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東京⼤学宇宙線研究所

宇宙線とはExplore

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the Universe and Elementary Particles
with Multi-Messengers

宇宙

東京大学宇宙線研究所の粒である放射線は、地球の内部からやってくると考えられていました。しかし、ヘスの実験では気球の高度が上がる

線

1000 億の粒の雨「空気シャワー」

Gravitational

狭義には電荷を持った（素）粒子を指す言葉だが…

Gamma Ray

1912 年、オーストリアの科学者ヘスは、気球に乗って大空に飛び立ちました。当時、高いエネルギーで飛び交う荷電粒⼦宇宙

宇宙から降り注ぐミクロな粒子

Cosmic Ray

暗⿊物質

Dark Matter

ニュートリノNeutrino

オーストリアの科学者ヘスは気球に乗って大空に飛び立ち、放射線を測定した
Austrian physicist Victor Hess ascended in a balloon up to the sky and measured radiations.

重⼒波

宇宙Waveの宇宙線の発見（
1912年）
上空行くほど放射線強度が高い© VF Hess Society, Schloss Pöllau
＝宇宙から放射線が！
大ガンマ線

宇宙線
＝宇宙を飛び交う放射線1936 年、宇宙線の線量は高度 15 km ほどでピークとり、それより高い場所では急速に減少することが測定さました。これは何を意味しているのでしょうか。つまりこれまで検出されていた宇宙線は、宇宙から地球にやっにつれて、放射線の強度が高くなっていったのです。放射

きた高エネルギーの宇宙線が地球の大気と衝突して生じ線は宇宙からも降り注いでいるのではないだろうか――。

粒子だったのです。宇宙に起源を持つものを「一次宇宙線宇宙線の研究が幕を開けた瞬間です。

大気と衝突して生じる大量の粒子を「二次宇宙線」と呼ます。

宇宙線とは、宇宙空間を高エネルギーで飛び交っているとても小さな粒です。地球にも多くの宇宙線がやってきて地球の大気と衝突した一次宇宙線は、空気に含まれるおり、大気と衝突して大量の粒子が生み出され、地表に降素原子や酸素原子の原子核を破壊して、中間子と呼ばれり注いでいます。私たちは、毎日このような粒を浴びてい新たな粒子をたくさん作り出します。さらに、その中間ます。粒は私たちの体や地球の岩石をするりと通り抜けて、も周りの原子核と高速で衝突して、多くの中間子を生み
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宇宙線とはExplore

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the Universe and Elementary Particles
with Multi-Messengers

宇宙

東京大学宇宙線研究所の粒である放射線は、地球の内部からやってくると考えられていました。しかし、ヘスの実験では気球の高度が上がる

線

1000 億の粒の雨「空気シャワー」

Gravitational

狭義には電荷を持った（素）粒子を指す言葉だが…

Gamma Ray

1912 年、オーストリアの科学者ヘスは、気球に乗って大空に飛び立ちました。当時、高いエネルギーで飛び交う荷電粒⼦宇宙

宇宙から降り注ぐミクロな粒子

Cosmic Ray

暗⿊物質

Dark Matter

ニュートリノNeutrino

オーストリアの科学者ヘスは気球に乗って大空に飛び立ち、放射線を測定した
Austrian physicist Victor Hess ascended in a balloon up to the sky and measured radiations.

重⼒波

宇宙Waveの宇宙線の発見（1912年）
上空行くほど放射線強度が高い© VF Hess Society, Schloss Pöllau
＝宇宙から放射線が！
大ガンマ線

宇宙線
＝宇宙を飛び交う放射線1936 年、宇宙線の線量は高度 15 km ほどでピークとり、それより高い場所では急速に減少することが測定さました。これは何を意味しているのでしょうか。つまりこれまで検出されていた宇宙線は、宇宙から地球にやっにつれて、放射線の強度が高くなっていったのです。放射

きた高エネルギーの宇宙線が地球の大気と衝突して生じ線は宇宙からも降り注いでいるのではないだろうか――。

粒子だったのです。宇宙に起源を持つものを「一次宇宙線宇宙線の研究が幕を開けた瞬間です。

大気と衝突して生じる大量の粒子を「二次宇宙線」と呼宇宙からのさまざまな形態の放射＝宇宙からの「メッセンジャー」ます。

宇宙線とは、宇宙空間を高エネルギーで飛び交っているとても小さな粒です。地球にも多くの宇宙線がやってきて地球の大気と衝突した一次宇宙線は、空気に含まれるおり、大気と衝突して大量の粒子が生み出され、地表に降素原子や酸素原子の原子核を破壊して、中間子と呼ばれり注いでいます。私たちは、毎日このような粒を浴びてい新たな粒子をたくさん作り出します。さらに、その中間ます。粒は私たちの体や地球の岩石をするりと通り抜けて、も周りの原子核と高速で衝突して、多くの中間子を生み
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超新星爆発や太陽などの星の中、地球の大気や内部など、さまざまなところで生じる素粒子。人も地球も何でもす る り と 通 り 抜 け て、ほとんどは宇宙の遠くへ飛び去る。

現在知られている物質
では説明できない正体
不 明 の 物 質。 ま だ 直
接検出されたことがない。宇宙に存在すると計算される物質の大半を占めている。

アインシュタインの相対性理論によって提唱された時空の波。重たい天体やブラックホール同士の合体や超新星爆発など、時空が急激に変化するときに大きな波が生じる。

Gamma rayNeutrino

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Cosmic ray
人工衛星
宇宙ステーション

気球

200 km ~Cosmic ray

Gravitational wave

宇宙線

Dark matter

宇宙線

チCher ェレンコenko
フv rad 光iationNeutrino

ガンマ線

30 km
空気シャワーAir shower

重力波

Gamma ray

暗黒物質

ガンマ線

ニュートリノ

ニュートリノ宇宙線を観測する
様々な⼿段

3~5 km

空気シャワー検出器
地下空気チェレンコフ望遠鏡
最もエネルギーの高い領域の電磁波。宇宙で起こるさまざまな超高エネルギー現象で生成される。

水チェレンコフ望遠鏡

暗黒物質検出装置

重力波検出装置

宇宙を高エネルギーで飛び交うとても小さな粒。90 ％が陽子でできた水素原子核で、9 ％がヘリウム原子核、残りはより重たい原子核や素粒子。

4東京⼤学宇宙線研究所

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最高エネルギー宇宙線

ガンマ線

銀河宇宙線・ガンマ線

高エネルギー天体（理論）東京大学宇宙線研究所
ü 世界最高感度の様々な宇宙線観測装置
をホスト・運用ü 理論・シミュレーションの専門家も重力波ニュートリノ
ダークマター

素粒子論、宇宙論

観測的宇宙論5

東京⼤学宇宙線研究所

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最高エネルギー宇宙線

ガンマ線

銀河宇宙線・ガンマ線

高エネルギー
天体（理論）

宇宙線・ガンマ線・ニュートリノ・重力波・ダークマター等の観測から
ü ブラックホールなどが関係した宇宙の高エネルギー現象を研究
ü 宇宙を支配する基本法則を研究

重力波

ニュートリノダークマター

素粒子論、宇宙論

観測的宇宙論

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国
外・
国
内
研
究
拠点

CTA (North Site)

カナリア高エネルギー宇宙物理観測研究施設
High Energy Astrophysics Facility in Canarias

Overseas
Telescope Array

Japan

附属施設などFacilities

Super-Kamiokande

神岡宇宙素粒子研究施設
Kamioka Observatory

Hyper-Kamiokande

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重力波観測研究施設
KAGRA Observatory

スペイン・カナリア諸島ラパルマにあるロケ・デ・ロス・ムチャーチョス天文台 ( 標高2200 m)。 大 中 小 の チ ェ レンコフ望遠鏡群から成り、超高エネルギー宇宙ガンマ線を観測します。
p28

スペイン・カナリア諸島ラパルマに設置された宇宙観測のための拠点施設。チェレンコフ宇宙望遠鏡によるガンマ線観測を支援しています。
p62

アメリカ・ユタ州の砂漠地帯( 標高 1400 ｍ )。広大な面積の地表検出器と大気蛍光望
遠鏡によるハイブリット観測により、超高エネルギー宇宙線の起源を探っています。
p32

岐阜県飛騨市神岡鉱山の地下
1000 ｍ。直径・高さともに約 40 m の円筒形の水タンクと、壁を取り囲む約 13000本の光センサーからなりま
岐阜県飛騨市神岡町。ニュートリノす。世界最大の地下ニュートなどの素粒子の観測を通じて、素粒リノ観測装置です。
子物理学および宇宙物理学の研究をp12行っています。
p60

スーパーカミオカンデを凌駕する巨大水タンクと超高感度光センサーからなる実験装置で、神岡鉱山の地下に建設中です。2027 年の実験開始を岐阜県飛騨市神岡町。大型低温重力予定しています。
p20 波望遠鏡 KAGRA の本格稼働に向けて準備を進めており、重力波天文学のさらなる深化を目指しています。
p61

KAGRAXMASS

岐阜県飛騨市神岡鉱山の地下200 m。L 字型に直交する長さ 3 km のトンネルの中に、大型低温重力波望遠鏡を設置し、重力波を直接検出します。
p44

岐阜県飛騨市神岡鉱山の地
下 1000 m。 暗 黒 物 質 の 直接観測を目指して建設された、835 kg の液体キセノンを 642 本の光センサーで球状に囲った検出器です。
p24

Tibet AS γ
CTA (South Site)

中国・チベット自治区のヤンパーチン高原 ( 標高 4300 m)。
37000 m2 の範囲に一定間隔で検出器を並べ、地下プールにも光センサーを置き、ガンマ線由来の空気シャワーを観測しています。
p36

チリ・アタカマ砂漠にあるパラナル天文台 ( 標高 2600 m)。
大中小のチェレンコフ望遠鏡群から成り、超高エネルギー宇宙ガンマ線を観測します。
p28

柏キャンパスKashiwa Campus

チャカルタヤ宇宙物理観測所
Chacaltaya Observatory

ボリビア・ラパス市郊外のチャカルタヤ山 ( 標高 5300m)。銀河系内から飛来する宇宙線のエネルギーの上限の確定を目指しています。
p66

乗鞍観測所
Norikura Observatory

岐阜県高山市の乗鞍岳 ( 標高 2770m)。宇宙線研究所の始まりの地です。現在は装置の性能試験や予備実験などに利用されています。
p64

明野観測所
Akeno Observatory

山梨県北杜市明野町 ( 標高 900 m)。
高エネルギー空気シャワー観測実験が行われていました。現在は新しい装置の試験や組み立てなどで利用されています。
p65

千葉県柏市の東京大学柏キャンパ
ス。 宇 宙 線 研 究 所 の 本 部 や、 宇 宙
ニュートリノ観測情報融合センターがあります。
p63

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宇宙線研究所の観測・研究拠点
標高2200 m

地下1000 m

乗鞍

明野

スペイン・カナリー諸島

柏キャンパス
宇宙線研究所岐阜県飛騨市★

標高1400 m★
★

実験・観測系の皆さんの多くは、国内外の観測・研究拠点で観測や研究を行います。

★

アメリカ・ユタ州
標高4300 m

中国・チベット★

標高5300 m

南米・ボリビア8

柏キャンパス紹介
大気海洋研究所

新領域創成科学研究科（大学院）

生産技術研究所の一部（古い写真なので写ってません）

物性研究所

寿司屋

宇宙線研究所

第２総合研究棟（宇宙線研究所の一部も入居しています）

柏図書館

カフェテリアKavli IPMU

u31haの広さのなかに大学院学生約1900人、教職員約1600人のゆったりとした環境での研究活動。
u各研究科、研究所等で大学院学生が研究しています。
u新しいキャンパスで新しい学問の研究を！

空間情報科学研究センター
その他
9柏キャンパス近郊

ç江（東 戸川武野 台
田線 駅）

柏キャンパス

県立柏の葉公園

柏キャンパス駅前サテライト

柏（つ のくば 葉キエ ャンクス パプ ス
レ 駅ス）

柏第２キャンパス
çJR柏駅

一般のバスに加えて、柏の葉キャンパス駅と大学間に（大学院学生は無料）バスを運行しています。(通勤・通学時間帯は10分間隔）

10宇宙線研究所の特徴的な取り組みなど
現在宇宙線研究所の大学院学生の総数54人（修士21名、博士33名）。皆さんの科学的興味が近いので、なるべく研究所が一体となって運営されるように努めています。例えば；• 宇宙線研の新M1の人たちには同じ部屋に机を持ってもらい、お互いを知ってもらうようにします。M2からは各研究室に机。
• 所内メンター（副担当教員）制度。
• 宇宙線研究所の修士・博士学生研究発表会（２月頃）（優秀者には表彰もします）• 全体で集まる機会；
新人（学生＋教職員）歓迎会（４月）
暑気払い（７月）, 一般公開（およびその打ち上げ）（１０月）
仕事納め（１２月）, 送別会（３月）
宇宙線研究所セミナー（随時）• 大学生向け「宇宙・素粒子スプリングスクール（３月頃）」（大学院学生にも研究指導をしてもらいます。）
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宇宙線研究所の研究部門と大学院学生受け入れ教員

浅野 勝晃
ASANO
Kaｔsuaki窪 秀利
KUBO
Hidetoshi

﨏 隆志
SAKO
Takashi

吉越 貴紀

荻尾 彰一
OGIO
Shoichi

YOSHIKOSHI

Takanori

高エネルギー宇宙線研究部門

早戸 良成
HAYATO
Yoshinari

森山 茂栄
MORIYAMA
Shigetaka

中山 祥英
NAKAYAMA
Shoei

伊部 昌宏
IBE
Masahiro

宮川 治
MIYAKAWAOsamu

三代木 伸二MIYOKI
Shinji

奥村 公宏
OKUMURAKimihiro

関谷 洋之
SEKIYA
Hiroyuki

塩澤 真人
SHIOZAWA
Masato大内 正己
OUCHI
Masami

田越 秀行
TAGOSHI
Hideyuki

内山 隆
UCHIYAMA
Takashi

宇宙ニュートリノ
研究部門

宇宙基礎物理学研究部門

ü 研究テーマや研究スタイルなどは各教員によって違いますので、直接話をして志望教員を決めることをお勧めします。
ü 宇宙線研究所ホームページに各教員の紹介と「修士・博士課程を目指す大学生」があります。参考にしてください。

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