e 26,
pp.98-105.e5 2019
Issue
1Feng, BJ;
Sugino, O;
Liu, RY;
Zhang, J;
Yukawa, R;
Kawamura, M;
Iimori, T;
Dirac
Kim, H;(1)
Fermions in
Hasegawa, Y;
Borophene
Li, H; Chen,
L; Wu, KH;
Kumigashira,H; Komori, F;
Chiang, TC;
Meng, S;
Matsuda, I

Volum
Articlee
Physical118, number
Review Letters
Issue 096401
9

2017

10.1103/PhysRevLett.118.0
96401

Takane, D;
Wang, ZW;
Souma, S;
Observation
Nakayama, K; of Chiral
Nakamura, T; Fermions with
Volum
Oinuma, H;
a Large
Articlee
Nakata, Y;
Topological
Physical(2) Iwasawa, H;
122, number
Charge andReview Letters
Issue 076402
Cacho, C;
Associated7
Kim, T;
Fermi-Arc
Horiba, K;
Surface
Kumigashira, States in○
H; Takahashi, CoSi
T; Ando, Y;
Sato, T2019

10.1103/PhysRevLett.122.0
76402

著者・発表者等

Kuroda, K;
Tomita, T;
Suzuki, MT;
Bareille, C;
Nugroho, AA;
Goswami, P;
Ochi, M;
Ikhlas, M;
Nakayama, M;
Akebi, S;
Evidence for
Noguchi, R;
magnetic Weyl
Nature(3) Ishii, R;
fermions in a
Materials
Inami, N;correlatedOno, K;
metal
Kumigashira,H;
Varykhalov,
A; Muro, T;
Koretsune, T;
Arita, R;
Shin, S;
Kondo, T;
Nakatsuji, S頁

発行・発表年等

Volum
e 16,
pp.1090-1095 2017
Issue
11

10.1016/j.chembiol.2018.1
0.011

10.1038/NMAT4987

研究業績説明書
法人番号

89

法人名

高エネルギー加速器研究機構

学部・研究科等番号3

学部・研究科等名 加速器研究施設

127

専任教員数

〔人〕

提出できる研究業績数
の上限

25
25.4

〔件〕
0

１．学部・研究科等の目的に沿った研究業績の選定の判断基準【400字以内】
本研究施設の任務は、本機構の研究活動の根幹インフラである高エネルギー加速器の安定運転によって共同利用実験を可能とするとともに、加速器全般の尖端的研究開発を行うことにある。本機構の素粒子原子核・物質生命科学の研究は、いずれもその規模や質において関係学界で世界的な注目を受け、関連分野の学問・技術先端の指標水準を更新してきたが、これは、本研究施設における加速器要素技術の基盤研究とビーム性能の向上で有機的に連携・展開する尖端開発で支えられている。そのため、本研究施設の研究力の評
価には基礎・応用研究への貢献と、加速器自体の性能改善に関わる研究の二つの視点で臨むと同時に、加速器関連の学会・国際会議及び本研究施設内での相互評価も勘案する必要がある。これらの事情から、成果の選定にあたっては、他の学問分野では必ずしも重視
されない会議での発表やワークショップ等での報告にも一定の比重をおいている。

２．選定した研究業績

小区分
番号

小区分名

社
文
会
化
的
経
意
済
義
、

研究テーマ
及び
要旨【200字以内】

学
術
的
意
義

、

業
績
番
号

判断根拠（第三者による評価結果や客観的指標等）【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、
文化的意義」の双方の意義を有する場合は、800字以内】

共
重複して
同
選定した
利
研究業績
用
番号
等

代表的な研究成果・成果物【最大３つまで】

著者・発表者等

1

15020

素粒子、
原子核、
宇宙線お
よび宇宙
物理に関
連する実
験

陽子を30GeVまで加速する加速器複合体であるJ-PARCは、各加速段階の陽子ビームを素粒子・原子核・物質・生命科学の多様な共用実験に安定供給するとともに、世界最大のビーム強度実現に向けた技術開発を積極的に行ってきた。これらにより、基礎・応用の研究に寄与する加速器イ
ンフラの整備と大電流陽子加速器で必要な加速器技術の総合革新を主導的に推進している。

SS

高周波用磁性材料の開発による加速器科学への貢献

2

15020

素粒子、
原子核、
宇宙線お
よび宇宙
物理に関
連する実
験

本研究では、大電流陽子シンクロト
ロンに適用する金属磁性体を用いた加速空洞を開発実用化した。この加速空洞は、優れた動作特性と安定した稼働実績を挙げるとともに、その技術的優位性から海外の研究機関である欧州合同原子核研究機構（CERN）の基幹計画にも採用される、という国際的な技術貢献事例に至ったものである。

Ｓ

上記の「判断基準」に触れたように、加速器科学の分野では世界の稼働中・開発中の加速器の状況をリアルタイムに共有する場として「国際粒子加速器会議」（IPAC、毎回1000人以上が参加）を最重要視する。(1)はJ-PARC加速器の全体概要を
2019年のその国際会議の招待講演で発表したものである。プ
ログラム委員会がJ-PARCの発表を会議冒頭に置いたところに高い評価が寄せられていることが見て取れる。(2)は原子核等の実験に向け主リングから陽子ビームを取り出す際、実験者が求める高いS/N比を実現する綿密な手法の開発過程を論じた論文である。この技術は加速器学会誌編集委員会に注目され、解説記事の投稿を要請されたものである。(3)はJ-PARCのユーザー利用先の一つであるT2K実験グループによる論文であり、ニュートリノでCP対称性の破れを世界で初めて示し、被引用数上位0.4％にランクされ高い注目を集めた。

J-PARCで開発・実用化された金属磁性体を用いた加速空胴は、高い加速勾配、広い周波数特性、安定な稼働実績が高く評価され、他機関の加速器施設でも利用されその運用実績を伸ばしている。CERNの基幹プロジェクトであるHL-LHCの入射器増強（LIU）では、陽子シンクロトロンブースター（PSB）の加速空洞と陽子シンクロトロン（PS）のダンパー空洞というビーム性能の成否に関わる極めて重要な機器に採用された。吉沢克仁氏（現KEK研究員、前職ではメーカーサイドでJPARC研究者とともに開発に従事）は2018年の高エネルギー加速器科学研究奨励会賞・熊谷賞を受賞した。(1)は、金属磁性体空洞を用いた空洞の制御に関わる最新の成果を投稿論文として発表したものである。本研究は、「１」に挙げた「JPARC加速器における大電流陽子加速器の運転性能高度化」を実施可能とした重要な基盤研究とも位置づけられる。

発表雑誌・出版社
・会合等

Challenges to Proceedings
Higher Beamof the 10th
Power in JInternational
PARC:
Particle
Achieved
Accelerator
Performance
Conference
and Future(IPAC2019)
Prospects

巻・号頁

発行・発表年等

掲載論文のDOI（付与されている場合）

2019

10.18429/JACoW-IPAC2019MOPGW036

M. Tomizawa
et al.

Slow
extraction
from the JPARC main
ring using a
dynamic bump

Nuclear
Instruments
and Methods
in Physics
Research,
Section A:
Volum
pp.51-61
Accelerators, e 902
Spectrometers, Detectors
andAssociatedEquipment

2018

10.1016/j.nima.2018.06.00
4(3) K.Abe et.al.

Combined
Analysis of
Neutrino andAntineutrino
Oscillationsat T2K

PhysicalReview
Letters

Volume
Article118, number
Issue 151801
15

2017

10.1103/PhysRevLett.118.1
51801

F. Tamura et(1)
al.

Multiharmonic
vector rf
voltagecontrol for
widebandPhysicalcavities
Reviewdriven by
Accelerators
vacuum tube
and Beams
amplifiers ina rapid
cyclingsynchrotron

Volum
Articlee 22,
numberIssue
0920019

201910.1103/PhysRevAccelBeams.22.092001

Y. Suetsugu,
K. Shibata,
Journal of
T. Ishibashi,
Achievements
Vaccum
H. Fukma, M.
and problems
Science andTobiyama, J.
in the first(1) Flanagan, E.
Technology A:
commissioning
Mulyani, M.
Vacuum,of SuperKEKB
Shirai, S.
Surfaces andvacuum system
Terui, K.
Films
Kanazawa, and
H. Hisamatsu

Volum
Articlee 35,
numberIssue
03E1033

201710.1116/1.4977764

Y. Suetsugu,
K. Shibata,First
PhysicalT. Ishibashi,
commissioning Review(2) M. Shirai, S.
of SuperKEKB Accelerators
Terui, K.
vacuum system and Beams
Kanazawa, and
H. Hisamatsu

Volum
Articlee 19,
numberIssue
12100112

2016

10.1103/PhysRevAccelBeams.19.121001

Y. Suetsugu, Results andJournal of
K. Kanazawa, problems in
Vaccum
K. Shibata,the
Science and(3) T. Ishibashi, construction Technology A:
H. Hisamatsu, phase of the Vacuum,
SuperKEKB
Surfaces andM. Shirai,
and S. Terui vacuum system Films

Volum
Articlee 34,
numberIssue
0216052

2016

10.1116/1.4942455

HiromiIEEE
Magnet System
Iinuma,Transactions
for the(1) Kazumi Egawa,on Applied
SuperKEKBSuperconductiand Mika
Main Ring
vity
Masuzawa

Volum
Articlee 22,
numberIssue
61642383

2012

10.1109/TASC.2012.2185470

Ruhei
SextupoleIEEE
Sugahara,
Magnets with Transactions(2) Tkashi
Variableon Applied
Kawamoto, and Tilting Angle Superconducti
Mika Masuzawa for SuperKEKB vity

Volum
Articlee 26,
numberIssue
74398104

2016

10.1109/TASC.2016.2541697

Newly
FabricatedResistive
Magnets ofSuperKEKBInteraction
RegionVolum
Articlee 26,
numberIssue
73783054

2016

10.1109/TASC.2016.2516643(1) S. Igarashi

J-PARCにおける大電流陽子加速器JPARCの運転性能高度化

タイトル・表題等(2)

pp.167-170

(2)

(3)

大電流電子・陽電子加速器用超高真空システムの開発

3

4

15020

15020

素粒子、
原子核、
宇宙線お
よび宇宙
物理に関
連する実
験

素粒子、
原子核、
宇宙線お
よび宇宙
物理に関
連する実
験

本研究では、電子・陽電子衝突でのB中間子生成を目的とするSuperKEKB加速器の真空システムにおいて、フランジ、ビームパイプ、ベローズ等の大型加速器特有の各種超高真空機器
や陽電子リングにおける電子雲ビー
ム不安定性の対策技術等を革新した。SuperKEKBの初期運転では約１Aの蓄積電流値の達成に大きく貢献
し、開発した各種真空機器の基本的性能を実証した。

Ｓ

大規模加速器での精密測量、アライ
メント
本研究はKEKB及びSuperKEKB加速器において、極めて大規模かつ複雑な電磁石システム（電磁石総数は1,000台
を超える）の精密測量、アライメン
トを実現したもの（水平方向に配置された２リングの３kmに及ぶ周長差が0.2mm）である。

Ｓ

本研究は、2017年真空学会（現表面真空学会）真空技術賞を受賞し、真空学会から次のように評価されている。「本研究で開発で得られた知見は、今後の最先端大強度加速器真空シ
ステムの設計指針の一つとなるのは必至で、本学会誌等多くの雑誌や国際会議で広く公表され、高い評価を得ている。また、業績内容が示すように、候補者らは開発の初期段階から、各種技術開発の報告を当学会誌等に行ってきた。本業績
は加速器真空システムの性能向上に大きく貢献するのみならず、真空に関する科学技術の進歩に寄与するところ大である。(1)～(3)はこの受賞対象となった論文である。また、本研究は「８」に挙げた「SuperKEKB加速器の建設と運転開発に関する研究」を実施可能とした重要な基盤研究の一つと位置づけられる。

本研究は (1)、 (2)、 (3) に挙げられる国際会議で発表されるとともに、2019年度のお茶の水女子大学賞「湯浅年子賞（金賞）」を受賞している（http://www.ocha.ac.jp/danjo/op/ytp/ytp_2019result.html ）。また、本研究は、「８」に挙げた「SuperKEKB加速器の建設と運転開発に関する研究」を実施可能とした重要な基盤
研究業績の一つと位置づけられる。

Mika
Masuzawa,(3) Kazumi Egawa
and Hiromi
IinumaIEEE
Transactions
on Applied
Superconducti
vity

小区分
番号

小区分名

社
文
会
化
的
経
意
済
義
、

研究テーマ
及び
要旨【200字以内】

学
術
的
意
義

、

業
績
番
号

判断根拠（第三者による評価結果や客観的指標等）【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、
文化的意義」の双方の意義を有する場合は、800字以内】

共
重複して
同
選定した
利
研究業績
用
番号
等

代表的な研究成果・成果物【最大３つまで】

著者・発表者等

5

80040

Ｓ

エネルギー回収型線形加速器（ERL）
の開発研究

6

80040

本研究は、従来の線形加速器では不可能だった高い平均ビーム電流（１mA）を安定的に実現する手法を開発
量子ビー
した。ERL試験機であるcERL加速器のム科学関
ビーム試験で、平均電流を増加する
連
上で鍵となるビームロスに関する物
理を明らかにし、高平均ビーム電流での安定運転を実証した。また、ERLの応用に向けて、バンチ圧縮試験を行い、150fsの短バンチ発生を確認した。

Ｓ

ATF加速器における超低エミッタンス
ビームの生成と極小ビーム収束に関
する研究

7

15020

素粒子、
原子核、
宇宙線お
よび宇宙
物理に関
連する実
験

ATFは国際リニアコライダーなど将来の先端加速器で必要とされる超高精度のビーム生成・制御技術開発を行う国際共同研究拠点である。ダンピ
ングリングで生成される超低エミッ
タンス高品質ビームを実現し、それを利用する世界で唯一の加速器施設であり、最先端ビーム診断技術、極小ビームの収束技術の開発研究において世界をリードしている。

SS(1)は次世代ハドロンセラピーで要求される移動標的への高速
３次元スポットスキャニングを可能とする概念設計を世界で初めて提唱した論文である。(2)はレーザーアブレーションイ
オン源で生成した炭素イオンを速い繰返しで運転する誘導加速シンクロトロン（KEKデジタル加速器）に直接入射し、誘導
加速手法（バリアーバケット加速）での閉じ込め実験に世界で初めて成功した実験研究の報告。(3) はその総括レビュー
を国際会議に招待され講演を行ったもの。これらを元に、インドTata Memorial Hospital (TMH)ではESCORTを国家プロ
ジェクトとして実現する案が検討中で、KEKとSAMEER、TMH の間の国際協力に向けた調整が行われている。

(1)は、cERLのビームロスの主原因となっていたビームハローの形成機構を明らかにした論文で、国際ワークショップ
ERL2019でこの内容を含む招待講演を行った。
(2)は、cERLでビームロスの原因となるハローを取り除いているコリメータのウェーク場によるビーム品質への影響を実験とシミュレーションから評価したもので、日本加速器学会年会賞を受賞するとともに「研究活動・研究者生活の初期段階にある、学生および若手研究者を奨励することを目的とした
年会賞にふさわしい」との学会コメントを得ている。
(3)は、cERLでアーク部での磁気的バンチ圧縮を行い、THzス
ペクトルの観測から150fsまでの短バンチの発生を実験的に確認した。
これらに加え、cERLは「15」に挙げた「共振器型回折放射による広帯域テラヘルツ自由電子レーザーの開発研究」における研究プラットフォームを提供している。

本研究は、平成基礎科学財団（小柴昌俊代表）より第８回折戸周治賞を受賞している。
（1）は、ATF加速器における世界最小41nmの極小ビーム達成の報告である。将来の衝突型加速器に共通するビーム収束技
術のマイルストーンとして高く評価されている。
（2）は、極小ビーム収束光学系の高度化研究に関するものである。ATFで既に達成された40nm台の極小ビームを更に小さくする光学系とそのビーム調整技術について、ATFの極小ビームを用いて実験したものであり、将来の加速器での光学系設計に役立つ成果と評価される。
（3）は、超低エミッタンスビームの性能に大きく関わるビー
ムハローの生成機構をダンピングリングを用いた実験とシミュレーションとの比較で解明したものである。最先端のダ
イヤモンドセンサー検出器を用いてビームハローの裾分布まで精度良く評価しており、リング加速器の高度化に資する実験と評価されている。

8

80040

SS

頁

発行・発表年等

掲載論文のDOI（付与されている場合）

2016

10.1103/PhysRevAccelBeams.19.042802

N.Munemoto,
K.Takayama,(2)
T.Adachi,
K.Okamura

Directinjection of
fully
strippedcarbon ions
into a fastcycling
inductionsynchrotron
and their
capture by
the barrier
bucketVolum
Articlee 20,
numberIssue
0801018

201710.1103/PhysRevAccelBeams.20.080101(3) K.Takayama

The Next
Generation of
HadronTherapy
Driver:New
Continuous
Technologies
tracking
in Hadron
irradiation
Therapyon a moving
Workshopand deformed IEEE NSS-MIC
tumor
2018
（2018 Nov.
13th in
Sydney（invited））

O. Tanaka, N. New HaloNakamura, M. Formation
Mechanism at
Shimada, T.
(1) Miyajima, A. KEK Compact
EnergyUeda, T.
Obina and R. Recovery
Linac
Takai

PhysicalReview
Accelerators
and Beams

PhysicalReview
Accelerators
and Beams

A wake fields
Proceedings
O. Tanaka, N. evaluationof the 16th
Nakamura, T. for beam
Annualcollimators
Obina, Y.
Meeting of(2) Tanimoto, T. and the 60 pC
Particle
Miyajima, M. electron beam
Accelerator
Shimada, N.
at theSociety of
P. Norvell
Compact ERL
Japan
at KEK
M. Shimada,Y. Honda, T.
Miyajima, T.
Hotei, T.
(3)
Obina, N.
Nakamura, T.
Uchiyama, R.
Kato

Systematic
measurementsof thecoherent THz
spectra bymagnetic
bunch
compression
at theCompact ERL

2018

Volum
Articlee 21,
numberIssue
0242022

2018

10.1103/PhysRevAccelBeams.21.024202

pp.1074-1077 2019

pp.1486-1488 201910.18429/JACoW-IPAC2019TUPGW037

Proceedingsof the 28th
T. Okugi and Achievement
ATF
of Small Beam Linear(1)
International Size at ATF2 Accelerator
Conference,
Collaboration Beamline
LINAC2016

Articlenumber
MO3A02
pp.27-31

2016

10.18429/JACoW-LINAC2016MO3A02

M. Patecki,
D. Bett, E.
Marin, F.
Probing half
Plassard, andβ*y optics
PhysicalR. Tomás, K.
in the
Review(2) Kubo, S.
Accelerator
Accelerators
Kuroda, T.
Test Facility and Beams
Naito, T.
2
Okugi, T.
Tauchi, and
N. Terunuma

Volum
Articlee 19,
numberIssue
10100110

2016

10.1103/PhysRevAccelBeams.19.101001

R. Yang, T.
Naito, S.
Bai, A.
Evaluation of
Aryshev, K.
beam halo
Kubo, T.
Physicalfrom beam-gas
Okugi, N.
Review(3) Terunuma, D. scattering at
Accelerators
the KEK
Zhou, A.
and Beams
Accelerator
Faus-Golfe,
V. Kubytskyi, Test Facility
S. Liu, S.
Wallon, and
P. Bambade

Volum
Articlee 21,
numberIssue
0510015

2018

10.1103/PhysRevAccelBeams.21.051001

Report on
SuperKEKB
Proceedings
Phase 2of IPAC2018
Commissioning

pp.1-52018

10.18429/JACoW-IPAC2018MOXGB1OPTICSMEASUREMENTS
AT SUPERKEKBUSING BEAMBASEDCALIBRATIONFOR BPM AND
BBA

pp.1198-1202 201910.18429/JACoW-IPAC2019TUZPLM2SuperKEKB加速器の建設と運転開発に関する研究(1)は粒子加速器研究で最も重要な国際加速器学会である国際粒子加速器会議(IPAC)招待講演に取り上げられたもの、(2)は翌2019年のIPACでSuperKEKBのビーム光学に関する研究が招待講演として取り上げられたものである。両者から、本研究が世界的な注目を集めていることを見て取れる。 (3)はSuperKEKB加速器を利用したBelle II実験によって電子・陽電子衝突事象を初観測し実験を開始する、という大きなマイル
ストーン達成を示す論文である。

巻・号

Volum
Articlee 19,
numberIssue
042802
4(1) Y. Ohnishi

ビーム衝突型加速器の性能指標であるルミノシティで世界記録を保持す
るKEKB加速器のさらに40倍の性能を量子ビー
目指すSuperKEKBについて、基本設
ム科学関
計、技術開発、建設、運転、性能改連
善の全てを本研究施設が主導的に実施推進してきたものである。先端の基礎研究のための加速器インフラの整備と超高ルミノシティ加速器の実現に必要となる加速器の技術革新を牽引している。

発表雑誌・出版社
・会合等

Compact
hadron driver
Leo Kwee Wah, for cancer
PhysicalReview
K. Takayama, therapies(1)
Accelerators
using
T.Adachi,and Beams
continuous
K.Okamuraenergy sweep
scanning

次世代ハドロンセラピーの開発研究
本研究では、医療用炭素イオン加速器の実現を目指し、KEKで過去17年にわたり開発・実証してきた円型誘導
量子ビー 加速器技術（2006年文部科学大臣
ム科学関 賞、2008年21世紀発明賞受賞）とその周辺ノウハウをベースに、高速３連次元ビームスポットスキャンニング
や炭素イオンの生成・制御等で必要とされる基幹要素技術の開発と本格的なシステム設計を進め、将来への展望を積極的に開拓している。

タイトル・表題等(2)

H. Sugimoto,et., alProceedingsof IPAC2019

Proceedingsof IPAC2019

Measurementof theBelle-II
Collaboration integrated(F. Abudinén luminosity of Chinese(3)
Physics C(INFN,
the Phase 2
Trieste) etdata of theal.)Belle II
experiment

Volum
Articlee 44,
numberNumbe
021001
r 2

2020

10.1088/16741137/44/2/021001

小区分
番号

小区分名

社
文
会
化
的
経
意
済
義
、

研究テーマ
及び
要旨【200字以内】

学
術
的
意
義

、

業
績
番
号

判断根拠（第三者による評価結果や客観的指標等）【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、
文化的意義」の双方の意義を有する場合は、800字以内】

共
重複して
同
選定した
利
研究業績
用
番号
等

代表的な研究成果・成果物【最大３つまで】

著者・発表者等

パルス電磁石による４リング同時
トップアップ入射の実現

9

80040

本研究では、KEK電子陽電子入射器において、パルスごとに設定値を任意に変更できる柔軟な制御機能を搭載
量子ビー したパルス電磁石を開発、約100台をム科学関 導入し、下流の４つのリングに、異なるエネルギーのビームを同時に供連給することが可能なシステムを構築したものである。本システムはKEKつ
くばでの加速器運転において不可欠なものになるとともに、他の大型複合加速器施設の効率運用への応用寄与も期待されている。

本研究は線形加速器において発生するビームのエネルギーを高速に切り替えることを可能とし、かつこれをR&Dレベルではなく定常運転レベルで安定的に実現した画期的なもので、「８」に挙げた「SuperKEKB加速器の建設と運転開発に関する研究」を実施可能とした電子・陽電子入射器における重要な基盤研究とも位置づけることができる。(1) は線形加速器に関する最も重要な国際会議における招待講演、(2) は加速器制御システムに関する国際専門会議での口頭発表に選ばれ高く評価された。(3)は、ビームの供給先の一つであるPFAR6.5GeVトップアップ運転実現に関する論文である。PF-AR
トップアップ運転の実現により、放射光の強度と光学系の安定性が高まり、物質構造科学研究所（ウェブ）のトピックスにも取り上げられて、多くの放射光ユーザーから高い評価を受けている。

SS

基礎物理学研究のためのミュー粒子
加速器の開発1080040

本研究では、ミュー粒子における異常磁気モーメント（g-2）の精密測定
量子ビー と電気双極子能率（EDM）の探索で素ム科学関 粒子標準理論の新展開を図る実験研
究（J-PARC E34）において、運動量連の揃った負ミュオニウムイオンを効率的に生成する技術を開発し、世界で初めて負ミュオニウムイオンのマ
イクロ波加速に成功したものである。

(1)は、KEKが内外の研究機関と準備中であるJ-PARC E34にあたり、高強度、低エミッタンスかつエネルギー、スピンの揃ったミュー粒子を提供するためにRFQ（四重極高周波空洞）
やH-モードのドリフト管型加速器を駆使するミュー粒子加速器のシステム設計を実施し、シミュレーション評価したものである。(2) はこの加速器の前段部にあたるRFQの試作機を用いて負ミュオニウムイオンをマイクロ波加速器で加速することに世界で初めて成功したことを報告する論文である。この成果は、欧州合同原子核研究機構（CERN）のニュースレター
で速報される(3)など、素粒子の基礎研究と加速器の尖端的開発の双方の推進の観点から内外の研究機関で大きな注目と高い評価を集めた。

SS

本研究はKEKを主宰機関とする産学連携組織であるEUV-FEL産業化研究会が主体となって実施している。
(1)は、ERLを利用した半導体リソグラフィー用高出力EUV-FEL
光源を設計して、10kWを超える出力が達成可能であることを
S2E（Start-to-End）シミュレーションで示した論文であり、その内容を含むEUV-FEL光源の研究で国際ワークショップ
ERL2017で招待講演を行っている。
(2)は、日本加速器学会からの依頼で、現在のEUVリソグラ
フィーの現状と高出力EUV-FEL光源の今後の展望について日本加速器学会誌に掲載されたものである。
(3)は、設計されたEUV-FEL光源の産業化に向けた検討及び課
題解決のための研究開発ついて述べている。これらの成果はEUV-FEL産業化研究会が毎年開催する ワークショップを通じて産業界からも次世代のEUV光源として大きな期待を集めている。

半導体リソグラフィー用高出力EUVFELの研究

11

80040

本研究は、ERLを用いたEUV-FEL光源の設計とシミュレーションによって量子ビー
その高出力性能を実証し、産業化にム科学関向けた検討や今後の研究開発の展望連を示した。これにより、次世代半導体のEUVリソグラフィーに必要になる
１kW級のEUV出力や、短波長化によるさらなる高分解能化、エネルギー回
収による放射化低減が期待される。

Ｓ

先端的医療用加速器BNCTの開発

12

80040

筑波大学と共同推進する次世代がん治療法である加速器ベースのBNCT（ホウ素中性子捕捉療法）のため、量子ビー J-PARC加速器の技術を応用した８MeV
ム科学関 陽子線形加速器システムの設計・製造・運転の最適化を行い、大電流の連
医療用中性子発生装置の実現に主導的に取り組んできた。その結果、治療に必要な平均電流1.4mAで２時間の連続運転を安定に維持可能になり、治験開始要件を達成した。

Ｓ

Ｓ【学術的意義】(1)は中性子生成用のBe標的の耐ブリスタリング性能向上に関する報告で、水素吸蔵合金をBeとCuの間に挟み込みHIP処理
で一体化することで、3000クーロン（患者600人分）の陽子ビームを照射しても発生中性子量が減少しないことを実証した。
(2)はiBNCT加速器が治験に必要な平均電流 1.4mAで２時間の連続安定運転を繰り返し達成できるようになったことを示した論文。この結果は2019年3月のiBNCT Peer-reviewで報告され、委員会から加速器は目標に達したと評価された。
(3)は加速空洞トリップ後のRF再開時間を、新たに開発した動的に水温とRF周波数を追随させる方式を用いることで、30分から１分未満にまで劇的に短縮する方法を詳説した論文である。この成果は、論文発表前にKEKを通じて特許を取得している。
【社会、経済、文化的意義】
本研究は、筑波大学、茨城県、日本原子力研究開発機構、三菱重工業株式会社等との産学官連携チームで推進している社
会的な広がりを持つプロジェクトである。非侵襲的で患者の負担が少なく、かつ、生活の質（QOL）の高い放射線治療法であるホウ素中性子捕捉療法(BNCT)を、薬事法による承認が困
難な原子炉ではなく小型陽子加速器で生成する中性子によって実施可能とする画期的技術を確立し、日本の放射線医療の新展開に貢献することを目指している。

Y. Enomoto,
K.Furukawa,T. Kamitani,
F. Miyahara,
T. Natui,(1)
M.Satoh, K.
Yokoyama, M.
Yoshida, S.
Ushimoto, H.
Saotome

タイトル・表題等

発表雑誌・出版社
・会合等

PLUSE-TOPULSE BEAM
Proceedings
MODULATIONof the 29th
FOR 4 STORAGE Linear
RINGS WITH 64 Accelerator
Conference
PULSEDMAGNETS

巻・号

頁

発行・発表年等

掲載論文のDOI（付与されている場合）

2018

10.18429/JACoW-LINAC2018WE1A06

Pulsed Magnet
Y.Enomoto, K.
Control
Furukawa, T.
System Using(2) Natsui, M.
ICALEPCS2019
COTS PXIeSatoh, H.
Devices andSaotomeLabVIEW

2019

pre release on web

Proceedingsof the 16th
AnnualMeeting ofParticle
Accelerator
Society ofJapan

pp.1066-1069 2019

pp.609-614(3) 長橋進也

PF-AR におけるトップアップ運転(1) M.Otani他

Interdigital
H-mode drifttube linac
Physicaldesign with
Review
alternative
Accelerators
phase
and Beams
focusing formuon linac

Volum
Articlee 19,
numberIssue
0401014

2016

10.1103/PhysRevAccelBeams.19.040101(2) S.Bae 他

First muon
acceleration Physicalusing a
Review
radio^frequen Acceleratorscy
and Beams
accelerator

Volum
Articlee 21,
numberIssue
0501015

2018

10.1103/PhysRevAccelBeams.21.050101(3) CERN

Muons
accelerated
in Japan2018

https://cerncourier.com/a/muons-accelerated-injapan/

N. Nakamura,
R. Kato, T.
Miyajima, M.
(1)
Shimada, T.
Hotei, R.
HajimaS2E
simulation of
Journal of
an ERL-based
Physics:
high-power
Conference
EUV-FEL
Seriessource forlithography

Volume
Article874, number
Issue 012013
1

2017

10.1088/17426596/874/1/012013(2) 河田 洋

EUVリソグラフィの現状と 日本加速器学
ERLを用いた大 会誌「加速強度EUV-FELの 器」
展望

Volum
e 15,
pp.126-131
Numbe
r 3

2018

N. Nakamura,
E. Kako, R.
Kato, H.
(3) Kawata, T.
Miyajima, H.
Sakai, K.
Umemori

Challenges
Towards
Industrializa
tion of theProceedings
ERL-FEL Light of IPAC2019
Source for
EUV
Lithography

pp.3478-3481 2019(1) 栗原俊一

Targetchallenge forHigh power
先端中性子源compact
国際ワーク
accelerator
ショップ（第based neutron
18回核融合炉
source; as
材料国際会議status of the（ICFRM18)サ
iBNCT: theテライト）
heat issue
andblistering2017

杉村高志, 池上清, 帯名崇,久保田親, 栗原俊一, 小林仁, 佐藤将春,
柴田崇統, 高木昭, 高崎栄一, 内藤富士雄, 南茂今朝雄, 方志高,福井祐治, 福田将史, 二ツiBNCT 加速器川健太, 本田
(2)の現状報告
洋介, 三浦太2019
一, 宮島司,熊田博明, 田中進, 名倉信明,松本孔貴,大場俊幸, 小林 武 堀 利彦, 矢部 伸浩, 山口 晃典, 櫻山久志,豊島寿一, 吉沢寿夫, 長谷川和男

CERNCOURIER |Reporting on
international
high-energy
physics

Proceedingsof the 16th
AnnualMeeting ofParticle
Accelerator
Society ofJapan

10.18429/JACoW-IPAC2019THPMP013

pp.1210-1214 2019

Z. Fang, K.
Futatsukawa,
NuclearY. Fukui, M.
Instruments
Sato, T.
Novel autoand Methods
Sugimura, F.
startupin Physics
Naito, T.
technology
Research,
Obina, Y.
for two
Section A:
Volum
Honda , F.
(3)
pp.193-201
cavities of a
Accelerators, e 922
Qiu, S.
medicalSpectrometers
Michizono, S.
accelerator, Detectors
Anami, H.
with one RF
andKobayashi, T.
sourceAssociatedKurihara, T.
Equipment
Miyajima, T.
Ohba, N.
Nagura2019

10.1016/j.nima.2019.01.01
6

小区分
番号

小区分名

社
文
会
化
的
経
意
済
義
、

研究テーマ
及び
要旨【200字以内】

学
術
的
意
義

、

業
績
番
号

判断根拠（第三者による評価結果や客観的指標等）【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、
文化的意義」の双方の意義を有する場合は、800字以内】

共
重複して
同
選定した
利
研究業績
用
番号
等

代表的な研究成果・成果物【最大３つまで】(1)cERLにおけるRI製造に関する研究

13

80040

本研究では、核医学薬の原材料となる放射線同位元素、モリブデン99（現在、海外の原子炉生成物の輸入
量子ビー に全面依存している）の国内製造とム科学関 長期安定供給を目指す基礎実験を実施した。超伝導加速器cERLに試験製
連造ラインを新設し、そこで生成した放射性同位元素から共同研究者と共に薬剤原料の抽出に成功すること
で、商用製造施設の実現可能性に関する活路を開いた。

SSSS【学術的意義】(1)はRI製造ビームラインの建設及び試験運転結果をまとめた文献であり、(2)では初回のRI製造試験の結果の速報であり、(3)は今回の製造実験の中核となる標的技術に関する報文である。超伝導電子加速器では重粒子線に比べて精密かつ高精度の実験が実施できたが、それを可能にした標的技術に関して
は現在、特許取得の準備を進めている。

著者・発表者等

タイトル・表題等

発表雑誌・出版社
・会合等

Yu Morikawa,
他

New
Industrial
Application
Beamline forthe cERL in
KEK

Proceedingsof IPAC2019

pp.3475-3477 2019cERLにおける
RI製造、電子線照射ラインの建設と照射
試験報告

Proceedingsof the 16th
AnnualMeeting ofParticle
Accelerator
Society ofJapan

pp.312-316

2019

cERL電子線照射部における
標的冷却システムの開発

Proceedingsof the 16th
AnnualMeeting ofParticle
Accelerator
Society ofJapan

pp.321-325

2019

Proceedingsof 15h Annual
Meeting ofParticle
Accelerator
Societyof Japan

pp.1005-1009 2018(2) 森川 祐, 他

【社会、経済、文化的意義】
本研究は外部資金による委託研究であり、共同研究者である
民間企業との共同成果である。KEK、委託元の民間企業ともプレスリリースを発行し、核医学製薬界の反響は大きかった。
実際に抽出実験成功後からは核医学製薬大手企業が共同研究者として研究に参加している。
(3) 森川 祐, 他

SuperKEKBの基幹技術の開発

14

15020

素粒子、
原子核、
宇宙線お
よび宇宙
物理に関
連する実
験

本研究では、SuperKEKBの性能向上のための尖端技術全般の開発実装と検証を継続的に実施した。ビーム最終
集束用超伝導電磁石では、多数の超伝導コイルで構成するシステムでのクエンチ現象の安定制御を確立した。ビーム制御では、過去に例を見ない大ビーム電流条件で安定動作するコリメータを開発、衝突実験実施
上のノイズを低減しBelleII測定器のデータ蓄積に大きく貢献した。

Ｓ(1)は多数の超伝導コイル（25～30個）で構成する最終収束用
超伝導電磁石システムのクエンチ現象の解析、検出、保護機構の開発に関するもので、加速器の基幹技術研究として高く評価され、2018年度第15回加速器学会において第７回年会賞（ポスター部門）が授与された。(2)～(3)はSuperKEKBが使用する世界最大の電子ビーム電流に対応可能なビームコリメー
タ開発に関する論文・報告で、KEKにおいて顕著な技術開発に対してのみ与えられる技術賞を受賞した。本研究は、「８」に挙げた「SuperKEKB加速器の設計・開発・建設・運転及び、衝突ビーム型加速器における高ルミノシティ限界の克服に関する研究」を実施可能とした重要な基盤研究の一つと位置づけられる。

SuperKEKB
ビーム最終集王旭東, 山岡
束用超伝導電広, 有本靖,磁石システム
川井正徳, 近(1)
―超伝導ソレ
藤良也, 宗占
ノイドのクエ国, 土屋清澄,
ンチ保護とソ大内徳人
レノイド磁場評価―

Proceedingsof the 15th
SuperKEKBメイ Annual
ンリングのコ Meeting of
リメータヘッ Particle
ドの開発
Accelerator
Society ofJapan

pp.1172-1176 2018

祐介, 渡邉謙

1580040

本研究では、テラヘルツ帯域のコ
ヒーレント回折放射を誘導放射させる原理を検証した。穴あきミラーで量子ビー構成した光共振器に、cERLの低エ
ム科学関
ミッタンスで短バンチの高繰り返し連
ビームを通過させ、バンチ間の広帯域の放射が位相を合わせて発生することで、ビームエネルギーからテラヘルツ放射へのエネルギー転換が効率的になされることを実験的に示し
た。

Ｓ

16

15020

素粒子、
原子核、
宇宙線お
よび宇宙
物理に関
連する実
験

超伝導RF試験施設（STF）では、超伝導型での世界最高の加速勾配（平均33.1MV/m）をもつ超伝導加速空洞を複数台同時運転し、安定な電子ビー
ム加速（最大280MeV）を実証した。
また、超伝導加速空洞の高Q値・高加速電界の達成、および、低コスト化を目指し、国際協力のもとで窒素熱処理や大結晶粒塊ニオブ材のR&Dを展開し、一連の成果を得ている。

SS

歪み補償型超格子偏極電子源の研究

17

80040

本研究は、素粒子実験及び、偏極電子顕微鏡を用いた表面磁区構造の測量子ビー 定やスピントロニクス研究等電子のム科学関 スピンを用いた研究で重要なGaAs超連格子構造陰極によるスピン偏極電子源において、歪みの蓄積を抑制する
新たな結晶成長技術を開発し、高い偏極度の保持と量子効率の向上の両立に成功したものである。

Ｓ(1)は単に超格子層数を増やすのでは無く、歪みが蓄積され、結晶品質が悪化しないよう、歪みの方向を層ごとに交互にすることで局部的な歪みを維持したまま、歪みの蓄積を抑制する方法によって結晶成長させたGaAs/GaAsPの量子効率測定に関する論文である。本研究は、「金氏の研究成果はスピン偏極電子ビームを用いる加速器、電子顕微鏡の性能向上をもたらすものであり、素粒子原子核から物質材料まで、幅広い研
究分野の更なる発展に貢献すると期待される。」として、日本加速器学会第14回学会賞を受賞した(2)。

10.18429/JACoW-IPAC2019THPMP012

Volume
Article121, number
Issue 184801
18

2018

10.1103/PhysRevLett.121.1
84801

Yosuke Honda,
Miho Shimada,Alexander
Aryshev,
HighRyukou Kato,
efficiency
Tsukasa
Physicalbroadband THz
Miyajima,
Review(2)
emission via
TakashiAccelerators
diffractionObina, Ryota
and Beams
radiation
Takai,
cavityTakashiUchiyama, andNaoto
Yamamoto

Volum
Articlee 22,
numberIssue
0407034

201910.1103/PhysRevAccelBeams.22.040703

共振器型回折放射による広帯域テラヘル
ツ自由電子
レーザー

Volum
e 16,
pp.15-21
Numbe
r 1

2019

(1)

STF加速器における超伝導型線形加速器の高度化に関する研究

掲載論文のDOI（付与されている場合）

Yosuke Honda,
Miho Shimada,Stimulated
Alexander
Aryshev,
Excitation of
Ryukou Kato, an Optical
Tsukasa
Cavity by a
PhysicalMiyajima,
Multibunch(1)
Review
TakashiElectron Beam
Letters
Obina, Ryota via CoherentTakai,
DiffractionTakashi
Radiation
Uchiyama, and Process
Naoto
Yamamoto(3) 本田洋介(1)は、国際リニアコライダーの基幹技術である超伝導空洞を12台内蔵したクライオモジュールでの安定なビーム運転を実証した論文である。
(2)は、高真空高温熱処理炉を用いて、熱処理中に窒素を注入することで高いQ値を達成した実験結果の論文である。
(3)は、超伝導空洞の製造コストの削減に寄与することが期待されるラージグレインのニオブ材料を用いた超伝導空洞を製作し、空洞性能の評価を行った実験結果の論文で、超伝導高周波に関して最も重要な国際会議SRF2019において招待講演として口頭発表された。
STF加速器開発に関する研究は、この他にもSRF2019において招待講演として３件取り上げられ、さらに第16回日本加速器学会年会において、ビームダンプに関する開発と多層薄膜超伝導体の研究で加速器学会年会賞を受賞しており、超伝導空洞の性能向上をけん引する有意義な成果として、海外研究者から高く評価されている。

発行・発表年等

pp.2929-2932 2017

照井真司, 石(1)は、cERLに設置した1.3GHzのビーム繰返しに同期した光共振器から、コヒーレント回折放射に起因すると考えられる広帯域の誘導放射を示す鋭い共鳴構造を世界で初めて観測した論文である。
(2)は、(1)以降の研究をまとめた論文で、誘導放射プロセス
による電子ビームエネルギーから電磁放射へのエネルギー変換が効率的になされることを実証した。
(3)は日本加速器学会誌への寄稿で、学会誌当該号の表紙としても取り上げられた。最新の超伝導線形加速器の優れたビー
ム特性と、広帯域の同時発振を可能にする共振器設計を利用したシステムとして大強度テラヘルツ光源に応用できる可能性をもつ本研究に対する注目の高さがうかがわれる。さらに、本研究は第15回日本加速器学会年会において、通常は大型プロジェクトの報告で独占される初日の合同セッション４
講演のうちの一つに選ばれ、国内においても極めて高く評価されている。

頁

Low Impedance
T. Ishibashi,
MovableProceedings(2) Y. Suetsugu,
Collimatorsof IPAC2017
S. Teruifor SuperKEKB(3) 橋拓弥, 末次

共振器型回折放射による広帯域テラ
ヘルツ自由電子レーザーの開発研究

巻・号

(2)

日本加速器学会誌「加速器」

Y. Yamamoto,et al

Proceedingsof the 16th
SUCCESSFUL
AnnualBEAM
COMMISSIONING Meeting ofParticle
OF STF-2
Accelerator
ACCELERATOR
Society of
FOR ILCJapan

pp.187-192

2019

K. Umemori,et al

Proceedingsof the 19th
STUDY ONInternational
NITROGEN
Conference on
INFUSIONRFUSING KEK NEW
Superconducti
FURNACEvity(SRF2019)

pp.95-98

2019

10.18429/JACoW-SRF2019MOP027

pp.1215-1217 201910.18429/JACoW-SRF2019FRCAA6

Proceedings
INVESTIGATIONof the 19th
ON 1, 3 AND
International
9-CELL SRF
Conference on
T. Dohmae, et(3)
ELLIPTICALal
RFCAVITIES MADE
Superconducti
OF LARGE
vity
GRAIN NIOBIUM(SRF2019)
Xiuguang Jin,
Analysis of
ShunsukequantumOhki, Tomoki
efficiency
Ishikawa,(1)
improvement
Atsushiin spinTackeuchi,polarized
and Yosuke
photocathodeHonda(2) 金 秀光

(3)

歪み補償超格子型スピン偏極電子源の研究

Journal ofApplied
Physics

Volume
Article120, number
Issue 164501
16

2016

日本加速器学
会誌「加速
器」

Volum
e 16,
pp.22-27
Numbe
r 1

2019

10.1063/1.4965723

研究業績説明書
法人番号

89

法人名

高エネルギー加速器研究機構

学部・研究科等番号4

学部・研究科等名 共通基盤研究施設

39

専任教員数

〔人〕

提出できる研究業績数
の上限

8
7.8

〔件〕
0

１．学部・研究科等の目的に沿った研究業績の選定の判断基準【400字以内】「本機構の研究形態の中心は、大型の加速器を用いた実験研究である。高エネルギー加速器や実験装置が大型かつ複雑であることから、様々な周辺技術を必要とする。その主なものとして「放射線自身の研究とその防護」、「高速計算機を用いたデータ処理、ネット
ワーク技術」、「超伝導技術」、「精密機械工学技術」があげられる。これらの多くは、本機構の技術的動向に密着した技術開発が必要であり、かつ採算にとらわれない基礎技術の研究も必要とされる。したがって、評価及び成果物の選定にあたっては、機構全体の研究目的にどれだけ貢献できているかが主な判断基準の中心になる。

２．選定した研究業績

小区分
番号

小区分名

社
文
会
化
的
経
意
済
義
、

研究テーマ
及び
要旨【200字以内】

学
術
的
意
義

、

業
績
番
号

判断根拠（第三者による評価結果や客観的指標等）【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、
文化的意義」の双方の意義を有する場合は、800字以内】

重複して 共選定した 同
研究業 利
用
績
番号 等

代表的な研究成果・成果物【最大３つまで】

著者・発表者等

LHC高輝度化アップグレード用大口径
ビーム分離用超伝導２極磁石の開発

1

2

80040

15020

LHC高輝度化アップグレードに必須と量子ビー なる大口径ビーム分離用超伝導2極磁ム科学関 石の開発を行い、モデル磁石３台を製作し実機製作に向けて設計を確立連させた。この実績が評価され2018年
７月にKEKのLHCへの貢献が正式に欧州原子核研究機関（CERN）との間で合意された。

素粒子、
原子核、
宇宙線お
よび宇宙
物理に関
連する実
験

Ｓ

Ｓ

○

【社会、経済、文化的意義】
本磁石で応用された大口径加速器超伝導磁石の設計手法は、
QST放射線医学研究所の癌治療用炭素線加速器システムの超電導ガントリー(3)にも応用されており社会的、経済的な意義も大きい。

KAGRA用極低温鏡懸架システムの開発
大型低温重力波望遠鏡（KAGRA）の性
能の鍵を握る低温鏡懸架システムの開発及び建設を行った。KAGRAは2019
年10月に完成し、2020年２月からは本格運用を開始している。

【学術的意義】
CERNにあるLHCは、2008年から稼働し2013年にはHiggs粒子を発見しノーベル賞へと繋がっている。LHCにはKEKも衝突点用
超伝導加速器磁石という重要なコンポーネントを開発して貢献している。現在LHCはダークマターの発見などを目指して高輝度化アップグレードを目指しており、このビーム分離用磁石は本アップグレードには必須なコンポーネントである。本
磁石はKEK超伝導低温工学センターで開発したLHC衝突点磁石
やJ-PARCニュートリノビームライン用大口径超伝導加速器磁石の技術を応用して開発され、それを評価されて2018年７月にHL-LHCへの貢献が正式にCERNとの間で合意された。

ＳＳ【学術的意義】
重力波望遠鏡は米国で既に稼働しており、重力波の発見によりノーベル賞を受賞しているが、KAGRAの完成によって欧米で既に建設されたものとともに世界的な観測網が構築できるよ
うになり、その学術的文化的意義は非常に大きい。またKAGRAで採用された低温鏡システムは大型の重力波望遠鏡には初めて採用された技術で感度を大幅に向上させることから、欧米の重力波望遠鏡においてもアップグレードに向けて採用が真剣に検討されている重要な技術でその学術的意義は大きい。
この業績はNature（D.Castelvecchi,doi: 10.1038/d41586018-07867-z）の記事でも紹介されている。また(1)は関連分
野における被引用回数上位2.5％、(2)は3.2％、(3)は1.8％に含まれ、高い注目と評価を得ている。
【社会、経済、文化的意義】
ここで開発された超低振動低温技術は脳磁計などにも採用されており、社会的経済的意義も大きい。KAGRAは2020年２月25日に観測を開始しており、KEK、東京大学、国立天文台によりプレスリリースにて発表するとともに、新聞報道などでも紹介された（朝日新聞、読売新聞、産経新聞、東京新聞、日刊
工業新聞）。

タイトル・表題等

発表雑誌・出版社
・会合等

巻・号

頁

発行・発表年等

掲載論文のDOI（付与されている場合）

Michinaka
Sugano,TatsushiNakamoto,
Shun Enomoto,
Hiroshi
Kawamata,
Naoki Okada,(Invited)
RyutaroFabrication
Okada, Kenichi Sasaki, and Test
IEEE
Toru Ogitsu, Results of
Volum
Articlethe First 2 m Transactions onNobuhiroe 27,(1) Kimura,
numberModel Magnet AppliedIssue
7833957
Superconductiviof Beam
Kenichi4ty
Separation
Tanaka,Dipole for
Hirokatsu
the HL-LHC
Ohata,
UpgradeMasahisa
Iida, Norio
Higashi,
Naoto
Takahashi,
Sigekatu
Sugawara,
Andrea Musso,
Ezio Todesco2017

10.1109/TASC.2017.2657763

M. Sugano, S.
Enomoto, N.
Higashi, M.
Iida, Y.
Development
Ikemoto, H.
of 2-m Model
Kawamata, N.
Magnet of theKimura, T.
IEEE
Beam
Volum
Nakamoto, T.
Separation
ArticleTransactions on
e 29,Ogitsu, H.
(2)
Dipole withnumber
Applied
Issue
Ohhata, N.
New Iron
4003607
Superconductivi
5
Okada, R.
Cross-Section ty
Okada, K.
for the HighSasaki, K.
Luminosity
Suzuki, K.
LHC Upgrade
Tanaka, N.
Takahashi, A.
Musso and E.
Todesco2019

10.1109/TASC.2019.2902710

S Takayama, K
Koyanagi, H
Miyazaki, S
Design andTakami, T
Test Results
Orikasa, Y
of
Journal of
Ishii, T
Superconducti Physics:(3) Kurusu, Y
ng Magnet for Conference
Iwata, K
SeriesHeavy-Ion
Noda, T
Rotating
Obana, K
GantrySuzuki, T
Ogitsu and N
AmemiyaVolumeArticle871, number
Issue 012083
1

2017

10.1088/17426596/871/1/012083

R Kumar , D
Chen , A
Hagiwara , T
Kajita , T
Miyamoto , T(1)Suzuki , Y
Sakakibara ,H Tanaka , K
Yamamoto ,and T Tomaru

Status of thecryogenic
Journal of
payloadPhysics:
system forConference
the KAGRA
SeriesdetectorVolume
Article716, number
Issue 012017
1

2016

10.1088/17426596/716/1/012017

N.Kimura, T.
Suzuki, T.
(2)
Tomaru,et.Al.

KAGRA: 2.5
generationinterferometr Nature
ic
Astronomy
gravitational
wave detector

Volum
e 3,
pp.35-40
Issue
1

2019

10.1038/s41550-018-0658-y

N.Kimura, T.
Suzuki, T.
(3)
Tomaru,et.Al.

Construction
Volumof KAGRA: an Progress ofeArticleunderground
Theoretical and2018, number
gravitational Experimental
Issue 013F01-wave
Physics
1
bservatory

2018

10.1093/ptep/ptx180

○

小区分
番号

小区分名

社
文
会
化
的
経
意
済
義
、

研究テーマ
及び
要旨【200字以内】

学
術
的
意
義

、

業
績
番
号

判断根拠（第三者による評価結果や客観的指標等）【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、
文化的意義」の双方の意義を有する場合は、800字以内】

重複して 共選定した 同
研究業 利
用
績
番号 等

代表的な研究成果・成果物【最大３つまで】

著者・発表者等

放射線輸送計算コードPHITSの開発・
維持

3

63020

加速器の遮蔽計算や放射線検出器の放射線影 感度の計算、放射線防護の評価など
響関連 に必要な放射線輸送計算コードの開発・維持を行った。計算コードの講習会、ユーザー対応、バグ修正、バージョンアップなどを行ったもの
である。

Ｓ

SS

【学術的意義】
世界５大汎用放射線コードの１つとして知られるPHITSコードの最新の論文である。KEK総研大事業として６年前からマレー
シアでPHITS講習会を行ってきたが、その周辺国での講習会開催へと展開し、近年はアジア諸国でも普及が広がっている。
論文（2）は関連分野の被引用数上位0.01％に含まれるほど引用されている。

タイトル・表題等

発表雑誌・出版社
・会合等

TatsuhikoSato, Koji
Niita, Yosuke
Iwamoto,
Shintaro
Hashimoto,
Tatsuhiko
RecentOgawa, Takuya Improvements
Furuta, Shin- of Particle
EPJ Web of(1) ichiro Abe,and Heavy Ion
Conferences
Takeshi Kai, Transport
Norihirocode System:
Matsuda,PHITS
KeisukeOkumura,Tetsuya Kai,
Hiroshi Iwase
and Lembit
Sihver○【社会、経済、文化的意義】
2019年に 放射線科学センター、計算科学センターが合同で行ったEGS/Geant4/PHITS合同の医学放射線シミュレーション
研究会は、医学物理士認定機構から認定研修課程、講習会として３単位が認定され、多くの医療関係者の参加があった。

巻・号

頁

発行・発表年等

Volum Article
2017
e 153 number 06008

TatsuhikoSato,Yosuke
Iwamoto,Shintaro
Hashimoto,TatsuhikoOgawa,Takuya
Features of
Furuta,ShinParticle andichiroVolum
Heavy Ion
Journal of
Abe,Takeshi
e 55,
(2)
Transport
pp.684-690
Nuclear Science
Kai,Pi-En
Issue
code
and Technology
6Tsai,Norihiro
System(PHITS)
Matsuda,Hiros
version 3.02
hi
Iwase,NobuhiroShigyo,Lembit
Sihver &Koji
Niita show
less

掲載論文のDOI（付与されている場合）

10.1051/epjconf/201715306
008

2018

10.1080/00223131.2017.141
9890

2016

10.1016/j.nima.2016.06.125(3)

放射線輸送計算コードGEANT4の開発
と高度化

4

15020

素粒子、
原子核、
宇宙線お
よび宇宙
物理に関
連する実
験

放射線が物質中で起こす複雑な振舞や反応を正確にシミュレートする大規模ソフトウエアを開発・維持してきた。高エネルギー物理学（HEP）や宇宙線、原子核実験等で物理成果を導くために不可欠なツールとして、加速器遮蔽計算、防護の評価にと活用されるだけでなく放射線医学治療、トモグラフィ、宇宙工学など学際分野で利用されている。

SSSS【学術的意義】
Geant4は物質中における粒子の飛跡をシミュレーションするためのソフトウエアであり、欧州合同原子核研究機構（CERN）と国際共同研究により開発してきた。高エネルギ―
素粒子・原子核実験における検出器のシミュレーションとして広く利用されており、この分野の実験研究には不可欠なソ
フトウェアである。Belle実験、T2K実験でももちろん利用されている。論文(1)は、Geant4の第３論文であり被引用論文数が465で、関連分野での被引用回数は上位0.06％に含まれるほど利用されている。

Geant4
collaboration
Recent.
(1)
developments
K.Amako,T.Sas
in Geant4
aki,K.Murakami, et al.

○

【社会、経済、文化的意義】
放射線医療にも応用が期待されており、論文(2)は関連分野での被引用回数が上位５％に含まれる。2019年に放射線科学センター、計算科学センターが合同で行ったEGS/Geant4/PHITS
合同の医学放射線シミュレーション研究会は、医学物理士認
定機構から認定研修課程、講習会として３単位が認定され、多くの医療関係者の参加があった。

Nuclear
Instruments andMethods inPhysics
Research,
Volum
Section A:
pp.186-225
e 835
Accelerators,
Spectrometers,
Detectors andAssociatedEquipment

Geant4-DNA
trackSakata,structure
Dousatsu;
simulations
Kyriakou,for gold
Ioanna;Volum
Okada, Shogo; nanoparticles
e 45,(2) Tran, Hoang: The
Medical Physics
pp.2230-2242 2018
Issue
N.; Lampe,
importance of
5Nathanael;electron
Sasakidiscretemodels in
Takashi, et
nanometeral.
volumes

10.1002/mp.12827(3)

加速器放射線管理高度化のための放
射化の研究

5

63020

産業界も含め、世界的に加速器利用が進展しており、その廃止措置が大放射線影 きな問題となりつつある。本研究で響関連 は、国内の10か所以上の加速器において放射化を測定し、加速器の種類
別の放射化をあきらかにするとともに、放射化の程度を短時間かつ高精度で測定する方法を開発したものである。

SS(1)(2)については、原子力規制庁の放射線安全規制研究戦略的推進事業において採択・実施された研究である。加速器施設の廃止措置において放射化物の評価・測定法は、労力やコストに係わる重要課題であり、新しい簡易的な放射化測定法の確立のみならず、日本全国の各種加速器施設に対する放射化／非放射化の領域分けも行い、廃止措置の事前計画に役立つ情報が得られた。本成果は、規制側、事業所側の双方にとって加速器施設廃止の際の評価手順の合理化に貢献することになる。得られた研究成果は価値があると評価され、継続的に事業受託されている。
(3)については、これまで不明であった大型陽子加速器施設JPARCの空気の放射化の測定を実験的に行ったものである。本成果は、J-PARCの空気の放射線管理に役立つとともに、将来の新しい大型陽子加速器設計に有用な情報となる。

(1) 松村宏ら「加速器廃止招待講演、第56
措置に関する回アイソトー
研究(1) －放プ・放射線研究
射線安全規制
発表会
研究－」

2019

(2) 松村宏ら「加速器施設の廃止措置に係わる放射化物の測定、評価の手法の確立」

2019

平成30年度放射線安全規制研究
戦略的推進事業
成果報告書

○

(3)

T. Oyama etal.

Nuclear
Instruments andMethods in
ThermalPhysics
neutronResearch,
profileVolum
Section A:
pp.98-106
e 937
inside J-PARC
Accelerators,
main ring
Spectrometers,
tunnelDetectors andAssociatedEquipment

2019

10.1016/j.nima.2019.05.03
0

小区分
番号

小区分名

社
文
会
化
的
経
意
済
義
、

研究テーマ
及び
要旨【200字以内】

学
術
的
意
義

、

業
績
番
号

判断根拠（第三者による評価結果や客観的指標等）【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、
文化的意義」の双方の意義を有する場合は、800字以内】

重複して 共選定した 同
研究業 利
用
績
番号 等

代表的な研究成果・成果物【最大３つまで】

著者・発表者等

タイトル・表題等

発表雑誌・出版社
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The Initial
Results ofExperiment onboard theInternational
Y. Kishimoto,2017 IEEESpace Station
Nuclear Science
S. Sasaki, K.
using(1) Saito, K.
Symposium andPosition
Medical Imaging
Takahashi et.
Sensitive
Conferencal.
TissueEquivalent
Proportional
Chamber “PSTEPC”
リアルタイム宇宙線量計の開発

6

24010

宇宙空間での放射線管理で重要な多種多様な放射線の線量をリアルタイ
ムで測定可能な線量計を開発し、国際宇宙ステーション（ISS）で約１年
航空宇宙 間にわたり測定実験を行った。宇宙工学関連 線線量の測定は、将来の火星等の有
人探査において必須の技術とされており、LET測定に基づく本技術は、あらゆる放射線を対象とし、従来の線量測定システムを凌駕する可能性を持つ。その開発の意義は極めて大きい。

Ｓ【学術的意義】(1)はタンパク質結晶構造解析における試料交換ロボットに関する論文、(2)はX線吸収微細構造実験における試料交換ロ
ボットに関する論文、(3)はRFIDタグを用いた試料の管理に関する論文である。これらに関連して、カナダ放射光施設ユー
ザーミーティング、PF研究会、東経連ビジネスセンター等で自動化に関する招待講演を行った。

放射光施設における試料交換ロボッ
トの開発

7

20010

機械力学
およびメ
カトロニ
クス関連

放射光施設におけるタンパク質構造解析やX線吸収微細構造実験等を効率良く行うために、タンパク質や金属箔等の大量の試料を遠隔または自動で交換できるロボットを開発・運用
し、試料交換時間を大きく短縮するとともに完全自動実験を実現した。
関連して試料を準備するためのロ
ボットやRFIDタグを用いて大量の試料の管理を行う技術開発も行った。

Ｓ

Ｓ【社会、経済、文化的意義】
これらの成果は、放射光施設を利用した実験、測定の効率化に大きな寄与をした。特にタンパク結晶の構造解析における低温測定の効率化は、創薬等ライフサイエンス研究の進展に寄与した。試料準備ロボットの開発に関しては、八ヶ岳ジャーナル（2017年４月１日）、山梨日日新聞（2017年４月１日）に取り上げられた。

ミュオン（μ粒子) 異常磁気能率（g-2）測定への貢献

8

80040

ミュオンg-2は、実験値と理論値に有意な差があると、素粒子物理学の標準理論を越えた新しい物理があると量子ビー され世界中で実験、理論研究が展開
ム科学関 されている。(1)理論計算として、過去にない精密な計算（2千個を超える
連
2loop diagramをすべて数値計算し、弱い相互作用寄与分を計算）(2)JPARC g-2/EDM実験の核となるg-2/EDM
測定用のミュオン蓄積用ソレノイドの開発(3)同実験の実験を支える測定器技術開発を行った。

宇宙機内滞在や将来計画としての月や火星への有人探査に不可欠な高精度かつリアルタイム線量計を開発し、実際に国際
宇宙ステーション内において動作実証試験を行い、その有効性を実証した。具体的には2016年11月にJAXAによる開発完了
審査においてISSにおける軌道上実験の意義及び目的が妥当であるとの評価を受け、同12月にJAXAによる運用移行確認審査をにおいて軌道上実験運用に移行して良いとの判定を受けた。これらの判定を受けて、ISSへの打ち上げ及び軌道上実験の実施が正式に認可され、同12月９日に種子島宇宙センター
よりHTV輸送機にてISSへの打ち上げが行われた。同12月14日にISSきぼうモジュールへの設置がなされた後に実験を開始
し、2018年３月末の運用終了をもって実験を完了した。その後、2018年８月にJAXAで開催された定常運用終了確認審査において、本実験がフルサクセスクライテリア（全目標達成基準）を達成したと判断された。

ＳＳ【学術的意義】
素核研で計画されている学術的に意義の大きい g-2測定を共通基盤研究施設として支援した。
(1) 計算科学センターでは、開発したファイマンダイアグラ
ム自動生成プログラムGRACEと積分計算の高速化技術を駆使した計算を行いミュオンg-2の電弱パートの値として最も精密な計算としてParticle Data Group の2019年版reviewで引用されている。(http://pdg.lbl.gov/2019/reviews/rpp2019-revg-2-muon-anom-mag-moment.pdf の(57.8)式)(2)超伝導低温工学センターでは、超伝導電磁石技術を駆使し
g-2/EDM測定用のミュオン蓄積用ソレノイドを開発し、またこの技術を産学公の共同研究によって医療用MRI技術の高度化にも発展させた。
(3)機械工学センターでは、陽電子飛跡検出器におけるセンサーの３次元高精度配置のための構造設計を行った。セン
サー固定のための接着剤の選定や精密位置決め機構の開発を行い、検出器の実機製作に道を開いた。
【社会、経済、文化的意義】(2)について0.33m半径の領域で３T、0.1ppmの高精度磁場を実現できる超伝導磁石設計技術を確立し、物理実験だけでなく医療用MRI技術の進歩にも貢献した。

発行・発表年等

掲載論文のDOI（付与されている場合）

2017

Experiment onboard theInternational
Space Station
Y. Kishimoto,Internationalusing
Symposium on
S. Sasaki, K.
Position
Radiation○ (2) Saito, K.
Sensitive
Detectors and
Takahashi et.
TissueTheir Usesal.
Equivalent
Proportional
Chamber “PSTEPC”

2018

Detector
performanceof thepositionsensitive
tissueVolum
Y. Kishimoto,Japanese
Articleequivalente 59,(3) S. Sasaki, K.
Journal of
number
proportional
Issue
Applied Physics
016003
Takahashichamber for1
space
dosimetryonboard theinternational
space station

2020

10.7567/1347-4065/ab5de2

Development
Masahikoof Sample
Hiraki,Exchange
NaohiroRobot PAM-HC(1) Matsugaki,
for Beamline
Yusuke Yamada
BL-1A at theand Toshiya
PhotonSenda
Factory

AIP Conference
Proceedings

Volum Articleenumber1741 030029

2016

10.1063/1.4952852

SampleExchange
Robot underan OxygenFree
Atmospherefor DXAFS
Experiments

AIP Conference
Proceedings

Volum Articleenumber2054 060073

2019

10.1063/1.5084704

Masahiko
Hiraki,
RFID Tag
NaohiroSystem for
Matsugaki,
SampleYusuke(3) Yamada,
Tracking at
Structural
Masahide
Biology
Hikita,Beamlines
Masashi
Yamanaka andToshiya Senda

AIP Conference
Proceedings

Volum Articleenumber2054 060074

2019

10.1063/1.5084705

Numerical
Tadashicalculation
Volum
Ishikawa,of the full
ArticleNobuyaPhysical Review e 99,(1)
two-loop
numberIssue
D
Nakazawa, andelectroweak
073004
7
Yoshiakicorrections
Yasui
to muon (g-2)

2019

10.1103/PhysRevD.99.07300
4Magneticdesign and
Nuclearmethod of a
Instruments andsuperconducti
Methods inng magnet for
Physics
muon g-2/EDM
Research,
preciseVolum
Section A:
pp.51-63
measurements
e 890
Accelerators,
in aSpectrometers,
cylindrical
Detectors andvolume with
AssociatedhomogeneousEquipment
magnetic
field

2018

10.1016/j.nima.2018.01.02
6

Masahiko
Hiraki,
YasuhiroNiwa, Kei
(2)
Takahashi,○
Masashi
Yamanaka andMasao KimuraAbe, M.;
Murata, Y.;(2) Iinuma, H.;
Ogitsu, T.;○
Saito, N.

T. Kume,N.
Sato, T.
(3)
Takatomi,
et. al.

Developmentof Silicon
Strip
Detector for
J-PARC muon
g-2/EDM
Experiment

Proceedings of
ScienceVolum PoS(ICHEP201
2019
e 340 8)541

10.22323/1.340.0541