A2サブコース
素粒⼦原⼦核実験・加速器

三部 勉
mibe@post.kek.jp2024/05/17 KEKプレスリリース
世界初、素粒⼦ミュオンの冷却・加速に成功
ミュオン加速元年、ついにミュオン加速器の実現へ
https://www.kek.jp/ja/press/pr202405171500

A2サブコースの研究
広大な宇宙から微細な粒子に至る世界の基本法則を明らかにする

素粒子

原子核
ハドロン

• 根源的な問いに答えるべく、原子核・素粒子を研究対象とし、加速器などを使った先端的実験研究を行っています。
- なぜ物質は質量を持つのか？
- 宇宙はどのように誕生したのか？
- 地球上の多様な元素は宇宙でどのように作られたのか？
- 自然に見られる美しい対称性はどこまで厳密に成り立つのか

実験によって新たな知見を生み出す

世界の加速器科学研究拠点で研究を遂行中
••••
•
•

理研仁科センター @和光
PSI @チューリッヒ (スイス)
J-PARC @東海
KEK @つくば
CERN @ ジュネーブ (スイス)+ more + 大学の実験室• 物理学教室••セン( C ターNS)

学
研
究科

原子
核究( K 機構EK)

研

速器

加ル
ギーネ高エセ( I C ンタEP ーP)

研
究際

物理
国子

素粒

•連携宇(K 宙研avli I 究機
PM 構U)

物

ブ
リ
数カ

•

原子核・ハドロン物理学
素粒子物理学- 最先端装置を用いた国際的研究を主導- 研究所・グループをつなぐハブ

原子核科学研究センター
Center for Nuclear Study
クォークから原子核まで物質階層の起源と普遍性を探求し、宇宙における物質創成と進化を解明

原子核を使って、「標準理論では予想もつかない量子多体系の豊かな世界」を解明
CNSがRIBFに設置する世界最先端の実験装置を使って原子核の新しい姿を探求”CP対称性の破れ”,”宇宙での元素の起源”“新奇な核共鳴モード”,“究極の原子核の合成”に迫る!

最先端の実験技術の開発
レーザー冷却、イオン源

CRIB

酒見
SHARAQ/OEDOスペクトロメーター

今井

矢向郡司

山口

社会的課題(核融合炉、原子炉放射性廃棄物減容)への貢献

高エネルギー加速器「LHCやEIC(2030-)」にてクォークとグルーオンが創発する世界を探求”初期宇宙のクォークグ
ルーオンプラズマ”“核子や原子核の複雑な内部構造” に迫る!

LHC-ALICE実
験

EIC-ePIC実験

https://www.cns.s.u-tokyo.ac.jp/ja/post/2024/2024-05-03/

KEK, J-PARC, IPMUの６研究室
J-PARC
Neutrino Beam to Kamioka

KEK
Material and Life Science
Experimental Facility (MLF)

IPMU
本郷

SuperKEKB/Belle II

後⽥(KEK) 樋⼝(IPMU)

世界最高事象生成性能の加速器で、B中間子、Ｄ中間子、タウレプトンを大量に生成し、崩壊過程に現れる標準理論では説明できない現象（レプトンフレーバーの破れ、レプトン普遍性の破れ、新しいCP位相など）を探索。物質優勢宇宙の謎などの解明を試みる。クォーク4つからなる新しいハドロンの研究や、暗黒物質探索も。

•6
Hadron Experimental Facility(HEF)

⼩関三部

⿑藤⼩沢

J-PARC

世界最高水準（MW級）の陽子加速器を用い、K中間子、p中間子、ミューオン、ニュートリノ、中性子等の二次粒子を用いた実験を行う。
（小関）加速器の研究。すべての実験の成否のカギを握る。
（齊藤、三部）ミューオン(g-2)のアノマリを、新しい手法で追及。
（小沢）高密度QCD物質の世界に挑む（実は1次ビームを使う）

KEK（つくば）やJ-PARC（東海村）で行われている加速器実験・加速器開発を現地（近く）で推進する研究室。

6/7(金) IPMU open house
6/8(土)KEK Belle II見学会
6/9(日) J-PARC見学ツアー• 生活（食、言語）は急激に変えず、研究に関してのみ世界最先端に飛び込む。国際的に活躍できる研究者としての修練を積める。
毎年受ける相談：遠いので交通費的に厳しい。→
交通費は心配無用。家賃も安い。）
https://sites.google.com/g.ecc.u-tokyo.ac.jp/j-parc2024/
https://belle.kek.jp/b2j/briefing/https://www.ipmu.jp/ja/20240607-openhouseAP素粒子センターとヒッグス粒子発見後の素粒子物理学
新物理の発見へ！ 「素粒子標準模型」の牙城を崩す！
素粒子物理国際研究センター：世界最先端の素粒子実験ができる研究室
エネルギーフロンティア
ATLAS実験 LHC(～2028)+高輝度LHC(2029～)
ヒッグス粒子の発見に代表される未知の素粒子を直接作って発見するアプローチ“暗黒物質”、“超対称性”、“余剰次元” に迫る!
量子効果によって生じる「µ粒子の稀崩壊現象」を探索し新物理を探る

ILC計画
電子・陽電子衝突で実現するヒッグスファクトリー
「超精密」測定で新物理がヒッグスに与えるわずかな影響を捉える

量子AI
先端量子・AI技術を使って未来を開拓する

Tabletop実験
多彩な技術とアイデアで素粒子の謎に迫る

MEG II実験

インテンシティフロンティア
A2サブコース（石野、森、田中、大谷、奥村、澤田、寺師、末原）「詳細：ICEPP あるいは 素粒子センター で検索」
研究所別ガイダンス（今日の午後）・A2サブコースガイダンス（5/28）・ICEPP学部向け特別セミナー（6/10,14,17）

物理学教室が繋ぐ最先端研究

不安定核・
低エネルギー核物理

米国 JLab

ドイツMAMI

東北大ELPH

ATLAS

LHC

HIHR プロジェクト
J-PARC ハイパー核工場

旧浅井研 (Ps-BEC)
6. ポジトロニウムのボース・アインシュタイン凝縮

反物質の新量子多体系である低温量子凝縮相＝反物質レーザーを実現
エネルギーフロンティア実験
電子 e
レーザー冷却
陽電子 e
LHC/ATLAS,
ILC,
FCC＋ 超高密度化物
Ps-+

光で真空の歪みを探る理学
反物質
反物質新量子多体系
教
光学系の勉強、磁場シュミレーションなどから始める
光，ポジトロニウム，原子等室
7. 量⼦重⼒へ向けて 量⼦論における弱い等価原理
テーブルトップ実験
Ps-BEC

Ps

Ps

中村哲

ハイパー原子核精密分光
ストレンジクォークで探る超高密度物体

スーパーBファクトリー

Psのボース・アインシュタイ
ン凝縮 (BEC)

ポジトロニウム(Ps)（古典極限系）

SuperKEKB加速器

Qにloginして量⼦アルゴリズム
４. 量⼦コンピューターで遊んでみる IBMを経験・勉強（量⼦AIへ）

Qにloginして量⼦アルゴリズム
ターで遊んでみる IBMを経験・勉強（量⼦AIへ）

ハブ）

量子計算

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古典計算

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Uin(!)

量子計算

U(#)

パラメータの更新

〈Z〉

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Uin(!)

U(#)

中島康博

コストの計算（素粒⼦センターがIBM-Qのハブ）

古典計算

パラメータの更新

コストの計算AI，量子コンピューティング
5. ブラックホールの量⼦性を実験的に調べるの量⼦性を実験的に調べる）を使えば純粋に電H (white hole) horizon

ではスピン波の透過える「異常増幅」が起性の解明

横山将志

〈Z〉

例えばマグノン（スピン波）を使えば純粋に電気的な測定でBH horizon, WH (white hole) horizon
を作れるBelle II測定器

陽子崩壊探索ニュートリノ振動の研究
スーパーカミオカンデ
ハイパーカミオカンデ

最先端装置を用いた国際的研究を主導
研究所・グループをつなぐハブ
このBH cavityの共鳴周波数ではスピン波の透過率、反射率がともに1を超える「異常増幅」が起こる
ニセモノBHを作って、量⼦性の解明

ニュートリノによる宇宙天体観測

スーパーカミオカンデ
池の山
1360 m

前置検出器

J-PARC

野口五郎岳
2924 m
海抜 0 m1700 mニュートリノビーム

T2K実験

295 kmJ-PARC陽子加速器

もっと知りたい人はA2サブコースガイダンスと相談会+オープンラボへ！
A2サブコース合同
大学院入試ガイダンス

研究所別相談会+
物理学教室オープンラボ

5/28(火) 16:00~17:30
理学部4号館 1220号室

本日このあとA2サブコースの教員が一同に集まり、対面で直接話を聞けるチャンスです。学内・学外を問わず、興味のある学生の皆さんの参加をお待ちしています。
参加希望の方は、登録をお願いします。オンライン参加も可能です。
https://sites.google.com/view/utokyo-phys-a2-guidance-2024/

イベントのお知らせ
6/2(日)

CNS和光施設/理研RIBF見学会

6/7(金)

Kavli IPMU オープンハウス

6/8(土)KEK Belle II見学会（希望に応じて開催）

6/9(日)

J-PARC見学ツアー

6/10(月),14(金),17(月) ICEPP学部生向け特別セミナー
各イベントの案内は以下のページにもhttps://www.phys.s.u-tokyo.ac.jp/event2/42396/