https://www.japan-acad.go.jp/pjab

No.12

Proceedings of the Japan Academy,Ser. B ニュースレター
目次
挨拶

1

インタビュー

永嶺謙忠氏

1

トピックス 糖鎖の謎

8Vol. 95 掲載論文紹介

9

Proceedings of the Japan Academy, Ser. B について 12
Editorial Board

挨拶
Editor-in-Chief

大塚 正徳

12

PJA News Letter は、日本学士院が出版している英文誌 Proceedings of
the Japan Academy, Ser.B（PJAB）についての情報を多くの人々に知って頂くため、毎年一回、広範囲に発送しています。
PJAB は一巻一号が 1912 年に出版されて以来今日まで、学術の発達を目指す日本学士院の活動を国外、国内に向けて発信して来ました。最近、出版委員会は PJAB を改善するため、すべての論文について英文校閲を行うこと、
カラー印刷の費用を支援すること、Supplementary Information をネットに公開すること、などを決めました。また総説論文には、その分野に既に貢献している方に執筆いただくことを明確にしました。詳しくは Web で公開している Instructions to Authors をご覧ください。

素粒子ミュオンは電子と同じレプトンの仲間
で、1937 年に宇宙線の中から発見されました。
一時は湯川パイ中間子と混同され、ミュー中
間子と呼ばれたこともあります。そのミュオン（ミュー粒子）の研究をリードしてきたのが永嶺謙忠東京大学名誉教授・高エネルギー加速器研究機構名誉教授です。
ミュオンの質量は電子の約 200 倍あり、エネ
ルギーを上げると厚い物質でも通り抜けるという性質があります。それを活かして、1991 年、永嶺博士は水平線すれすれに飛来する宇宙線
ミュオン（CRM）を検出器でとらえて画像化

インタビュー

永嶺謙忠

×

（聞き手）

高崎史彦
三宅康博
齊藤直人
山崎敏光

する「水平 CRM ラジオグラフィー」を世界で初めて実現させました。これにより、火山の内部構造や福島第一原発の内部も透視撮影できるようになりました。
一方で、永嶺博士らは、加速器による陽子ビームを標的に当ててミュオンビームをつくり、それを利用して核物理・物性にわたる各種の研究を進めてきました。J-PARC で大強度のミュ
オンビームが整備される時代を迎え、ミュオン
はいま、究極の衝突型加速器やミュオン顕微鏡など、電子に代わって次世代科学の主役に躍り出ようとしています。
左より
山崎敏光、三宅康博、永嶺謙忠、齊藤直人、高崎史彦の各氏
日本学士院会館にて

原子炉内部を透視する
宇宙線ミュオン

したが、火山の中にトンネルを掘るわした対象でした。結果は非常に簡単で、

けにいきません。

半日くらいの宇宙線で見えてくること

このアイデアを外国に行ってたびたび話しました。すると、「実現したらを解明して、その後、いろいろと発展
していきました。

山崎：今回の永嶺さんの日本学士院賞

すごいぞ」と言われて、その気になっそして 2011 年、福島第一原子力発

は宇宙線のラジオグラフィー（宇宙線たのです。結局、山体外部に置いた検電所の大事故が起こりました。それ以による画像作成技術）に焦点が当てら

出器群（多重プラスチックカウンター）

降、高崎史彦先生が中心になってグれていますが、永嶺さんのミュオン研

で水平ミュオンを捉え、強度減衰測定

ループを率いられ、福島第一原発の中究はもっと広い範囲にわたっていまから山体内部を調べることができましがどうなっているかを探られているわ

す。今日はそうした広い話と、それら

た。

けです。

が将来にどうつながっていくかについ

その後、いろいろやっていくうちに、

要するに、私たちは真横から来るて語っていただきたいと思います。

若い学生さんの中に大変優秀な人が出

ミュオンを利用するという方式をとっ

永嶺：私自身の研究年表を作ってみてきました。その１人が東大地震研のたのですが、これは加速器実験でのて、まさに「ミュオンと生きる」とい教授になっている田中宏幸さんです。

ミュオンテレスコープの原理であり、うことだったことがわかりました。宇

火山の中を実際に調べるのは彼らにバ

いつもやっていることをただ応用した

宙線ミュオンのラジオグラフィーは、

トンタッチしました。浅間山、岩手山

だけなのです。それが、思いがけずい

私より 20 年ぐらい前に、アルバレとなど 10 ぐらいの火山をやったと思い

ろいろな所に発展していきました。言いう人が真上から降ってくる宇宙線

ます。途中で４カ国ぐらいの人たちが葉が悪いですが、この方面の研究はいミュオンを使ってピラミッドの中を観

アメリカやヨーロッパでも始めましわば片手間にやった感じがあります。

測する仕事をやっています。私はそのた。

私の本業は陽子加速器を使って大強ことをあまり知らなかったのですが、度のミュオンビームをつくり、それを「ミュオンと生きる」

雲仙普賢岳が噴火した 1990 年に、何か貢献できないかと考えていて、出張

使ってさまざまな研究を進めることでした。

帰りの飛行機の中で、水平のミュオン

次に溶鉱炉を調べました。知り合い

1972 年ころ、山崎敏光先生の東大に気づいたのです。地球は丸くて、周に新日鉄に勤めている人がおり、溶鉱グループのメンバーとしてバークレーりの空気から宇宙線ミュオンがやって炉というのは 1000 億円ぐらいするけとバンクーバーに遠征し、その DC（直くるわけですが、そういう水平のミュ

ど、数十年たつと自動的に解体するこ流状）ミュオンビームを用いて偏極オンを使えば、火山内部が見えるのでとになっているというんです。新しくミュオンの研究を展開した後、日本にはないかと考えついたのです。アルバ

しないと耐火煉瓦がもたないからだと

帰ってきました。しかし当時の日本にレがやったピラミッドの場合はあらか

聞かされまして、それなら調べる方法

はミュオン源がなかったので、どうしじめトンネルが用意されていたので放があるだろうということで始めましたらいいか思案していたときに、KEK

電箱（スパークチェンバー）が使えまた。火山のスケールをちょっと小さく（高エネルギー加速器研究機構）のパ
ルスのブースター・シンクロトロンを使えば、非常によいパルス状ミュオン

前方ミュオンができることに気がついたのです。そ浅間山

れを使って研究を進めました。
バックグラウンド

パルスのミュオンには利点がありました。ロスアラモス研究所などに比べる と、1/100 〜 1/1000 ぐ ら い の 強検出器
鉄板
透過像（前方後方比データを噴火道[m] のない場合との差分で表示）

光電子増倍管

後方ミュオン3200

度しかないミュオンビームですが、時間的なパルス構造を持っていることをうまく使うと、いろいろなことができ

垂直距離

プラスチック
シンチレータることがわかってきました。例えばその後にノーベル賞をとったスティーブ
ン・チューがレーザーを抱えてベル研

1400
−2000

究所からやってきました。そして、
レー
0

水平距離

2000 [m]ザーのパルスで励起すれば、ミュオン
ミュオンによる浅間山の透視

2 PJA Newsletter No. 12 2020 MAR.

ビームとうまく共鳴することを示しました。それがスタートで、ここにいる

しても、またそこでの実験にしても、きことです。あれがなかったら、現在

三宅康博さんらと一緒に超低速ミュオ

かなり多くのことが永嶺先生の提案ののような J-PARC での展開には至らなンという概念を発展させて今日に至っ

上に作り上げられていると思います。

かったと思います。

ています。

三宅：そ う で す ね。 理 研 − RAL は、

山崎：齊藤さんが永嶺さんのやってい三宅：最初にやった実験が懐かしいで

KEK のものよりも 10 倍から数 10 倍ることに関心を持たれたのはいつごろす。

も強度が高かったんですが、J-PARC

ですか？

永嶺：重要なことは、パルス状ミュオ

でははるかにそれを上回り、100 倍ンだと、非常に極端な強度で実験がでから 1000 倍ぐらいの強度のミュオン

齊藤：実は学生のころからです。京大

きることです。それを実証したのがが、正のミュオンでも負のミュオンで連続で講義をして、夜は飲むという、

レーザー共鳴や超低速ミュオン源でも 得 ら れ ま す。 で す か ら 今 後 はそういう訓練を受けました。その中で、す。

J-PARC でやります。また永嶺先生の今の火山のラジオグラフィーの話も含に特別講演に来ていただいて、３日間

同時に、パルスで非常にいいことは、「超低速の正のミュオン」も、我々のめて、ミュオンのありとあらゆるテク

大きな白色雑音のバックグラウンドが中心課題として、U ラインというとニックについて、しかもそのプロジェあっても、ミュオンのイベントを同期ころでやっています。また「負のミュクトについてお話しいただきました。

して見ることができることです。ここオン」に関しても「ミュオン触媒核融残念ながら超低速ミュオンの記憶はあから、強い制動放射雑音の存在下で、合」についても、科研費の新学術領域

りませんが、ともかくミュオンというパルス状ミュオン触媒核融合の X 線研究を新しくとって進めようとしてい粒子を使ってできることの広がりにつ観測に成功しました。

るところです。永嶺先生が最初に提案いて、夢も含めて我々の世代にしっか

永嶺：1989 年に常温核融合騒ぎが起されてからずいぶん時間がかかってしりと植え込んでいただいたと思いまきました。このとき、ミュオン核融合

まいましたが、着実に実現しつつありす。

というのがあると誰かが聞きつけて、ます。

常温核融合の化学者、熱核融合の研究

高崎：U ラインですか。

山崎：昔から、我々はミュオンというのは、非常に大事な粒子だと思ってい者といっしょに自民党本部に呼ばれま

三宅：はい。超低速正ミュオンの専用たんです。しかし、加速器のプライマした。3 人が講演したのですが、一番ミュオンビームライン、U ラインです。

リービームの強度は低いし、それから関心を持たれたようで、後半の質問は一方、超低速ミュオンビームを再加速

ミュオンで高品質なものをつくろうと

全て私に来ました。これがきっかけですることによりミュオンの異常磁気能

すると、ビームチャネルとかも非常に予算が出て、それが理研−RAL（英ラ率 g-2 を精密測定する研究は、H ラ

大変になる。永嶺さんはそれをゼロか

ザフォード・アップルトン研究所）支

インで計画されています。

ら出発して全部つくっていったわけだ

所につながりました。

齊藤：J-PARC の中でもミュオン実験

から、人材の養成も含めて、たいへんに生産的であったと思います。

というわけで、不思議な偶然と幸運

施設は立ち上がりがかなり遅く、三宅が重なりまして、今日まで至ったわけ

さんはほんとうにご苦労されたと思い

かつては、ミュオン研究者はほんのです。超低速ミュオンが生まれ、それます。今は、ビームラインもかなり整

一握りしかいなかったけど、いまやグを多くの方々が素粒子研究に使う時代備されてきて、あとは H ラインだけ

ループと言えるまで成長してきた。国になってきたわけで、私としては光栄

つくればいいという状況ですね。ここ

際的な広がりができてきたことも大き至極であると思っております。

で正ミュオン透過顕微鏡や素粒子ミュいですね。

オン実験が展開されます。

齊藤：そうですね。

J-PARC で展開される
ミュオン研究三宅：最 後 の 4 本 目 が H ラ イ ン で、定されています。

なってきました。かつては実験のアイ

高崎：今の話を掘り下げると、J-PARC

齊藤：超低速ミュオンビームの生成プ

デアはあってもなかなか実施できませ（茨城県東海村に所在する大強度陽子

そこで g-2 などの大型実験計画が予

山崎：J-PARC の時代となり、ミュオ
ンは宇宙線の中で最も重要な素粒子とロセスには何重ものロスがあるので、んでした。しかし最近は、いろいろな加速器施設。現在のセンター長は齊藤

最初にクーリングをしっかりやる必要

アイデアを考える人が出てきて、おも直人氏）ではその後、永嶺案のいずれがあります。ただ、その効率を上げる

しろい時代になっています。

かを展開してやっているのですか？

ためにも、何をするにしても、もとも齊藤：ミュオンと名のつく課題は全てとのビームが大強度であって初めてで永嶺さんが取り上げられたもの、とい

きるアイデアなのですね。ですから、うのが僕の印象です（笑）
。当然のこ

永嶺先生がそんなに強度のなかった時

三宅：日経サイエンスの 2020 年１月とながら、J-PARC のビームラインと代に発案されて実現されたのは驚くべ

号のインタビュー記事で紹介していた

ひろがるミュオン科学

PJA Newsletter No. 12 2020 MAR. 3

よく負のミュオンを使うことができる。そのμ－ D の動き回ったものに、表面にトリチウム（三重水素）T をつけておくと、D と T が核融合反応を起こして、結果として、後に 10keV程度の負のミュオンができます。その出てきた負のミュオンを効率よく集めると、負のミュオンで走査顕微鏡が作れるのです。そういう提案をして準備しているところです。
高崎：僕はよく理解できていないけ
ど、菅原寛孝さんも同じ希望を言っていましたね。
三宅：顕微鏡として使うために、顕微鏡の専門家と一緒になって、いろいろだいたのは、永嶺先生が最初に始めらば、そのまま波動性を持たせたミュオ

な補正をして収束させて、負のミュオ

れた超低速正ミュオンです。これはンで、生きたままの細胞を観察できまンのマイクロビームをつくろうとして

レーザー共鳴イオン化法でつくり出す

す。さらに電荷を持つので、AB 効果

います。

ところが一番重要なポイントになりま（アハラノフ・ボーム効果）も使えて、

齊藤：これができると、ミュオンコラ

す。いったん超低速化したミュオンを神経ネットワークの 3 次元的な電磁イダーも見えてきますね。

再加速して、それを電子顕微鏡の電子場分布をはかることができるようにな

三宅：正のミュオンビームラインのの代わりに 200 倍重いミュオンを用ります。そういう提案をしています。

ミュオン源として、レーザー共鳴イオ

いて、顕微鏡を作る、透過型ミュオン

高崎：それはプラスのミュオンビー

ン化法によって作り出す超低速正ミュ顕微鏡計画です。
これまで物性の世界では、正のミュオンというのは、スピン偏極した原子

ム？

オンを用い、負のミュオンビームライ

三宅：プラスです。別途、負のミュオ

ンのミュオン源としては、ラムザウ

ンの顕微鏡も提案しています。正のアー・タウンゼント効果とミュオン触スケールの方位磁石として注目されてミュオンの顕微鏡は科研費の基盤研究

媒核融合の組み合わせを使うことにいました。つまり、ミュオンは、スピ（S）で進めているんですが、今度、新よって、エミッタンスに優れた正負ン偏極した粒子として使われてきまし

学術領域で負ミュオンの顕微鏡を提案

ミュオンビームが実現されます。対た。しかし我々が今やろうとしている

して、予算をつけていただきました。

ミュオニウム（μ＋μ－：正ミュオンとのは、超低速ミュオンを再加速するこ

負のミュオンというのはまさに 200

負ミュオンから構成される原子）も作とで、ミュオンを波として使おうとい倍重い電子であり、特性エックス線がることもできます。これも永嶺先生がう提案です。

出ます。これも永嶺先生が発案された

かつて提案されたことです。

ものです。

齊藤：ほんとのミュオニウムを作るの

電子顕微鏡でできなかった事を克服できます。例えば電子顕微鏡の場合、

三宅：その中で特に大事なのは、負のですね。

ミュオンとラムザウアー・タウンゼン

山崎：ずっと前から永嶺さんは、加速で１μm よりも厚いものは見えませ

ト効果とミュオン触媒核融合を組み合器の将来計画としてミュオンコライん。従って、生きたものを凍らせて、わせることです。

ダーを提案されてきた。それに関する

それをスライスして観察しています。

高崎：何効果？

準備的な研究があることも、いろいろ

電子は制動放射で光になってしまうの

しかしミュオンは質量が 200 倍重い

三宅：ラムザウアー・タウンゼント効聞かされてきました。次のリニアコラ

果。水素の中に重水素 D の不純物がイダーを北日本につくる話がかなり具先生のように山のレントゲン写真が撮少しあると、負のミュオン（μ－ ）は体化しているようですね。

れるのは、この理由からです。制動放重い D にすぐつかまるんですが、散永嶺：正統的なリニアコライダーは電射の機構は質量の２乗に反比例するの乱の断面積は数 eV でほぼゼロになり子・陽電子でやろうというのが主流だでミュオンだと起こりにくく、光に変ます。だからこのμ－ D はいくらでもと思いますが、この前の研究会で菅原

わりにくいので山でも透過できるわけ

動き回ることになる。相互作用が全くさんが、そこをミュオンでやったらどです。

なくなるんです。したがって分厚い試

うかと提案された。彼は前から、それ料を用意しておけば、ものすごく効率には負のミュオンビームがきちんとでので、制動放射が起こりにくい。永嶺

それを顕微鏡の世界に持ち込めれ

4 PJA Newsletter No. 12 2020 MAR.

きるかどうかがポイントだと言っていのいい核分裂にすれば、廃棄物の問題をつないで話ができるのは、まさに永ます。

もないし、エネルギーがどんどん取り

嶺先生の真骨頂だと思います。今の三宅：菅原先生からは数年来の宿題が出せる。資源リサイクルの問題もな

ミュオン核融合の話１つ取り上げて出ています。それをずっと言われ続けい。この加速器駆動炉の話は、今はおも、ミュオンの粒子がどういうふうにています。

とぎ話になっている。でも、これをお原子軌道にトラップされるかというプ

永嶺：リニアコライダーにしてもリンとぎ話にしちゃいけないと僕は主張しロセスを全部通ってきますよね。そこ

グ型の電子加速器にしても、能率がもます。なぜならほかに方法がないからを全部つなげて考えられる人は、最近のすごく悪いらしいです。とにかく素です。

ではあまりいないのです。我々の世代

粒子研究を最先端に持っていくには

速中性子（熱エネルギーより高いエになると、素粒子と原子核と原子物理

ミュオンコライダーしかない。まず高ネルギーを持つ中性子）を MeV ぐらという学問が大きく分離してしまって輝度の低速のプラスとマイナスのミュい で た く さ ん 生 む に は、 陽 子 をいるので、そこをつなげて考えられる

オン源をつくれ、というのが菅原さん

1.5GeV とか 2GeV のところにピーク

人はなかなかいないと思います。

の考えのようです。

を作るのが一番いい。その先でパイオ

高崎：それは自明なんですよ。重くな

ン（π）が生まれ、ミュオン（μ）が三 宅： ミ ュ オ ン 触 媒 核 融 合 μ CF を

いと、シンクロトロン放射で加速エネ

生まれて損失が起こるのですが、そこ

先生の理論の展開を、東北大の木野康

ルギーが消耗してしまうから。だからにミュオン核融合が登場するのです。

志さんが新学術領域で進められていまミュオンだと圧倒的に有利なわけです。

これにより、速中性子とともにエネル

す。加速したミュオン重水素原子（Dµ）

永嶺：最後に言おうと思っていたこと

ギーを再生産し、加速器の面倒も全部と三重水素（T）でミュオン触媒核融ですが、ミュオンという素粒子は、今

みて、なおかつ余剰のエネルギーを世合を起こすと、通常の DT 核融合より後のサイエンスの命運を握っていると界に配ることができる。こんな装置が4 桁も起こりやすくできます。それが思います。２つあって、１つは加速器

世界の各都市に置かれる可能性があ実現すると、これまでと比べて効率よの未来。素粒子の最先端を行くには、る。僕はそういう時代に必ずなると思くエネルギーをつくることができるのどうしてもまずは重い粒子を効率よくいます。原理的にきちんと言えるエネが一点。もう一点は、放射性廃棄物と加速してぶつける必要がある。これはルギー問題の解決策を出せと聞かれた

くに超寿命核分裂生成物 LLFP の処理

もう、どうしようもなく重要なテーマ

ら、これしかないと思う。だから、素技術です。京大の森義治先生が、ミュだと思います。しかし今の LHC（欧粒子科学の最先端とエネルギー問題のオン触媒核融合と FFAG（固定磁場強州で稼働する大型ハドロン衝突型加速

最先端の両方について、ミュオンがそ収束）を組み合わせて、10 の負のミュ器）より先の候補は何もない。あるのの未来を背負っているのだと思います。

オンを作り、さらに 10 から 10 のはミュオンコライダーしかない。それ山崎：永嶺さんは、何カ月か前だった中性子源をつくる技術の特許を取られが１つ。

か、それに関する論文を書いておられています。この計画も含めて、永嶺先ますよね。

生のご提案は、時間はかかっています

エネルギー問題への貢献

永嶺：いや、短い会議レポートだけで、が、一歩ずつですが、取り組まれ続け論文にはまだしておりません。

ていると思います。

永嶺：もう一点は、エネルギー源とし山崎：論文、大いに期待しています。

山崎：ミュオンを使ったラジオグラ

うなりましたか。

の観測が行われ、新聞にも大きく取り

齊藤：ベルギー政府が予算をつけて、上げられました。高崎さんはそれを先てのミュオンです。これはもっと重要だと僕は思っている。
高崎：えっ？

何？

永嶺：エネルギー源、要するに原子力

永嶺：加速器駆動炉の話は、その後ど使ってエネルギーをつくるという永嶺

18

19

20

フィーの応用で、福島第一原発の炉心

MYRRHA というプロジェクトが走り頭に立ってやっておられますね。

の将来です。再生エネルギーが声高に始めました。11 月上旬にブリュッセ

高崎：観測した原子炉の画像は公表し叫ばれていますが、ほんとに大丈夫なルでオープニングのセレモニーがありています。例えば２号炉の圧力容器ののかどうか非常に怪しい。最終的に絶ました。

中には、燃料がまだ溶け落ちないで対大丈夫、物理学的に大丈夫だという

永嶺：とにかくエネルギー資源はやが残っていることがミュオンの画像でわ

解は、加速器を使うしかないと僕はてなくなっていく。そういうことにかります。福島の原子炉は放射線が強思っているんです。カルロ・ルビアななったときに、誰がほんとに責任をくて近づきにくいけど、宇宙線ミュオ

どの研究者が言っていることですが、取ってくれるのか。僕は、ミュオンじゃンを使って調べると中が見えるんで

熱中性子核分裂反応では、廃棄物は残ないかと思っています。

す。さらに、原子炉の中に半導体検出

るし、資源も問題になる。そこで高エ齊藤：ミュオンという素粒子から始器を入れて、中の状態を詳しく見よう

ネルギー中性子を使って、非常に効率

まって、マクロスケールの話まで全てとしています。ただ、全体像を継続し

PJA Newsletter No. 12 2020 MAR. 5

て観測していてほしいという東京電力

250GeV のリニアコライダーであれ

もともとファインマンが言ったことの要請もあります。我々がいつまでもば、250GeV そのままが素粒子反応

だと私の指導教官から伺ったのです

やるわけにもいかないから、東電は自に生きてくるわけです。ミュオンでが、何が限界で進歩が止まっているの分たちでも始めそうです。

1TeV とか 10TeV といった提案がな

か、きちんと明らかにしておくことが山崎：そうでしょうね。有効な検知方

されていますが、そこまで行ければす

大事なんです。というのも、その限界法があるのに、使わないのはもったい

ばらしいことですよ。

というのが、ほかの理由で解かれるこないですからね。

高崎：次の素粒子加速器はリニアコラとがあるからだと言うんですね。

イダーで、岩手県につくろうと一生懸

高崎：ファインマンね、なるほど。

齊藤：何が限界なのか、突き詰めてお未来の加速器は？

命やっていますが、あれでも限界があ

永嶺：ミュオンコライダーについてもやらないと、高いエネルギーに行きにいのか、というところです。そこをきう少し議論していただけないでしょう

くいのではないか、という気がします。

ちんと明らかにしておけば、何かの理か。

永嶺：J-PARC できちんと正ミュオン

由で解けることがある。

高崎：菅原さんも言っていたけど、正ると思うから、最終的にはミュオンでビームと負ミュオンビームが生まれた

けということです。それはなぜできな

高崎：μ－ はまだですね。何ができないのですか？

と負のミュオンビームを正面衝突させら、世の中がらりと変わりますよ。

るミュオンコライダーしか、未来の加高崎：可能性はありますね。

齊藤：要するに、簡単にミュオン原子てです。

まうから、μ－ のクーリングは難しい

速器はないのかなという気がします。
ハドロンによるスーパー LHC の見通齊藤：そうですね。素粒子物理も含め状態になり、物質にトラップされてしLHC だって既に山手線ぐらい大きのです。クーリングが必要なのは、最齊藤：要するにハドロンコライダーでいわけです。そういう大きい加速器を終的に加速する位相空間に入れていくは、ほんとうに素粒子反応として使え

必要な精度でアライン（軸合わせ）しためです。位相空間がどうしても限らるエネルギーは、1/10 程度なんです。

ていくテクニックを、人類はすでに開れているため、そこにどうやって押し

それは陽子の構成要素であるクォーク

発したわけです。そして最後はその込めるかがポイントです。大強度のやグルーオンたちが持ってきたエネル

ビームをもっと高い精度で衝突させなビームを背景に、初めて実現した手段

ギーが、素粒子反応としてのエネル

ければいけないわけです。そこにもいを使って、実際研究を進めていく時代

ギーだからです。

ろいろな成果が積まれています。加速に入っていると強く感じます。

しは明るくない。

一方、ミュオンの場合、電子の場合

勾配もどんどん上がっています。そう

三宅：J-PARC で は 3GeV の 陽 子 をもそうですが、点粒子なのでそれ以上いうテクニックを使っていけば、今後使っていることが大事なんです。ppの構造を持ちませんから、エネルギー

我々がやろうとするのは「ミュオンコ

か pn 反 応 で π－ を つ く る の で す が、がそのまま全部つぎ込める。例えばライダー」かもしれない。

3GeV はπ－ をつくりやすいんです。
それよりもエネルギーが大きくなると反陽子とか K 中間子のチャネルが開パルスミュオンとパル
スレーザーを同期させ超低速ミュオンを⽣成いてしまう。ちょうどいいエネルギーが 3GeV なんです。したがって、まさに負のミュオンをつくるために理想的な加速器が J-PARC のミュオン施設
なのです。
齊藤：永嶺先生の加速技術に立脚して、世界で初めて高周波で加速する研究をやらせていただき、それを続けていくと、10GeV 程度のエネルギーのミュオンが、少なくともμ＋ については目処がついています。それがトモグラ
フィーにもかなり使えて、いろいろな粒⼦

ミュオンをスピンを持つとして物質研究へ応⽤。

超低速正ミュオン生成の原理

6 PJA Newsletter No. 12 2020 MAR.

試験もできるようになりました。その技術の延長線上に期待のμ－ができれば、すぐに衝突型加速器の技術に結実させることができると思うんですが、

やはり難題はクーリング技術なんですよ。

ですね。
永嶺：隣接する大学も共同して 1 万個ぐらいのカウンターを並べて、みん

今後の展開
三宅：今一番力を入れているのは、文なで富士山を観測すれば、ダイナミク
スが見えてくるわけです。爆発が起こるまでには準備したいです。

系の人を巻き込んで進めている文理融

高崎：富士山について考えたけど、検合です。考古学の人と一緒に、ミュオ

出器をそんなにたくさん置く必要はなンを使った非破壊の元素分析をやろう

いと、僕は思っているんですよ。

としています。
高崎：注目されているので、学問のコ

永嶺：でも、大体 10 km が限度です。
それ以上は宇宙線でも使えない。

永嶺 謙忠（ながみね かねただ）
1941 年神奈川県生まれ。東京大学工学部応用物理学科卒。東京大学工学部助手、東京大学理学部
助手・助教授・教授、理化学研究所ミュオン科学
研究室主任研究員、高エネルギー加速器研究機構
物質構造科学研究所教授、米国カリフォルニア大
学リバーサイド校物理研究員、総合研究大学院大学教授、山梨大学客員教授を歴任。井上学術賞、
東レ科学技術賞を受賞し、ミュオンラジオグラ
フィーの開拓と大規模構造体の非破壊的研究により 2019 年日本学士院賞受賞。

高崎 史彦（たかさき ふみひこ）

ミュニティーを育てることも必要です

高崎：いやいや、それはよく考えたほ1943 年栃木県生まれ。東京大学理学部物理学科

ね。

うがいい。

ギー物理学実験施設助手、高エネルギー物理学研究所教授、同物理研究部研究主幹、同素粒子原子核研究所研究主幹等を歴任し、2006 年高エ
ネルギー加速器研究機構素粒子原子核研究所長。
現在、高エネルギー加速器研究機構名誉教授。
仁科記念賞、折戸周治賞、米国物理学会パノフスキー賞を受賞し、2017 年、Ｂ中間子系におけるCP 対称性の破れの研究により日本学士院賞受賞。

三宅：古墳のラジオグラフィーも、文齊藤：そうですね。スパースモデリン系の人が代表になって一緒にやってもグとか、新しいテクニックがかなり開らおうとしています。そのうち永嶺先発されています。あんまりたくさんの生のところにご相談に行きたいと思っデータをとらなくても、大体想像のつています。

く程度の構造であればわかります。

永嶺：ミュオン物性とかミュオン考古

高崎：大事なのは、早くデータをとっ学とかいった分野も考えたら、ものすて、こういう絵が撮れましたと早く世

ごくたくさんあると思う。それと原子の中に提示することでしょう。

物理学に関連する現象でおもしろい

山崎：今日はなかなかシリアスな座談

テーマがたくさんあると思います。

会でした。僕は東大に中間子科学実験

三宅：特に遷移端温度センサー TES

センターができたときの最初のスタッ

は、理研の東俊行さんが新学術領域でフで、そのころからずっと永嶺さんとやっています。負のミュオンは原子核つき合っていますけれども、永嶺さんの 200 倍近い位置にあるので、超強が言ってることで大事なのは、夢と情電場下での中での QED（量子電磁 :熱なのです。一時はダメになっても、荷電粒子と電磁場の相互作用を量子力

10 年か 20 年たっているうちに、す学的に捉える量子論）を調べることがごく重要なテーマとなって復活するこできます。TES は分解能がいいので、とだってあるわけです。今後も頑張っネオンミュオン原子の遷移に対し、もて活動してください。

のすごく精度の良い実験結果が得られ今回は未解決の問題も多く、重要なます。

問題提起もなされたと思います。個々

山崎：ほかのトピックスは何かありまのプログレスを聞きたいし、そのためすか。

の適当なワークショップができればと永嶺：宇宙線を使ってものを見るのをも思いました。

始めたときから、やってみたいと思っていたのが富士山の中を見ることです高崎：それはいい。

齊藤：すばらしい提案です。

ね。富士山は、あれだけ大きな山なの

山崎：世の中で当たり前だと思われてに、途中まで川がないんですよ。だかいることだけやっていても仕方ない。

ら中に必ずや水だまりがある。もしそ

そんなことできないと思うことをやらこにマグマが上がってきたら、水蒸気

なければいけないと思う。あそこへ行

大爆発が起こるはずです。
したがって、

けばおもしろいことが聞けるぞとなれ

とにかく水だまりを見つけておく必要

ば、若い人たちがたくさん来るはずながある。今、私が山梨大学の客員教授

ので、何とか頑張ってやっていきたいになってやっています。

と思います。本日はどうもありがとう

高崎：鳥養映子さんがやっているもの

ございました。

卒。東京大学理学部助手、同理学部附属高エネル

三宅 康博（みやけ やすひろ）
1956 年大阪府生まれ。東京大学工学部原子力工学科卒。ブリティシュコロンビア大学ポスト
ドク、日本原子力研究所高崎研究所研究員、東京大学理学部附属中間子科学研究施設助手、高エネルギー加速器研究機構物質構造科学研究所
助教授、高エネルギー加速器研究機構 J-PARC推進部教授、J-PARC 物質生命科学研究施設ミュオンセクション長等を歴任。現在、高エネルギー
加速器研究機構物質構造科学研究所研究主幹・教授。

齊藤 直人（さいとう なおひと）
1964 年青森県生まれ。京都大学理学部卒。理化学研究所放射線研究室基礎科学特別研究員、同 研究員、同 副主任研究員。この間、理研
BNL 研究センター研究員を兼務。2002 年から、京都大学大学院理学研究科助教授、2006 年から高エネルギー加速器研究機構大強度陽子加速器計画推進部教授、同素粒子原子核研究所教授、
同 J-PARC センター教授を歴任。また、2009
年より、東京大学大学院理学研究科併任教授を兼任。2015 年より J-PARC センター長。

山崎 敏光（やまざき としみつ）
1934 年東京都生まれ。東京大学理学部物理学科卒。同大原子核研究所助手、カリフォルニア
大学ローレンス・バークレー研究所研究員、ニー
ルス・ボーア研究所研究員、東大教授を経て、1986 年から東大原子線研究所所長。退官後は日本学術振興会監事などを歴任。東京大学名誉教授、日本学士院会員。原子核物理と素粒子ビー
ム科学における業績で、1987 年恩賜賞・日本学士院賞受賞。1994 年藤原賞、2009 年文化功労者、2010 年瑞宝重光章。

PJA Newsletter No. 12 2020 MAR. 7

［トピックス］

糖 鎖 の 謎東京都健康長寿医療センター研究所
シニアフェロー 遠藤 玉夫
私はこれまで PJAB 誌に論文を投稿出するのが糖鎖である。しかしながら、す る 機 会 を 2 度 い た だ い た（PJAB

決して場当たり的に良い加減に作られ80, 128-139, 2004; 95, 39-51,てはいない。その精緻なメカニズムは、

2019）。この二つは続き物である。最

まだ秘密のベールに包まれている。

初の論文は、筋肉の糖鎖を研究し全く糖鎖は細胞表面に存在し森のように

新しいタイプの糖鎖を発見したこと、細胞を覆っており、細胞と外界とのコそしてこの糖鎖を作り出す酵素の性質

ミュニケーションに重要である。糖鎖を明らかにしたところ、難病である筋により決定される識別の代表例を紹介

イルスなどの感染し易さに影響を与

ジストロフィーの原因であること、をする。それは ABO 式血液型である。

え、血液型と長寿との関連が生じてい解説した。2 報目はその後の進展につ

図 1 に示すように、分子量 200 前後のるのかもしれない。糖鎖と長寿の関係

いて解説した。内容はこれまで人体で単糖が末端に付くか付かないかでは、原因なのか結果なのか興味深い。

図２

リビトールリン酸は報告がなかったリビトールリン

ABO 式血液型は決定される。血液型

最後に FCMD とリビトールリン酸

酸を含む糖鎖を発見し、特に日本で不適合による輸血事故はこの微妙な糖（図 2）の関係について述べる。FCMD多い福山型先天性筋ジストロフィー

鎖構造の違いで起こる。血液型と寿命は 1960 年福山幸夫博士によって報告(FCMD) は、リビトールリン酸がうとの話を紹介しよう。東京在住の百寿された。その約 40 年後、戸田達史博

まく糖鎖に組み込まれないことが原因者（100 歳以上生存された、いわゆる士は FCMD の原因遺伝子を同定した。

であることを記述したものである。

長寿の方）の ABO 式血液型の分布は、遺伝子産物であるフクチンはアミノ酸

これらの論文で議論した糖鎖についB 型が有意に多い傾向がみられ、B 型

配列の特徴から糖鎖に関連するタンパて簡単に説明しよう。糖鎖は、文字通糖鎖が長寿に関連している可能性が示

ク質であろうと推定されたが、その機り単糖が鎖の様に繋がった分子であ唆された。ある種のウイルスは ABO

能の解明にはそれから 15 年を要した。

る。単糖とはグルコースやマンノース

式血液型によって感染性が異なること

我々は世界で最初にフクチンはリビなど 10 種類程度である。糖鎖は、核が知られているので、糖鎖の違いがウトールリン酸を糖鎖に組み込む酵素であることを明らかにした。哺乳類にお酸（DNA、ヌクレオチドの鎖）、タン
パク質（アミノ酸の鎖）と並ぶ三大生

A型血液型

けるリビトールリン酸を含む糖鎖の初体ポリマーであるが、それぞれ情報のめての発見となった（正確にはリビ

伝え方は異なる。DNA は 4 種類の塩

トールは単糖ではなく糖アルコール）。

基配列によって遺伝情報を保持し、3リビトールリン酸はこれまでグラム陽つずつの塩基の組み合わせによってそ

B型血液型

性菌の細胞壁成分であるタイコ酸を構

れぞれ該当するアミノ酸をコードす

成することしか知られていなかった。

る。タンパク質は 20 個のアミノ酸がリビトールリン酸を含む糖鎖の哺乳類での発見は、糖鎖の保存と機能という順番に繋がったものである。こうして遺伝情報は鋳型に従いタンパク質へ情O型血液型

観点から興味深い。これを欠くと中枢報が正確に翻訳される。ところが、糖障害を伴う最重症タイプの筋ジストロ

鎖は DNA やタンパク質と異なり、鋳フィーを発症する、そのリビトールリ

型なしに複数の酵素が順に働くことにより作られる。そのため、細胞環境により各酵素のバランスが少し変わるだ
けで糖鎖は大きく変化する。つまり、
細胞環境の影響を最も敏感に捉え、表8 PJA Newsletter No. 12 2020 MAR.

図１
ABO 式血液型の糖鎖構造。なお、AB 型はA 型と B 型の両方の糖鎖をもつ。使用したシンボルは、それぞれの単糖を示す。 Nアセチルガラクトサミン、 N-アセチルグ
ルコサミン、 ガラクトース、 フコースン酸をずっと保存した意味はなんだろう？現在リビトールリン酸を使用した
FCMD の治療法の開発を目指している。
※遠藤氏は2017年、戸田達史氏との共同研究で日本学士院賞を受賞された。

Vol. 95（2019）掲載論文

No. 1

Reviews
Keiji MARUOKA: Design of high-performance chiral phase-transfer catalysts with privileged
structures ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 1
Naoki YOSHIDA: Formation of the first generation of stars and blackholes in the Universe ������� 17
Hirokazu KAWAGISHI: Are fairy chemicals a new family of plant hormones? ���������������������������� 29
Tamao ENDO: Mammalian O-mannosyl glycans: Biochemistry and glycopathology������������������� 39

No. 2

Review
Hirofumi YASUE, Yuji MIZUNO and Eisaku HARADA: Coronary artery spasm — Clinical features,
pathogenesis and treatment — ����������������������������������������������������������������������������������������������� 53
Original Articles
Maryam HASSANVAND, Yoshinori AKAISHI and Toshimitsu YAMAZAKI: Analysis of Λ
（1405）
production data in the π－p → K0πΣ reaction at pπ = 1.69 GeV/c ����������������������������������������� 67
Yuuta IMOTO, Yuichi ABE, Kanji OKUMOTO, Mio OHNUMA, Haruko KUROIWA, Tsuneyoshi
KUROIWA and Yukio FUJIKI: Dynamics of the nucleoside diphosphate kinase protein
DYNAMO2 correlates with the changes in the global GTP level during the cell cycle of
Cyanidioschyzon merolae ������������������������������������������������������������������������������������������������������� 75
Obituary
Kunihiko SUZUKI: Dr. Tamio Yamakawa（1921–2018）��������������������������������������������������������������� 86

No. 3

Reviews
Kenso SOAI: Asymmetric autocatalysis. Chiral symmetry breaking and the origins ofhomochirality of organic molecules ����������������������������������������������������������������������������������������� 89
Yasushi OKAMURA and Yoshifumi OKOCHI: Molecular mechanisms of coupling to voltage
sensors in voltage-evoked cellular signals ����������������������������������������������������������������������������111
Koichi FURUKAWA, Yuhsuke OHMI, Yuji KONDO, Robiul H. BHUIYAN, Orie TAJIMA, Pu
Z H A N G , Yu k i O H K AWA a n d K e i k o F U R U K AWA : E l u c i d a t i o n o f t h e e n i g m a o f
glycosphingolipids in the regulation of inflammation and degeneration — Great progress overthe last 70 years — ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 136

PJA Newsletter No. 12 2020 MAR. 9

No. 4

Review
Nobuo SHUTO: Tsunami hazard mitigation ������������������������������������������������������������������������������� 151
Original Article
Eizo NAKAMURA, Tak KUNIHIRO, Tsutomu OTA, Chie SAKAGUCHI, Ryoji TANAKA, Hiroshi
KITAGAWA, Katsura KOBAYASHI, Masahiro YAMANAKA, Yuri SHIMAKI, Gray E. BEBOUT,
Hitoshi MIURA, Tetsuo YAMAMOTO, Vladimir MALKOVETS, Victor GROKHOVSKY, Olga
KOROLEVA and Konstantin LITASOV: Hypervelocity collision and water-rock interaction in
space preserved in the Chelyabinsk ordinary chondrite ������������������������������������������������������� 165

No. 5

Reviews
Kisho OBI-NAGATA, Yusuke TEMMA and Akiko HAYASHI-TAKAGI: Synaptic functions and theirdisruption in schizophrenia: From clinical evidence to synaptic optogenetics in an animalmodel ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 179
Yuta MURAKAMI, Kiyoshi SAITO, Hiromi ITO and Yasuhiro HASHIMOTO: Transferrin isoforms in
cerebrospinal fluid and their relation to neurological diseases ��������������������������������������������� 198

No. 6

Reviews
Takeshi HORIE: Global warming and rice production in Asia: Modeling, impact prediction andadaptation ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 211
Harumi TAKAHASHI, Norihide YOKOI and Susumu SEINO: Glutamate as intracellular andextracellular signals in pancreatic islet functions ����������������������������������������������������������������� 246
Masamitsu FUTAI, Ge-Hong SUN-WADA, Yoh WADA, Naomi MATSUMOTO and Mayumi
NAKANISHI-MATSUI: Vacuolar-type ATPase: A proton pump to lysosomal trafficking��������� 261
Naoto NAGAOSA: Emergent electromagnetism in condensed matter �������������������������������������� 278
Shoichi ISHIURA and Taiji YOSHIDA: Plant-based vaccines for Alzheimer’s disease ��������������� 290
Original Article
Taiji YOSHIDA, Yuichiro WATANABE and Shoichi ISHIURA: Production of the herb Ruta
chalepensis L. expressing amyloid β-GFP fusion protein ����������������������������������������������������� 295

10 PJA Newsletter No. 12 2020 MAR.

No. 7

Reviews
Toshihiko HOSOYA: The basic repeating modules of the cerebral cortical circuit ��������������������� 303
Michiko SHIRANE: Roles of protrudin at interorganelle membrane contact sites ��������������������� 312
Jun AKIMITSU: Towards higher-Tc superconductors ����������������������������������������������������������������� 321
Ying-Jey GUH, Takako Katherine TAMAI, Takashi YOSHIMURA: The underlying mechanisms ofvertebrate seasonal reproduction ����������������������������������������������������������������������������������������� 343
Michihiro IGARASHI: Molecular basis of the functions of the mammalian neuronal growth conerevealed using new methods ����������������������������������������������������������������������������������������������� 358
Noritada MATSUO: Discovery and development of pyrethroid insecticides ������������������������������� 378
Shigetou NAMBA: Molecular and biological properties of phytoplasmas ����������������������������������� 401
Original Articles
Masuo SUZUKI: Unified variational theory of reversible and irreversible dynamics — Discovery of
dissipative Lagrangians weighted in time ����������������������������������������������������������������������������� 419
Hiroki OKUNO, Hiroyoshi SAKURAI, Yoshiharu MORI, Reiko FUJITA and Masatoshi KAWASHIMA:
Proposal of a 1-ampere-class deuteron single-cell linac for nuclear transmutation ������������� 430

No. 8

Reviews
Yoshiyuki SAKAKI: A Japanese history of the Human Genome Project ������������������������������������� 441
Takeshi TOKUDOME and Kenji KANGAWA: Physiological significance of ghrelin in the
cardiovascular system ��������������������������������������������������������������������������������������������������������� 459
Yuki SATO and Motoko YANAGITA: Functional heterogeneity of resident fibroblasts in the kidney�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������468
Yuhei NISHIMURA, Kousuke KASAHARA and Masaki INAGAKI: Intermediate filaments and IFassociated proteins: from cell architecture to cell proliferation ��������������������������������������������� 479

No. 9

Reviews
Haruyuki OKUDA: A half century of infrared astronomy—A personal recollection of the footprints
in Japan ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 495
Takashi NISHIKAZE: Sialic acid derivatization for glycan analysis by mass spectrometry������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 523
Kazuwa NAKAO: Translational science: Newly emerging science in biology and medicine—Lessons from translational research on the natriuretic peptide family and leptin— ��������� 538
Original Article
Kaori FUJITA: Dynamic performance of bracket complexes used in traditional timber structures inJapan ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 568

PJA Newsletter No. 12 2020 MAR. 11

Reviews

No.10

Masato KASUGA: Structure and function of the insulin receptor — a personal perspective ����� 581
Seiji SHINKAI: “Dynamic” molecular recognition and chirality segregation utilizing concepts ofmolecular machines and molecular assemblies ������������������������������������������������������������������� 590
Akira SUGIYAMA, Takeshi KAWAMURA, Toshiya TANAKA, Hirofumi DOI, Takefumi YAMASHITA,
Keiko SHINODA, Hideaki FUJITANI, Kenzo YAMATSUGU, Yohei SHIMIZU, Toshifumi
TATSUMI, Kazuki TAKAHASHI, Motomu KANAI, Eiichi MIZOHATA, Tatsuya KAWATO,
Takefumi DOI, Tsuyoshi INOUE and Tatsuhiko KODAMA: Cupid and Psyche system for the
diagnosis and treatment of advanced cancer ����������������������������������������������������������������������� 602
Original Article
Kanae TERAMOTO, Tatsuki OKUBO, Yoshihiro YAMADA, Sadanori SEKIYA, Shinichi IWAMOTO
and Koichi TANAKA: Classification of Cutibacterium acnes at phylotype level by MALDI-MS
proteotyping ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 612

Proceedings of the Japan Academy, Ser. B について
Proceedings o f the Japanを掲載します。冊子の他、インター読を行っており、アクセプトされた論

Academy, Ser. B は、文部科学省の機

ネ ット で も J-STAGE（https://www.

文は、1 カ月程度で出版されます。ま関である日本学士院が刊行する英文学

jstage.jst.go.jp/browse/pjab） に お

た、投稿料・掲載料は不要で、別刷を術 誌 で、1912 年に 創 刊されました。

いて全文が無料公開されます。もちろ

無料で 50 部進呈します。カラーペー

本誌は、化学、物理学、天文学、地球・ん、PubMed にも採録されています。

ジは印刷 1 ページを無料としていま

宇宙科学、生物学、工学、農学、医学等、本誌への投稿資格に制限はありませす。詳しい投稿規程は、本院のウェブ

Ser. A に掲載する数学を除く自然科学ん。オンラインシステムによる投稿のサイト https://www.japan-acad.go.jp

全分野を対象とします。年 10 回刊行

他、電子メールや郵便による投稿も可/pjab をご覧いただくか事務室まで御し、総説論文（Review）と、原著論能です。投稿された論文は、各分野の連絡ください。

文（Original Paper、速報を含む）等

第一人者 2 名を査読者として厳正な査

Editorial Board
Editorial Board Members

Editor-in-Chief
大塚正徳（薬理学）
Executive Editors

審良静男（免疫学）

安元

杉村

山崎敏光（物理学）

隆（生化学・腫瘍学）

鈴木邦彦（神経化学・神経内科）

関谷剛男（薬学・核酸有機化学）

深尾良夫（地球物理学）

田中耕一（質量分析）

PJA Newsletter［PJA ニュースレター］

No.12
12 PJA Newsletter No. 12 2020 MAR.

長田重一（分子生物学・生化学）

発行／日本学士院〒110-0007 東京都台東区上野公園7-32
TEL: 03-3822-2101 FAX: 03-3822-2105
e-mail: proc-b@mext.go.jp
発行日／令和2年3月29日

健（水産化学）