科学研究費新学術領域研究（領域提案型）「背景放射で拓く宇宙創成の物理」 ニュースレター

2012 年春号

photo taken by H. Nishino

POLARBEAR（ポーラーベア）望遠鏡（UC Berkeley）

・インタビュー
宇宙最初の姿に迫る 二人の研究者の素顔郡 和範（高エネルギー加速器研究機構 素粒子原子核研究所 助教）
松村 知岳（高エネルギー加速器研究機構 素粒子原子核研究所 特任助教）
・お知らせ
第 6 回日本物理学会若手奨励賞受賞
石徹白 晃治（元 高エネルギー加速器研究機構 素粒子原子核研究所 研究員

お花見開催！

現 東北大学 助教）

戦略会議報告Vol.1 2012 年 5 月発行

1インタビュー
宇宙最初の姿に迫る！ 二人の研究者の素顔
今回は、宇宙の始まりの謎に挑んでいる理論と実験の二人の研究者にお話をお聞きしました。二人とも研究を通しての海外経験もあることから、その点も交えてお話いただきました。

今月の研究者

郡 和範（高エネルギー加速器研究機構 素粒子原子核研究所 助教）
松村 知岳（高エネルギー加速器研究機構 素粒子原子核研究所 特任助教）
聞き手
小森真里奈（高エネルギー加速器研究機構 素粒子原子核研究所 広報コーディネーター）
撮影協力
小林敦子（高エネルギー加速器研究機構 広報室）

小森：ざっくばらんにいろんなお話をお聞かせい

こおり かずのり

郡 和範（素粒子原子核研究所 助教）

ただければと思いますが、お二人の交流は？

兵庫県出身。KEK 素粒子原子核研究所の宇宙物理グループ

松村：一緒に花見をしたりですかね。あとはに所属。インフレーション理論をはじめ、宇宙初期の理論をシンポジウムで一緒になったりします。

幅広く研究する。東京大学にて博士号を取得。博士号取得後

郡：夏に会議もありますね。

は国内各地でポスドクを経験、アメリカとイギリスへも渡り研究を行う。好きなことはサクソフォーン演奏と週末の料理。

松村：でも、普段は同じ KEK にいてもあまり交流

昨年、KEK 内で行われた音楽祭ではサクソフォーン演奏のがなくて（笑）。実験と理論の違いもありますが。

見事な腕前を披露した。

小森：研究分野はかぶってないんですか？

郡：インフレーション理論は、宇宙がなぜ郡：私はかぶってると思うんだけど。

こんなに大きくなったのか、なぜ一様等方に

小森：普段どのような研究をされてるんでなったのかとか、そういうことを説明するすか？郡さんは宇宙が出来たばかりの頃の軽い理論で、私の先生の先生になる佐藤勝彦さん元素ができるまでだったような。

が最初に提唱したと言われています。

郡：そうですね。それなりに広い視野を持ってインフレーション理論にはたくさんのモデルやっているつもりです。インフレーション理論があって、それぞれが特徴的な CMB の揺らぎとか CMB（シーエムビー：宇宙背景放射）の理論にも興味があります。でも実験の方から先に話をした方が分かりやすいかもしれませんから、松村さん先にどうぞ。
松村：僕が観測してるのは CMB です。それが何かとざっくり言うと、宇宙が始まった時のビックバンの光を観測しようと。僕らは実験装置を作って観測して解析した結果を物理的に意味付けをしないといけないんですが、その裏付けとなる理論っていうのがありまして。
そもそも CMB がどこから来てなんでこういう感じになっているのかというのを理論的に研究されているのが郡さんであり理論グループの方です。だから研究トピックとしては同じですね。

松村：僕らは宇宙の初期にインフレーションがあったと仮定してシグナルの検出を目指していますが、より大きいシグナルがあれば実験としては嬉しいわけです。そこで、そんな理論はないですか？と理論の方に尋ねたり。
郡：CMB 実験って非常に重要で日本に今までなかったのが不思議なくらいで、日本は後進国といってもいいくらい。
松村：まぁそうですね。
郡：CMB 実験はめずらしく、天文実験だけど物理の基礎を検証できる実験なんですね。WMAP 衛星を上げたりですとかアメリカが先行していて。ようやくヨーロッパも Planck 衛星を上げてやり始めています。日本でもこうやって CMB グループが立ち上がって誇りに思います。
松村：確かにいままでなかったですよね。
小森：まだ新しいんですね。ここ数年？
松村：３年くらいですかね。
小森：では、郡さん。

2

郡：私の専門は宇宙の始まりの時期の大学院生と議論中！板書には数式がいっぱい（撮影 KEK 素粒子原子核研究所 入江敦子）

元素合成理論、バリオン数生成、インフレーション理論などです。のスペクトルを予言するので、それらを検証する一番の実験は CMB 実験なんです。
その CMB 実験が日本ではじまると聞いたのはイギリスにいた時なんですが、非常に興奮しました。
小森：じゃぁ、それがきっかけで日本に？
郡：今のポジションにはちょっと関係してますね。CMB 実験グループと同時に理論グループが発足して。それまでは KEK に宇宙物理はなかったんです。
小森：実験グループが出来て、理論もやろう
よってみんな集まってきたんですか？
松村：KEK のサポートもあったんでしょうね。
あとは、高エネルギーのコミュニティでもコスミックフロンティアがあるということで注目され始めたという世界の流れもあったと思いますが。
郡：アメリカの WMAP がこれまでに分からなかったパラメーターに対してすごい精度で出し始めてインフレーション理論の区別が出来るくらいになったんです。それを受けて、素粒子のコミュニティでも、宇宙の始まりの実験が基礎物理に影響を与えることを認識したんでしょうね。

まつむら ともたけ

松村：ちなみに郡さんが宇宙に入ってきたのは松村 知岳（素粒子原子核研究所 特任助教）

何がきっかけだったんですか？

神奈川県出身。KEK 素粒子原子核研究所の CMB 実験グループに所属。

郡：実は私、最初数学科卒業してるんですよ。

実験の面から CMB の研究を行っており、現在は CMB 実験プロジェク

小森：え、物理じゃないんですか？

トの一つ POLARBEAR（ポーラーベア）に携わる。
大学院進学を機にアメリカへ渡り University of Minnesota, Twin Cities

郡：弟は物理をやってたんですが、私は数学で。

（ミネソタ大学）で学位を取得。趣味はサッカー、Jazz を聴く、ベース

大学院に進む時に週末でも研究したいテーマとを弾くことなど。最近はスペイン語会話にも興味を持っている。

思うかって考えて。物理進んだ連中は週末関係なくやってるんですよね。そのエネルギーを感じたいと思って。それで大学院に進まずに物理学科に編入しました。だから大学を２回卒業してるんです。

← 南米チリの松村・小森：へー。

アタカマに

郡：それで、宇宙は数学が生かせるかなと思っ設置されたて宇宙に進んだんです。一般相対性理論とかPOLARBEAR数学でも議論になることあるんですよね。
小森：大学院卒業後海外へ行かれたんですか？
郡：４年くらい国内にいて、その後ハーバード大学に雇われて海外に行きました。ハーバードに２年いて、イギリスのランカスターに３年。
松村：アメリカとイギリスで違うんじゃないですか？物理は一緒だと思いますけど。
郡：そうですね。アメリカは CMB 実験に代表されるようにインフラ的なお金をかけた大きいプロジェクトに従事している構図です。それに対して、イギリスとかヨーロッパは日本と似てるんですが、理論家は実験に左右されずに第一原理からやるという雰囲気です。松村さんはどういうご興味で？
松村：僕は親戚のおじさんに望遠鏡をもらって星に興味を持っていくなかで「宇宙の始めは何だろう？」ってなってしまって。雑誌とかを読んで宇宙論って面白いな、相対論って凄そうだなとか、そういう流れで入ってきました。あと、NHK スペシャルを見て感化されたのかな。
ああいう番組で、海外の研究者が英語で出てくるのがかっこいいなと思って、海外にも行きたいと思いました。それで、大学院から海外に行きました。
小森：そこから修士、ドクター、研究員とやられたんですか？
松村：ミネソタ大学にトータル７年いました。
６年間大学院行って、1 年だけポスドク。その後、カリフォルニアに来て３年ほどポスドクをして。結局全部 CMB の実験をしていました。

イギリスに居た際に訪ねたスコットランドのネス湖で、念願の "〇ッシー " に遭遇！ ?

望遠鏡へエレクトロニクス

小森：あっちの人に刺激を受けて価値観をイ ンストーが変わったことはあります？

ルしていると郡：刺激ばっかりです。毎日が戦い。

ころあまりに価値観が違うせいで失敗を恐れなくなりました。失敗しても、「だからちょっと出るんです、宇宙全体で。宇宙初期を探るどうした」みたいな。あと時間の感覚。

なら、次は 21 センチ線観測とか重力波ですね。

時間は破るものらしい（笑）

重力波はほとんど何も見つからないことが予想され松村：ものをはっきり言う文化があったているんだけれども、CMB の時期よりもっと昔のので勉強になりました。サイエンスをや宇宙が分かる可能性があるんですよね。宇宙が最初る上で非常に助かりましたね。あと衝撃にぐちゃぐちゃってなった時の時空のゆらぎみたい的だったのが、指導教官になる人と初めなのが本当に見えるかもしれない。て会った時に、そこの学生が部屋に入っ

小森：重力波ってブラックホールから出るっていうて来るなり、下の名前で僕を呼び捨てし話を聞いた事あるんですが。て指差して「今日飯行くけど一緒に行く郡：両方あります。ブラックホールになる時のか？」って言われたこととか。

中性子星と中性子星が連星になっててぶつかる時

小森：また海外に出たいですか？に重力波が激しく出るとか、ブラックホールにもの

松村：CMB に限って言うと、はじまったが落ちる時とか。そういう天体起源の重力波もあるばかりなのでキャッチアップしなきゃなわけですよね。一方で、CMB 実験とも関係してるとは思いますけど。研究環境として海外んだけど、宇宙初期に時空間がぐちゃぐちゃになっが良いから移るのか、日本の研究環境をた様子が重力波として今ここに満ち満ちているんで良くしてやろうと思うのか、食事が美味すよね。それを見つけられるかどうか。で、一つのしいから日本にいるのかとか（笑）、いろ方法は重力波を直接見つける、そしてもう一つはんなバランスを考えて果たしてどこが良CMB のゆらぎにちょっと重力波の痕跡があるはずいんだろうなと思うことはありますね。

で、それを見つけようとしている。

日本みたいにちょっと行けば食べ物屋さ

小森：松村さんがやられているのは、CMB の中のんがあるというのは夢の世界ですよね。

重力波の痕跡を探そうという方ですね。

郡：食事は良いですね、日本は。

松村：そうですね。CMB の中に重力波の痕跡がちょ

松村：ところで、郡さんは CMB に限らずっと残っているんじゃないかっていうのを探そうと宇宙の研究をされてますけど、これからいうプロジェクトです。

10 年先宇宙論は栄えるからやっていく

小森：じゃぁ、その先はまた実験グループが別にと思われるのか？それとも別のこともとなる？

思っておられるのか？

松村：それは非常に良い質問で、CMB で重力波起源

郡：理論家の立場で勝手な事を言うと、のゆらぎが見つかるかもしれないし、これ以上探しCMB は金字塔だと思いますが、次に来るてもどうしようもないという時はたぶん来ると思うのは 21 センチ線観測とか。CMB よりはんです。それが来た時に、何をやろうかというのは信号が弱いんですけど。

分野全体として大きな疑問で、なかには 21 センチ

松村：21 センチ線観測って変な名前です

線をやる人もいるかもしれないし、重力波の直接よね。

観測をやる人もいるかもしれない。

郡：長さしか言ってないもんね（笑）
これぐらいの波長の電波が水素原子から3

郡：松村さんが言われた POLARBEAR Ⅱ

郡：我々がインフレーション理論を作るとほとんど今の実験では重力波の痕跡は見つの時点でニュートリノの質量に対してからないんですよ。CMB のゆらぎに重力波かなり制限がかけられることが期待されがまざるかどうかですが、混ざり具合がすているんです。今ニュートリノの上限をごく小さくなってしまって。でも LiteBIRD厳しく与えているのは宇宙論なんです。

（ライトバード）衛星なら見えるかもしれない。

素粒子実験ではなくて。POLARBEAR Ⅱ

松村：実験の立場から言うと、重力波があるで CMB の細かいところを追っていくとっていうことが分かるか、それとも提唱され地上のニュートリノ振動実験と同じぐらている理論はすべて棄却されてしまうのか。

いの精度が出て、もしかするとニュート

そういう意味では、理論と実験の winwin のリノの質量を決められる精度までいくかもしれない。

関係だと思いたいところですけど。まぁ、

小森：へー、そうなんだ。

あるということが保証されているものでは２００７年南極点の” 点” にあるミラーボールにてないんで、やってみないと分からないという

松村：LiteBIRD 衛星をデザインする上で、そういのが心をくすぐるところではありますね。

う理論の方の助言は非常に大きいと思います。

物理に与える影響は計り知れないです。

小森：実験の方はまだ地上からでも重力波のそれに今進めている POLARBEAR（ポーラーベア） 小森：研究をしてきて辛かったことや良かったはありますか？
実験のデータも出始めるので、何か上手い形で痕跡が捉えられそうっていうのを信じてやっ連携できたらと思いますが。

松村：常にまわりに自分より賢い人がてるわけですよね？

郡：私も一応、その用意はありますね。日本でも松村：半分半分あって、半分の本音は理論の専任できる優秀な方をつけて緊密にやると良いと人が何と言おうとやってみなきゃ分からない思います。CMB 実験はどこまで見れば必ず分かるじゃんって言うのと、どっちにしろ今調べてっていうのがある実験なんですよね。精度良くおかないと最終的な到達点に行けない。技術

実験をしてパラメーターのエラーバーを小さくし的な革新があるかもしれないので、いずれにていくような実験も重要だとは思いますが、どこしろ調べておきたいわけです。

まで小さくすれば終わりでいいと言ってもらえる

小森：調べられるだけ調べてみようというか分からないし、終わりがない可能性があるんで感じ？

すよね。その点、CMB 実験は重力波の痕跡を発見

松村：何が出てくるか分からないですからね。

するという大発見へのゴールがある。

あと、理論的目標があるのは大きいし、目標

小森：あと何年したら痕跡を捉えられそうっていに到達する途中で何かサプライズがあるのでうのはあるんですか？

はないかという期待もありますしね。無い

松村：見込みですか？例えばチリの望遠鏡で観測かもしれないところに信号が有るかもしれな

してデータ解析すると何かしら結果が出てくるといというと面白みがあるかなっていう。いろん思うんですが、そのタイムスケールが１、２年でな人がいろんなモチベーションで探してるとすよね。もちろんその時点で発見できるかは分か思うんですが、僕は宇宙が始まって 10 のマイらないですけど。今チリでしている POLARBEAR

ナス 38 乗とか 10 のマイナス 40 乗後とかそう

Ⅰ実験っていうのはアメリカのバークレー校がいうオーダーの宇宙初期のことを生きている主導していて、僕らはそれに参加していますが人生の間に机上の空論ではなく語れるかもし

この POLARBEARⅠの実験が終わった後にれないというのが面白いかなと思います。

POLARBEAR Ⅱ実験用に組み立てておいたものを小森：理論の方と実験の方で相互に連携し合っ現地に持っていって観測して、データが出てくるている感じに見えるんですが、例えば理論ののが４年後とか。だから２年ごとくらいのタイム方から「こんな装置作って調べてよ」っていうスケールで何かしらのアップデートが出来ればとような要請はしたりしないんですか？

思っています。発見できるっていう保証はないで

郡：アメリカはあるんですよね。21 センチ線

すけど。あと、世界中で人手が足りないくらい観測の将来観測とかは理論家に尋ねてどんなCMB の実験があって競い合っているので、他の仕様にするかを考えています。

実験からもちょっとヒントが出たりすれば実験をやる人間としては。

LiteBIRD とか衛星を打ち上げて出来る限り調べようというモチベーションにもなるでしょうし。
長生きすれば何かしら出て来る可能性はあるかなと（笑）。
小森真里奈（素粒子原子核研究所 広報コーディネーター）
物理屋ではなく広報屋、元は海洋の物質循環に関わる研究に従事。

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郡：そういう意味でも CMB 実験が基礎たくさん居 ることですかね。悲しいですね（笑）。ともあれ周りから学ぶことがとても多 いです。それと、CMB 実験の良いところは大きな実験になりつつもありますが、まだ小規模なので自分のアイディアを試せて上手く行けば採用されてというのが日常的にあり得ることです。そういうのは面白いですね。
郡：理論家はポジションをとるのが難しいと言われています。ポジションを繋いでいく為に家族には迷惑をかけました。
楽しいことは、研究のために転勤族になることです。各地をものすごく飛び回って。いろんな場所に移ることで刺激を受けるし、様々な文化を知る事が出来ました。
松村：結局、気合いを入れて休日も仕事するっていうところに戻ってきますかね。
郡：良いか悪かは別としてね。
小森：半分趣味みたいな。
郡：うん。土日に仕事させてくれって言ったら家族に驚かれましてね。
松村：私は最近出張が多いので土日のどちらかは家に居るようにはしています。
郡：まぁ、私も怒られるんで土日は家にいるようにはしていますけど（笑）
小森：どんだけ仕事好きなのよって。
郡：まぁ我々の業界はありがちですよ。
松村：自分の中で「よし、仕事終わり」
っていうのないじゃないですか。手は動いてなくても考えてるとか。いずれにしろ、僕ら家族のバックアップあってこそですよね。
郡：ほんとにKEK に就職して現在２年目。実は、物質循環をやろうと思ったきっ

小森：ご家族に感謝しないとですね。

かけは、大学の一般教養の物理の授業で元素合成の話を聞いていたく今日はいろいろなお話をありがとうござ感動したこと。宇宙で出来た元素が生物の体を作り地球上を循環していました。

いるなんて、なんて素敵な話なのかしら！と本人は思っている。
好きなもの：楽器演奏、天体観測、海を漂う、散歩、生き物全般

お知らせ
第 6 回日本物理学会若手奨励賞受賞
いしどしろこうじ

戦略会議報告本新学術領域の総括班では、ほぼ 3 カ月に一度「戦略石徹白 晃治（元 素粒子原子核研究所 研究員 , 現 東北大学 助教 ）会議」を開催し、領域全体の研究の進め方を討議して石徹白 晃治 素粒子原子核研究所 元研究員が第６回（2012います。これまでに 11 回の会議を開催しました。

年）日本物理学会若手奨励賞（宇宙線・宇宙物理領域）を5 年間のプロジェクト期間では、当初予期しなかった受賞しました。３月 24 日から 27 日にかけて行われた日本

変化が必ず訪れるものです。総括班では、変化を先取

物理学会第 67 回年次大会では若手奨励賞受賞者の記念講演りした積極的なプロジェクトマネジメントを目指してが行われ、石徹白さんも受賞者の一人として講演を行いま活動しています。一例として、最近の会議（2012 年した。

3 月 12 日）の内容を以下に紹介します。
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受賞対象となった研究は博士課程在学中に行った研究です。

10:00 領域総会・国際会議に関する議論

世界に先駆けて新しいタイプの重力波検出器（ねじれ型アンテナ）を開発、検出器の感度の向上が難しく従来は調査されてこなかった低い周波数領域での重力波検出の京都府出身。2012 年 3 月まで
KEK 素粒子原子核研究所の CMB

11:00 研究計画 A01（羽澄）
CMB 偏光観測（POLARBEAR、LiteBIRD）

実験グループに所属、CMB 実験

12:00 昼食可能性を拓きました。研究成果は国内外で注目され、米国プロジェクトの一つ QUIET に携

13:00 研究計画 A01（田島）物理学会の発行する Physical Review Letters の注目論文にわっていた。

も選ばれました。

東京大学大学院理学系研究科物理学専攻で学位を取得。今回の受賞

石徹白さんは、博士課程卒業後から今年３月までは、素粒は当時の研究成果が高く評価され子原子核研究所の CMB グループに所属、CMB に現れるとたことによる。趣味は山登り。

される重力波の痕跡を捉えるべく、QUIET（クワイエット）実験で使用する検出器の性能向上の研究に従事していまし

CMB 偏光観測（QUIET、GroundBIRD）
13:30 研究計画 A02（大谷）超伝導検出器アレイ開発
14:30 研究計画 A03（松浦）赤外背景放射観測（CIBER など）
15:30 休憩また「コーヒー無しには研究出来

16:00 研究計画 A05（小玉）究極理論探索ません。」と言うほどのコーヒー

17:00 研究計画 A04（服部）前景放射除去の研究好き。

18:00 解散た。４月からは東北大学に移り、KamLAND-Zen（カムラン

もっと詳しく知りたい方へドゼン）というニュートリノ実験に携わります。

・宇宙のはじまりを見る！ 背景放射で拓く宇宙創成の物理

石徹白さんが開発した重力波検出器→（インフレーションからダークエイジまで）

http://cbr.kek.jp/outreach/
・POLARBEAR 実験
http://cmb.kek.jp/polarbear/・LiteBIRD 実験
http://cmb.kek.jp/litebird/・KEK CMB 実験グループ→

http://cmb.kek.jp
・KEK 宇宙物理グループ

写真２. 左写真の矢印（赤）部分を拡大した写真

http://cosmophysics.kek.jp/people.html
・高エネルギー加速器研究機構（KEK）
http://www.kek.jp

ねじれ天秤（黄色い矢印で示す部分）で重力波をとらえることができる。ねじれ天秤が超伝導による

写真１. 重力波検出器の全体像「ピン止め効果」で支えられていることも大きな特徴である。

お花見開催！

編集を終えて今回は、実験と理論のお二人の研究者のインタビューを中心にお送りしました。皆様いかがでしたでしょうか？
私も実は小学校の頃は天文少女でして、宇宙のはじまりには昔から興味がありました。大人になってこういう話

4 月 6 日（金）、KEK の CMB 実験グループと宇宙論グループを改めてお聞きする事ができて、非常に光栄です。

合同のお花見が開催されました。合同花見は今年で４回目にとはいえ、広報誌の企画を提案された時はどうなることなります。まだ咲き始めたばかりの可愛い桜の花を眺めながかと思いましたが皆様のご協力でなんとかまとめることら美味しいお弁当を食べ、実験と理論のメンバーが分け隔てなく交流を図りました。

が出来ました。ありがとうございます。
諸事情により作業がなかなか進まないなか私も CMB の方からお花見に誘っていただきまして美味しいお弁当を食べました。こんなに美味しいお弁当を食べてしまったからには頑張らねばと再度思った次第です（笑）。KEK に来てまだ２年目ですが若いから（若いのをいいことに）なのか、いろいろな仕事を任される日々ですが、それだけ成長できる環境にいると思って今年も楽しく仕事を進めていきたいです。

お花見の様子：KEK の敷地内で行いました

集合写真：良い天気で良かったですね5