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

学部・研究科等名

01

素粒子原子核研究所

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選定することで成果が選択された。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、海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についても顕著なものを選定した。

２．選定した研究業績

細目
番号

細目名

a)
著者・発表者等

ニュートリノ振動における、ミュー型から電子型への変換の探索

1

c)

b)
タイトル

発表雑誌・会合等

巻・号

Indication ofElectron Neutrino
K. Abe,T.Kobayashi他410 Appearance from
Physical Review
an Accelerator(1) 名(T2K実験グ
Lettters
Produced Off-Axis
ループ)
Muon Neutrino
Beam

107

素粒子の一つであるニュートリノには3つの型素粒子・ （電子型、ミュー型、タウ型）があり、それらは原子核・ ニュートリノ振動と呼ばれる現象を通してお互い
Evidence of
K. Abe,4901 宇宙線・ に移り変わる。ニュートリノ振動が起こることそれ
electron neutrino
宇宙物 自体が、ニュートリノが0でない質量をもつことの (2) T.Kobayashi他計 appearance in a
Physical Reviw D
約350名(T2K実験証しであり極めて重要な発見であるが、この研理muon neutrino
グループ)
究では特にミュー型から電子型への振動を通し
beamて、このニュートリノ振動のパラメータを観測し、レプトン（軽粒子）の混合行列を決定し、レプトン
におけるCP非保存の探索を進める。
Observation of
K. Abe,Electron Neutrino
Physical. Review
T.Kobayashi他計(3)
Appearance in aLeters.
約350名(T2K実験
Muon Neutrino
グループ)
Beam
Observation of two
A. Bondar, Y.Sakai
charged
Physical Review
他計約２００名
bottomonium-like(1)
Letters（Belle 実験グルー
resonances inプ）
Y(5S)decaysクォーク4個を含む粒子の研究（bottom quarkの
場合）

2

d)

First Observation
素粒子物理学の標準理論では「強い相互作
of the P-Wave
素粒子・ 用」をする粒子は、クォークと呼ばれるより小さな
I.Adachi 他計約２
Physical Review
原子核・ 粒子が二つあるいは三つ結合してできていると (2) ００名（Belle 実験 Spin-Singlet
Bottomonium
Letters4901 宇宙線・ されていた。しかし、 クォークが4つ含まれる可グループ）
States hb(1P) and
宇宙物 能生が高い粒子が発見され、その精密な実験
hb(2P)が計画された。Belle実験で収集したΥ(5S)共鳴理
粒子のデータを解析し、bクォークと反bクォークを含む荷電共鳴粒子を発見した。これは、明らかにクォーク4個を含むエキゾチック粒子であり、First observation
さらに中性パートナー粒子も発見した。
P.Krokovny,of the Zb0(10610)
Y.Sakai 他計約２０
Physical Review(3)
in a Dalitz analysis
０名（Belle 実験グ
Dof ϒ(5S) → ϒ(nS)
ループ）
π0π0

e)

f)
頁

pp.(041801-1)(041801-8)

発行・発表年等

2011

学
術
的
意
義

g)

社
文
会
化
的
経
意
済
義
、

研究テーマ
及び
要旨【200字以内】

代表的な研究成果【最大３つまで】

、

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

掲載論文のDOI（付与されている場合）

10.1103/PhysRevLett.107.041801

SS

88

pp.(032002-1)(032002-41)

2013

10.1103/PhysRevD.88.032002

112

pp.(061802-1)(061802-8)

2014

10.1103/PhysRevLett.112.061802

108

pp.(122001-1)(122001-6)

2012

10.1103/PhysRevLett.108.122001

108

pp.(032001-1)(032001-6)

2012

10.1103/PhysRevLett.108.032001

88

pp.(092003-1)(092003-11)

2013

10.1103/PhysRevD.88.092003

SS

ミュー型ニュートリノが、電子型ニュートリノに変化するニュートリノ振動が起きる
確率は小さく、関係するニュートリノ混合行列のパラメータθ13は、実験値が得られていなかったが、論文(1)で世界に先駆けてθ13がゼロではない有限な値をもつ兆候を捉え、それまでの実験の上限値に近い比較的大きな値である可能性を示唆した。このニュートリノ振動モードは、CP対称性の破れを含む可能性があり、将来ニュートリノにおけるCP対称性を探索する展望を与えた。その後、論文(2)でさらに有意性の高い結果を発表し、論文(3)で決定付けた。この結果は、英国物理学会(Institute of Physics)が発行する著名なPhysics World誌において、「2011年の物理学における10大成果」の一つに選ばれた（論文(1)）。これらの成果は2016年5月現在、既に有名論文誌などに3論文あわせて約1,600回引用されている。

従来、素粒子物理学界で知られていたハドロン（強い相互作用をする粒子）は、
クォーク２個または３個から成り立っていた。ところが、Belle実験では２００３年にX(3872)と名付けられたチャームクォークを含む４個以上のクォークから成るそれま
での常識を破る粒子を発見した。今回は、チャームよりもさらに重いボトムクォーク
を含む新しいタイプのハドロンを発見したものである（論文(1)～(3)）。この発見は、粒子の成り立ちの謎を解明するうえで重要な発見であり、ボトムを含む4-クォーク
粒子の新たな流域を拓くものである。これらの結果は、この分野で最も権威のある
論文誌 Physical Review Letters誌やPhysical Review D誌に掲載され、2015年度
終わりまでの引用数は3論文で約500に達し、Web of Science上で「高引用文献」と格付けられた。また、論文(1)は、毎日新聞、読売新聞やNHK(茨城版)などにとりあげられた。

○○

Observation of anew particle in the
search for theK.Tokushuku 他約
Physics LettersStandard Model(1) 3000名（ATLAS
Higgs boson with B
Collaboration）
the ATLAS
detector at the
LHC

3

2012

10.1016/j.physletb.2012.08.020

ヒッグス粒子の探索の研究
素粒子・
Evidence for theK.Tokushuku 他約原子核・ ヒッグス粒子は、現在まで、最も信頼されていPhysics Lettersspin-0 nature of
4901 宇宙線・ る素粒子物理学の標準理論でただ一つ未発見 (2) 3000名（ATLAS
B
the Higgs boson
Collaboration）
宇宙物 であった。これを探索発見することは素粒子物
using ATLAS data
理
理界の最も重要な課題の一つであったが、これに成功した。

726 pp. 120–144

2013

10.1016/j.physletb.2013.08.026

Measurements ofHiggs boson
production and
K.Tokushuku 他約
Physics Letters
couplings in(3) 3000名（ATLAS
B
diboson final
Collaboration）
states with the
ATLAS detector at
the LHC726 pp.88–119

2013

10.1016/j.physletb.2013.08.010

ヒッグス場の起源に関する新たな理論的提案

4716 pp. 1–29

Satoshi Iso, Yuta
LHC実験でのヒッグス粒子の発見は、ヒッグス (1) Orikasa
素粒子・場の階層性問題と真空の安定性問題という二つ
原子核・の重要な問題を提起した。本論文では、プラン
4901 宇宙線・
クエネルギースケールで平坦なポテンシャルか
宇宙物
ら輻射補正で対称性が破れる機構を使うと、こ理
れらの問題が相互に関連しつつ解決可能なことを示し、標準模型を越える一つの新しい可能性 (2)を提案した。

TeV Scale B-L
model with a flat
Higgs potential at
the Planck scale in view of thehierarchy problem-

Progress ofTheoretical andExperimental
Physics

pp.(023B08-1)2013(023B08-14)

2013

SS

重心系エネルギー7TeVで収集した4.8/fbのデータ及び8TeVで収集した5.9/fbのデータを用いてヒッグス粒子探索を行い、質量約126GeVの新粒子を発見した（論文(1)）。この事象は5.9σの有意性でヒッグス粒子の生成・崩壊と無矛盾であった。ヒッグス粒子は標準模型で唯一未発見の粒子であり、かつ、電弱対称性の破れを説明するための要であることから、その予言から50年近くも探索が行われてきた。そのヒッグス粒子らしき新粒子を発見した学術的意義は極めて大きく、後に発表される論文(2),(3)と合わせて、2013年ノーベル物理学賞をアングレー
ル、ヒッグス両氏が受賞するきっかけとなった。この結果は、世界中でテレビや新聞などのマスコミに大きく取り上げられ、一般向け講演会なども多数開催された。
2016年2月現在で、論文(1)の引用数は5,539で、現在も増え続けている。KEK
は、実験の立案、測定器の建設・運転そして物理解析と多岐にわりこの発見に貢
献した。

SS

2012年のヒッグス粒子発見の真の意義は、標準模型から量子重力へとつながる
枠組みへの示唆にある。Higgs粒子発見以前は、「超対称模型」と「余剰次元模型」が主流模型として知られていたが、LHC実験は、両者に対する厳しい実験的制限を与えた。そこで、他の可能性として現れたのが「古典的共形不変模型」であり、その端緒となったのが、本論文（及び同じ著者による2009年の論文）である。論文(1)は3年で100件近く引用されている。また、国際会議、"Annual theory
meeting of NCTS"（台湾）、New Physics at LHC (Singapore)、Conference on
Particles and Cosmology(香港)等での招待講演を含む数多くの大学での講演に招待された。また、World Scientific 社の雑誌 Modern Physics Letters から招待
レビュー論文の執筆依頼も受け現在執筆中である。

SS

CMB偏光のみを用いた世界で初めての重力レンズBモード検出となった。今回の観測は、今後のより感度の高い測定によるニュートリノ質量和の精密測定への道を開いた。今後、素粒子論と宇宙論の両方にまたがる成果が期待される。KEK
にてプレスリリースを行った。本論文は、これまでに114回引用されている。

SS

論文(1)は、行列を用いた新しい定式化に基づき、超弦理論の数値シミュレー
ションを世界で初めて行ったものである。特に、超弦理論が予言する９次元空間
から、３次元空間のみが膨張し始める、という結果が得られたことは、極めて興味深い。この成果は、当該分野で最も権威のあるPhysical Review Letters誌に掲載された。論文(2)は、日本の誇る学術雑誌Progress of Theoretical Physicsの後継誌として、2012年に創刊されたProgress of Theoretical and Experimental
Physics(PTEP)の創刊特集号への招待論文として、書かれたものである。

10.1093/ptep/pts099(3)

5

A Measurement of
the Cosmic
Microwave
P.A.R. Ade,
Astorophysical
宇宙マイクロ波背景放射のBモード偏光の測定 (1) M.Hazuni 他計７４ Background B名（POLARBEAR Mode Polarization Journal
素粒子・Power Spectrum at
実験グループ）原子核・ POLARBEAR実験グループが、宇宙マイクロ
Sub-Degree Scales
4901 宇宙線・ 波背景放射のBモード偏光の高感度観測を実with POLARBEAR
宇宙物 施し、数分角程度の分解能の領域で、４点相関と２点相関を合わせて、4.7シグマの有意度で信理号を検出した。
(2)794

pp.(171-1)-(1712014
21)

10.1088/0004-637X/794/2/171(3)S.-W. Kim, J.
スーパーコンピューターを用いた、宇宙の起源などの物理現象のシミュレーションを用いて行う (1) Nishimura, A.
Tsuchiya
研究6

素粒子・ 超弦理論は、アインシュタインの一般相対性
原子核・ 理論を素粒子レベルまで拡張する究極の理論と4901 宇宙線・ して研究されてきたが、相互作用が強い状況で宇宙物 の計算が難しく、これまで現実世界との関わりが明らかでなかった。これらの論文では、行列を用理いた新しい定式化に基づき、超弦理論の数値シ (2) J. Nishimura
ミュレーションが世界で初めて行われた。これにより、宇宙の始まりやブラックホールの内部構造を解明する上で重要な手がかりが得られた。
(3)

Expanding(3+1)-dimensional
Universe from a
Lorentzian matrix Physical Review
Lettersmodel
for superstring
theory in (9+1)
dimension
The origin of
space-time as
seen from matrix
model simulations

Progress ofTheoretical andExperimental
Physics108

2012

pp.(011601-1)(022601-5)

pp.(01A101-1)(01A101-27)

2012

2012

10.1103/PhysRevLett.108.011601

10.1093/ptep/pts004○

ハイパー核（自然には存在しないストレンジネス
T. O. Yamamoto,
量子数をもつ原子核）の荷電対称性の破れに(1) T.Takahashi 他
関する実験的研究
l(計54名).,7

素粒子・ 原子核の基本的な対称性である荷電対称性
原子核・ （電磁相互作用の効果を除き、陽子と中性子の4901 宇宙線・ 入れ替えに対して同じ質量を与えるなど）が、ス
宇宙物 トレンジクォークを含むΛハイパー核では、大きく破れていることを示した実験である。また、この理
K. Hosom,破れの大きさが、スピン状態に依存することも確認し、その結果は、核力の解明に向けて大きな (2) T.Takahashi 他
l(計33名)
ヒントを与えた。

Observation of
Spin-Dependent
Charge Symmetry
Breaking in Λ N Physical Review
Letteers
Interaction:
Gamma-Ray
Spectroscopy of 4
ΛHe

115

pp.(222501-1)(222501-5)

2015

１0.1103/PhysRevLett.115.222501

SS
Precisedetermination of
12 Λ C levelstructure by γray spectroscopy

Progress ofTheoretical andExperimental
Physics

pp.(081D01-1)(081D01-8)

2015

10.1093/ptep/ptv113

Indirectly Cooled IEEE
Transactions on
Radiation20,3
Resistant Magnets Appliedfor Hadron Target Superconductivit
Station at J-PARC y

pp.344-347

2010

10.1109/TASC.2009.2038930

IEEE
RadiationResistant Magnets Transactions on
20,3
Appliedfor Hadron
Experimental Hall Superconductivityof J-PARC

pp.340-343

2010

10.1109/TASC.2009.2039012

IEEE
RadiationResistant Magnets Transactions on
22,3
Applied
System for JSuperconductivit
PARC Hadron
Experimental Hall y,

論文 id:4100204(この論文は web
のみのもので
ページはありませ 2012
ん。doiでアクセスできます。全4
ページ）

10.1109/TASC.2011.2176449

pp.(072004-1)(072004-23

2010

10.1103/PhysRevD.81.072004

2015

長年、ハイパー核構造研究において謎であった荷電対称性の破れの検証のため、4ΛHeハイパー核励起状態からの脱励起ガンマ線エネルギーを、これまでの手法と比べて圧倒的な分解能を持つゲルマニウム検出器を用いて測定した。鏡像ハイパー核である4ΛHと4ΛHeの構造が、スピン状態によって大きく異なるという結果が得られた。この結果により、Λ粒子の存在によって、原子核の荷電対称性が大きく破れる現象を検証し、また、荷電対称性の破れは、Λ-核子間のスピン状態に依存することを確認した。荷電対称性は、原子核物理の基本的な対称性であり、この結果が与えるインパクトは非常に大きい。論文(1)は、この分野で権威の高い Physical Review Letters 誌に掲載され、さらに同誌のEditor's suggestion
として紹介された。論文(2)は、今回確認された大きな荷電対称性の破れを説明するメカニズムを考察するにあたって、重要な示唆を与える関連する研究結果で
ある。

○

(3)

H. Takahashi,(1) K.H.Tanaka 他計
22名
大強度高エネルギー陽子ビームのハンドリングについての研究8

素粒子・ 大強度ビームハンドリングに必要不可欠な技
原子核・ 術要素である「交換容易性を兼ね備えた超耐放4901 宇宙線・ 射線電磁石」を自主開発し、同時に開発したそ (2) K.H. Tanaka他26
名
宇宙物 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。これを用いて大強度加速
理器施設J-PARCの実験施設を建設し、実際に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。
K.H. Tanaka他24(3) 名

T.K.Komatsubara Experimental
study of the decay Physical Review(1) 他計69名(KEK
D
中性K中間子の稀な崩壊を用いたCP対称性のE391aのグループ） K0L→ π0νν
破れの研究

9

素粒子・ KEK 12GeV Proton Synchrotron で、2004～
T. Masuda、
原子核・ 2005年に実施されたE391a実験の最終結果を
T.K.Komatsubara
4901 宇宙線・ 本論文として出版した。中性K中間子の稀崩壊 (2) 他計57名（J宇宙物 K^0_L → π^0 ν νの分岐比に対して、2.6 x
PARC E14 KOTO理
10^{-8}というこれまででもっとも厳しい上限値を実験グループ）
与えた。その成果をもとに、J-PARCのハドロン実験施設で行う新しい実験のビームラインと測定器を完成させた。
(3)

A. Janine,
S.Mihara 他計約(1)
60名（MEG実験グ
ループ）

Long-lived
neutral-kaon flux
measurement for
the KOTO
experiment

Progress ofTheoretical andExperimental
Physics

2016

pp.(013C03-1)(013C03-23)

2016

10.1093/ptep/ptv171

New Limit on the
Phyical. Review
Lepton-FlavorViolating Decay μ Leters
->eγ

107

pp.(171801-1)171801-5)

2011

10.1103/PhysRevLett.107.171801

lepton number 保存則の破れの探索研究
素粒子・
原子核・ MEG実験によるμ→eγ崩壊探索の最新の結
10 4901 宇宙線・ 果で、論文(1)では、これまでの上限値を5倍、論New Constraint on
J. Adam、S.Mihara
宇宙物 文(2)では論文(1)よりさらに4倍向上した結果でPhysical Review
the Existence ofあり、これにより新物理の可能性を今まで以上に (2) 他計約60名（MEG the μ^+→e^+γ
理
Letters
実験グループ）大きく制限した。
Decay
(3)

81,7

110

pp.(020180-1)(020180-5)

2013

10.1103/PhysRevLett.110.201801

SS

大強度ビームを利用する実験施設においては、標的並びにビームダンプなど
でのビーム損失を完璧に0にすることは出来ない。そのためビームラインに用いられる電磁石などのビーム要素は、それぞれ超耐放射線性と万が一の故障時のための交換容易性を併せ持たねばならない。J-PARCハドロン実験施設のために、このような要素の技術開発を行ってきた。それらがほぼ完了し、その成果をまとめて報告したものである。これで大強度ビームラインの要素技術に関する一連の開発、報告に一区切りがついたと言える。本論文の概要は、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21回磁石技術国際会議、MT21（論文(1)，(2)）並びに第22回、MT22（論文(3)）において口頭発表に選ばれたことから、IEEE誌への論文投稿が強く勧められたものである。この事からも、世界的に高く評価されており、かつ関連学協会にも大きなインパクトを与えたことが客観的に判る。

SS

KEK 共同利用 E391a実験は、中性K中間子の稀な崩壊の中でCP対称性を破る崩壊形式K0L→ π0ννを研究する世界で初めての実験である。2004～2005
年に、KEK陽子シンクロトロンのビームを用いてデータを分析して得た結果を総括して論文としたものであり、世界で最も低い上限値2.6×10-8を得た。素粒子物
理学のデータを網羅的に整理している国際組織「Particle Data Group」 は、この粒子のこの崩壊形式での最良の結果として、このデータを「Review of Pariticle
Physics」に掲載している。また、この実験の後、KEK陽子シンクロトロンの後継加速器であるJ-PARCでのKOTO実験の手法を確立することができ、そのビームライ
ンと測定器を完成させK中間子ビームの収量を測定した。E391a実験の結果は、素粒子物理学の世界での標準的な情報源として尊重されているReview ofParticle Physicsにおいて、この崩壊モードについての最良の結果として掲載され
ている。

SS

μ→eγ崩壊は、標準模型では完全に禁止されていながらも、標準模型を超える多くのモデルによってその存在が予言されており、新物理に対する感度が高い
チャンネルである。論文(1)で発表された結果は、それ以前に報告されていた上
限値を5倍、2年後の論文(2)では論文(1)よりさらに4倍向上した結果であり、これにより新物理の可能性を今まで以上に大きく制限した。MEG実験は、LHC実験等の高エネルギーフロンティア実験と相補的に新物理の探索を行う実験として、世界中の注目を集めており、この論文(2)は、既に250近い論文に引用されている。
KEKの研究者は、実験の設計段階から実験グループに加わり、超伝導電磁石の設計製作、液体キセノンガンマ線検出器の設計、製作、運転において多大 な貢献を果たしている。

○○

Observation of B+
A.Bozek, Y.Sakai → D*0-barｒ τ+ ν
Physical Review
他計約2００名(1)τ and Evidence forD（Belle 実験グルー
0+
B+ → D -bar τプ）ντ at Belle82

pp.(072005-1)(072005-6)

2010

10.1103/PhysRevD.82.072005

B-bar → D^(*) tau nu-bar崩壊は、荷電ヒッグス粒子の探索に感度の高い重要な崩壊であり、早くから注目されていた。論文(1)は、世界で初めてこの崩壊の信号を有意に観測したものである。その後、Belle及びBaBarにより標準理論による期待値より大きな値を示した。論文(2)では、Belleの全データを使いさらに改善された解析により、これまでの結果と標準理論の間の値を示した。この結果は、同時期に発表され同様の結果を得た、LHCbの測定とともにPhysics Todayなどの科学誌に世界的に取り上げられた。論文(1)は、約100回引用され、論文(2)は、発表されて半年に満たないが、既に約40回引用された。論文(3)は、前者のものほどイン
パクトは高くはないが、標準理論から説明できない現象の探索の意味は大きく、多くの国際会議に講演発表を依頼され関心を集めている。

B-ファクトリーにおける、素粒子物理学の標準理論を超える現象の探索

Measurement of
素粒子・
the branching ratio
原子核・ Ｂｅｌｌｅ実験により、荷電ヒッグス粒子の探索に
M. Huschle,
11 4901 宇宙線・ 感度の高いB-bar → D^(*) tau nu-bar崩壊が発of B-bar → D(*)
宇宙物 見され、さらに全データを使い改善された解析 (2) Y.Sakai 他計約２０ tau nu-bar relative Physical Review
０名（Belle 実験グ to B-bar → D^(*) l D
手法により、その崩壊分岐比が測定され、標準理
ループ）理論からのずれの兆候が見られた。また、ダーnu-bar decays
クヒッグス粒子の探索もなされた。
with hadronictagging at Belle

I.Jaegle, Y.Sakai
Search for the
Physical Review
他計約2００名
dark photon and(3)
Letters（Belle 実験グルー
dark Higgs at Belleプ）

Y.Sakai, K. Akai
他 総著者数約
B-Factory 実験成果のまとめ
2000名
The Physics of B
(1) (Belle and BaBar
Factories
本書は、定期刊行論文誌の番号がついている
Collaborations)。
素粒子・ が、900ページを越える単行本である。日本のその内KEK120名
原子核・ KEKB加速器とそれを使って実験を行ったBelle
ほど
12 4901 宇宙線・ 測定器、そして米国の PEP-II加速器とそれを宇宙物 使って実験を行ったBaBar測定器に関する実験
及び物理解析・成果を詳しく解説した、両グ
理(2)ループの研究者の協力による合同出版であり、この分野を目指す若手研究者や、関心をもつ研究者への教科書的な集大成である。
(3)

European Physics
Journal C

J. Dalseno,
Measurement of
Y.Sakai 他計約２０ the CP Violation Physical Review(1)０名（Belle 実験グ Parameters in B0 D→π+π- Decays
ループ）

Evidence for B- →B中間子系における小林・益川行列の精密測定
τ- ν-bar with a
K.Hara 他計約２０
Hadronic Tagging Physical Review
素粒子・(2) ０名（Belle 実験グ
Ｂｅｌｌｅ実験で標準理論の根本的要素である
Method Using the Letters
原子核・
ループ）
クォーク混合行列を精密に測定するため、B→
Full Data Sample
13 4901 宇宙線・
π+π-崩壊のＣＰ対称性の破れや、B→τν崩of Belle
宇宙物
壊の分岐比などの測定を行った。また、BaBarと理
初めての共同解析を行い、精度を上げた測定を行うなどの成果を上げた。
First Observationof CP Violation in
B0 → D(*)CP h0
A. Abdesselam,
Physical Review
Y.Sakai 他計約7０ Decays by a
(3)０名（Belle & BaBar Combined Time- Letters
Dependent
実験グループ）Analysis of BaBar
and Belle DataSS
pp.(072014-1)92(072014-14)

2015

10.1103/PhysRevD.92.072014

pp.(211801-1)(211801-8)

2015

10.1103/PhysRevLett.114.211801

1143026 (この論文は通常の論文誌に掲載されていますが、通常の
201474
ページ番号のつけ方ではありません。全928ページ。)

10.1140/epjc/s10052-014-3026-9

SS

S

○

【学術的意義】
日米の「Ｂファクトリー加速器」、KEKB及びPEP-IIは、粒子加速器の歴史に名を残す卓越した加速器であったが、ここにおけるBelle実験とBaBar実験は、B中間子におけるCP対称性の破れを発見し、小林・益川理論を検証することにより、小林・益川両博士に2008年ノーベル物理学賞をもたらし、他にも多大な成果を上げてきた。本書は、10年以上にわたる両実験の物理解析及び結果を詳細に記述したもので、両実験が共同で７年の歳月をかけて完成した900ページを超える大集
89-03-4 ○成である。
【社会、経済、文化的意義】
本書の内容は、通常の研究論文ではなく、次世代のＢファクトリー実験やフレー
バー物理に携わる若手研究者にとって最良の教科書となるものである。ＫＥＫのプレスリリースやSLAC Todayで世界に向けて発信され、CERN CourierやInteractions Orgの記事にもとりあげられた。現在までに権威の高い論文誌に約40回以上論文に引用されている。

88

110

pp.(092003-1)2013(092003-11)

pp. (131801-1)2013(131801-6)

10.1103/PhysRevD.88.092003

10.1103/PhysRevLett.110.131801
SS

115

pp.(121604-1)(121604-10)

2015

10.1103/PhysRevLett.115.121604

Bファクトリー実験では、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クォーク混合
行列を精密に測定することが重要である。そのためには、出来るだけ多くの崩壊過程のＣＰ対称性の破れや崩壊分岐比を精密に観測した上で、行列全体の整合性を確認しなくてはならない。Belleでは、B→π+π-崩壊のＣＰ対称性の破れ（論文(1)）やB→τν崩壊の分岐比(論文(2))をはじめとして、様々な崩壊の精密な測定を行い、行列要素の精密測定に大きな貢献をした。これらの成果に対して、2015年度の折戸周治賞が贈られた。また、論文(3)の解析は、BelleとBaBar実験
が初めて共同で両実験のデータをい合わせて解析したものである。これによりこの崩壊のＣＰ対称性の破れを有意な精度で測定することができ、KEKのプレスリ
リースとして国内外に発信された。

○

Bounds on thewidth, mass
S.-K.Choi, Y.Sakai difference and他計約2００名
other properties of Physical Review(1)（Belle 実験グルー
DX(3872) → π+πプ）
J/ψ decays

84

pp.(052004-1)(052004-16)

2011

10.1103/PhysRevD.84.052004

チャーム・反チャームクォーク対を含むエキゾ
チック粒子のさらなる発見及び展開

素粒子・
原子核・
C.Chilikin, Y.Sakai Experimental
Ｂｅｌｌｅ実験では、X(3872)粒子の発見以来、数
14 4901 宇宙線・
constraints on the Physical Review
多くの同種の新エキゾチック粒子の発見やエキ (2) 他計約2００名
宇宙物（Belle 実験グルー spin and parity of D
ゾチック粒子の詳細研究を続けており、X(3872)
理プ）
the Z(4430)+
やZ(4430)+粒子の質量やスピン・パリティの決定やZ(3900)粒子の発見の成果を上げた。

88

pp.(074026-1)(074026-12)

2013

10.1103/PhysRevD.88.074026

Study of e+ e- →Z.Q.Liu, Y.Sakai π+ π- J/ψ and他計約2００名
Observation of a Physical Review(3)
Letters（Belle 実験グルー Chargedプ）
Charmonium-like
State at Belle110

pp.(252002-1)(252002-7)

2013

10.1103/PhysRevLett.110.252002

First MuonK. Abe,
Neutrino
Physical Review
T.Kobayashi他計
Disappearance(1)D
約350名(T2K実験
Study with an Offグループ)
Axis Beam85

pp.(031103-1)(031103-8)

2012

10.1103/PhysRevD.85.031103

SS

ミューニュートリノ消失現象の精密測定によるニュートリノ世代間混合の理解

Measurement of
Neutrino
Oscillation
K. Abe,素粒子・ 東海村の大強度陽子加速器J-PARCを用いて
T.Kobayashi他計 Parameters from
原子核・ 大強度ミューニュートリノビームを生成、２９５ｋｍ (2) 約350名(T2K実験 Muon Neutrino
15 4901 宇宙線・ 離れたスーパーカミオカンデで検出、ミュー
Disappearance
グループ)
宇宙物 ニュートリノが他のニュートリノに変化して減少すwith an Off-axis
る現象を精密に測定、２番目と３番目の世代の理
Beamニュートリノの混合度、質量の自乗差を世界最高精度で決定した。
PreciseMeasurement of
the Neutrino
K. Abe,Mixing Parameter
T.Kobayashi他計
θ23 from Muon
(3)
約350名(T2K実験
Neutrino
グループ)
Disappearance inan Off-axis Beam

K. Abe,T.Kobatashi他計 The T2K(1)
約522名(T2K実験 experiment
グループ)

Measurement of
the muon beam
K.Suzuki,
direction and
素粒子・(2) T.Kobayashi 他34
muon flux for the
原子核・ ニュートリノの相互作用が極めて小さいため、名
T2K neutrino
16 4901 宇宙線・ ニュートリノの精密研究には、巨大な測定器と大experiment
宇宙物 強度のニュートリノビームが必要である。大強度加速器で作られたニュートリノを用いたニュートリノ振動を探索する装置の開発研究。

理のニュートリノビームを高精度に制御して作り出すためには、数々の先端的技術が必要であり、これらの技術について報告する。

Physical Review
Letters111

Physical Review
Letters112

Nuclear
Instruments andA659
Methods inPhysics Research
Section A

Progress ofTheoretical andExperimantal.
Physicapp.(211803-1)(211803-7)

2013

pp.(181801-1)(181801-8)

2014

10.1103/PhysRevLett.112.181801

pp.106-135

2011

10.1016/j.nima.2011.06.067

SS2015 053C01 pp.1-31 2015

Development andoperational
Nucliearexperience ofInstrumemnts
magnetic horn
T.Sekiguchi,
and Methodes in A789
(3) T.Kobayashi 他36 system for T2K
Physica Researchexperiment
名
Nucl.Instrum.Meth A. A789 (2015) 5780

10.1103/PhysRevLett.111.211803

10.1093/ptep/ptv054
SS

pp. 57-80

2015

10.1016/j.nima.2015.04.008

Belle実験で、2003年にX(3872)と名付けられたチャームと反チャームクォークを含む4個以上のクォークからなるエキゾチック粒子を発見して以来、多数の同種のエキゾチック粒子が発見された。第二期中期目標期間中もBelleでは、積極的に
新エキゾチック粒子の探索及び性質の詳細な研究を行った。論文(1)では、X(3872)の質量・崩壊全幅の精密測定及びスピン・パリティの決定を行った。論文(2)では、2007年にBelleで発見された最初の荷電エキゾチック粒子Z(4430)+のス
ピン・パリティの決定を行った。Z(4430)+は、2014年にLHCbで追認され、
Phys.Orgなどの科学記事に取り上げられた。論文(3)では、Z(3900)+を中国のBESIII実験と同時に発見した。Nature誌をはじめとする多くの科学雑誌に取り上げられ注目を浴びた。論文(3)は、既に約300回、他の2編の論文もそれぞれ約100回の引用がなされている。

現在、ニュートリノの２番目と３番目の世代間混合度は、他の世代間混合に比べ最も精度が悪い。将来、ニュートリノにおけるCP対称性の破れを検出するためには、すべての混合度を精度よく測定しておく必要が有るため、論文(1)～(3)に示されているようにT2Kにより世界最高精度でこの混合を順次精度を上げて測定したことは、将来の可能性を高める上で極めて重要である。３編の論文の引用数は344回に達している。
2015年、ニュートリノ振動に関する成果に対して、梶田東京大学宇宙線研究所
所長がノーベル物理学賞を受賞したことに見られるように、日本のニュートリノ研
究が世界をリードしている。

論文(1)～(3)は、宇宙から飛来するニュートリノではなく、加速器で人工的に作られたニュートリノを用いて、様々な実験を行うためのシステムを記述した論文である。この実験システムを用いて、ニュートリノ振動の重要な実験が複数遂行されている。掲載された論文誌は、素粒子・原子核実験とそれに用いる加速器などの論文を掲載するジャーナルの中で、最も権威あるものの一つであり、また、論文(1)は、300回以上の引用がある。
2015年、ニュートリノ振動に関する成果に対して、梶田東京大学宇宙線研究所
所長がノーベル物理学賞を受賞したことに見られるように、日本のニュートリノ研
究が世界をリードしている。

○

○

○

Measurements of
Cross Sections
N.Abgrall,
陽子照射によるパイ中間子生成の研究
and Charged Pion
T.Kobayashi 他
Physical Review
Spectra in Proton(1) 135名
C
素粒子・ 加速器から作られるニュートリノの実験をする(NA61/SHINE実験 Carbon
原子核・ ためには、先ずニュートリノビームを作らなけれInteractions at 31
グループ)
17 4901 宇宙線・ ばならない。それは大量の高エネルギー陽子をGeV/c
宇宙物 原子核にぶつけて作るが、その作られる頻度を詳しく研究しておく必要がある。この研究は、こ理の点を明確にするもので、地味ではあるが基礎(2)
的に重要な情報を得る目的がある。

pp .(0346041)(034604-26)

84

2011

10.1103/PhysRevC.84.034604
SS

30GeVの陽子と炭素の相互作用からの荷電パイ中間子の生成断面積は、これまで測定されていなかった。そのため、T2K実験のニュートリノビームのエネル
ギー分布を正しく見積もるために、本測定結果は重要である。実際に、T2K実験の前に本測定を行うことで、最初の電子ニュートリノ出現事象の探索で、ビーム起因のエラーを小さくすることができ、出現事象の兆候に繋がったと言える。2015年9月現在、既に有名論文誌などに50回以上引用されている。

SS

SUSYは、標準模型を超える物理の最有力候補で、ATLAS及びCMS実験での発見に期待がかかっている。本論文は、重心系8TeVでのスクォーク及びグルーイーの直接探索の結果を纏めたもので、その探索感度は、CMSとともに世界最高である。探索は、レプトンの本数やボトムクォーク起源のジェットの有無など、終状
態によって別々になされる。本研究では、そのような複数の解析結果に統計処理を施し、全ての解析結果を統合した。

SS

高エネルギー原子核-原子核衝突で、媒質中をジェットが通過することによって大きなエネルギー損失が起こることは、クォークグルーオンプラズマの物理等で言われてきたことであり、高い横方向運動量の粒子の測定等で米国ブルックヘブン
研究所での実験でも間接的にみられていたが、論文(1)が実際にジェットを直接見て、その非対称性を示した初めての論文である。論文(2)はさらにその詳細を測定したものである。2016年2月で有名論文誌にそれぞれ200件及び150件以上の引用がある。

(3)

ATLAS実験におけるSUSY探索のまとめ
素粒子・
原子核・ ATLAS実験グループが2012年に収集した重18 4901 宇宙線・ 心系エネルギー8TeVのデータを使った、ス
宇宙物 クォーク及びグルイーの探索結果のまとめである。LSPが100GeV以下を仮定した場合，約理1150GeV以下のグルイーの存在を棄却した。

Summary of thesearches forsquarks andG. Aad,K.Tokushuku 他３ gluinos using s√ Jounal of High
(1)
Energy Physics
042名(ATLAS 実 =8 TeV pp
collisions with the
験グループ）ATLAS experimentat the LHC

論文 id は2015 10(2015) 054,
（全100ページ）

2015

10.1007/JHEP10(2015)054

(2)
(3)

Observation of aCentralityDependent Dijet
Asymmetry in
G. Aad,Physical Review
K.Tokushuku 他３ Lead-Lead(1)
Letters
042名(ATLAS 実 Collisions at
sqrt(S(NN))=2.76
験グループ）LHC 加速器を用いた原子核-原子核の衝突実
TeV with the験による、クォーク-グルーオンプラズマの探索
ATLAS Detector
at the LHC
素粒子・ LHC実験での核子あたりの重心系エネルギー
原子核・ が2.76TeVの原子核-原子核衝突において、219 4901 宇宙線・ ジェットを観測し、その２つのジェットの横方向運
宇宙物 動量の非対称性を測定した。周辺衝突では、2つのジェットの横運動量は、ほぼ同じでバランス理しているが、中央衝突に近づくとともに、非対称
G. Aad,性が大きくなってきており、片方のジェットのエネ
K.Tokushuku 他３(2)
ルギーが著しく低くなるものも見られた。
042名(ATLAS 実
験グループ）

Jet sizedependence of
single jet
suppression inlead-leadcollisions at √sN\N=2.76 TeV
with the ATLAS
detector at the
LHC

Physics LettersB

105

pp.(252303-1)(252303-18)

719 pp. 220-241

2010

2013

10.1103/PhysRevLett.105.252303

10.1016/j.physletb.2013.01.024(3)

学術書「宇宙物理学」による関連分野への貢献(1)

本書は、最新の情報を元に高エネルギー宇宙
素粒子・物理学の基礎から研究の最前線までを、統一的原子核・に記述した宇宙物理学の教科書である。高エネ
20 4901 宇宙線・
ルギー物理学と宇宙物理学の研究交流及びこ宇宙物の境界領域での研究者の育成に大きな貢献を (2)理することが期待される。本書は、高エネルギー物
理学と宇宙物理学の境界領域を取り扱った国内では唯一の教科書・専門書である。
(3)

小玉英雄、井岡邦
宇宙物理学
仁、郡和範

KEK 物理学シ
リーズ（全7巻）

第3巻

282ページ

2014

SS

SS

【学術的意義】
我が国では、宇宙論，天体物理学など各分野の教科書は多数出版されているが、それらを総合的かつ有機的に解説した教科書の多くはすでに古くなっている。本書は、高エネルギー物理学と宇宙物理学の境界領域という観点から、最新の情報を元に高エネルギー宇宙物理学の基礎から研究の最前線までを統一的に記述している点でユニークである。日本における高エネルギー物理学と宇宙物理学の研究交流及びこの境界領域での研究者の育成に大きな貢献をすることが期待される。
【社会、経済、文化的意義】
本書は、日本物理学会誌の書評でも取り上げられ、高エネルギー物理学と宇宙物理学の境界領域を取り扱った国内では唯一の教科書・専門書として高い評価を受け、重版も決定している。

○

Y.Ichikawa,T.Takahashi 他(1) （計44名） (JPARC E27実験グ
ループ）
Y.Ichikawa,T.Takahashi 他(2) （計44名） (J素粒子・ 深く束縛されたK-pp状態は、理論的に予言さPARC E27実験グ
原子核・ れているがその束縛の深さや状態幅など、理論
ループ）
21 4901 宇宙線・ 模型や取扱いによりその予言は大きく異なる。
宇宙物 様々な実験的探索も行われているが、まだ、結論が出ていない。J-PARCハドロン施設では、い理
くつかの独立な実験が行われ、その存在を示唆する結果も出始めている。
K中間子原子核に関する実験研究

Inclusive
spectrum of thed(π+, K+)
reaction at 1.69
GeV/c

Progress ofTheoretical andExperimental
Physics

Observation of theProgress of"K-pp"-like
Theoretical andstructure in theExperimentald(π+,K+)
Physics
reaction at 1.69
GeV/c

Search for the
deeeply bount Kpp state from theT.Hashimoto、
semi-inclusive
M.Sekimoto 他 (計forward-neutron(3)71名) (J-PARC
spectrum in the
E15実験グループ）
in-flight Kreaction on
helium-3.

Progress ofTheoretical andExperimental
Physics

2014

2015

pp.(101D03-1)2014(101D03-8)

pp.(021D01-1)(021D01-8)

2015

10.1093/ptep/ptu128

10.1093/ptep/ptv002
SS

2015

pp. (061D01-1)2015(061D01-11)

10.1093/ptep/ptv076d(π+,K+)反応は、K-pp束縛状態の生成反応として有望視されており、その有効性や背景雑音を理解するためE27実験を行った。3論文ともこの分野で最も権威のある学術誌PTEPに掲載された。論文(1)の測定結果では、「観測された重陽子標的でのΛＮ－ΣＮカスプ構造やΛ(1405)/Σ(1385)のピークのシフトのデー
タは、今後の理論及び実験研究にとって貴重なデータとなり、この結果の学術的意義は大きい」との極めて高いレフリーの評価を得た。論文(2)では、2個の陽子を同時計測したデータの解析を進め「K-pp束縛状態が存在するか否かの議論をさらに進めるためにも重要なデータである」とのレフリーの評価をえた。一方、3He(K-,n)反応を用いるE15実験（論文(3)）では、K-pp状態の観測はできず、その上限値を得て、「本実験及び質量欠損を用いた解析手法の有用性が明快に示された。」との評価を得た。

○

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

学部・研究科等名

02

物質構造科学研究所

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、加速器から得られる、放射光、中性子ビーム、μ粒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が中心的ミッションである。こうしたミッションを念頭に、大型加速器施設の能力をうまく使った研究成果を中心に目覚しい成果として選定している。また、この大規模実験装置を広く国内外の学界に解放して組織外の研究者にも使う機会を提供している。そうした研究の中にも大きな成果と言えるものが多く、それらについても注目できるものを抽出した。

２．選定した研究業績

細目
番号

細目名

代表的な研究成果【最大３つまで】a)
著者・発表者等

高強度・高輝度低速陽電子ビームを用いた物質科学および原子分子素過程研究

1

2

c)

b)
タイトル

Spacing between
Y. Fukaya, S. Entani,graphene and metal
CarbonS. Sakai, I.
substrates studied(1)(IF = 6.196)
Mochizuki, K. Wada,
with total-reflection
T. Hyodo, S. Shamoto
high-energy positron

K. Michishio, T.
専用リニアックを用いて生成した世界最高クラKanai, S. Kuma, T.
Observation of a
スの低速陽電子ビームを用いて、全反射高速陽Azuma,
K.
Wada,
shape resonance ofI.
量子ビー
電子回折による結晶最表面及び表面直下の構 (2) Mochizuki, T. Hyodo, the positronium4501
ム科学
造解析（高輝度化ビーム使用）、ポジトロニウム
negative ion
A. Yagishita, Y.
負イオンの分光とそれを用いたエネルギー可変
Nagashima
ポジトロニウムビームの生成（短パルスビーム使用）、および ポジトロニウム飛行時間法による表
Structure
I. Mochizuki, H.
面科学（短パルスビーム使用）などの研究。
determination of the
Ariga, Y. Fukaya, K.
rutile-TiO2(110)-(1Wada, M. Maekawa,(3)×2) surface using
A. Kawasuso, T.
total-reflection highShidara, K. Asakura,energy positron
T. Hyodo
diffraction (TRHEPD)

4903

物性II

発表雑誌・会合等

e)

巻・号

f)
頁

103 pp. 1-4

発行・発表年等

2016g)10.1016/j.carbon.2016.03.006

10.1038/ncomms11060

PhysicalChemistry
Chemical Physics(IF = 4.493)

18 pp. 7085-7092

2016

10.1039/C5CP07892J

10 pp. 300-303

2014

doi:10.1038/nphys2906

SS

SS

2015

共
重複して
同
選定した
利
研究業績
用
番号
等

掲載論文のDOI

article id は11060。冊子内通
7
2016
しページなし。全5ページ

14 pp. 1008-1012

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】（付与されている場合）

NatureCommunications(IF = 11.470)

M. Hiraishi, S. Iimura,
K. M. Kojima, J.
Yamaura, H. Hiraka,
K. Ikeda, P. Miao, Y.
Ishikawa, S. Torii, M.
Bipartite magnetic
Miyazaki, I.
Yamauchi, A. Koda, parent phases in the Nature Physics(1)(IF = 20.147)
K. Ishii, M. Yoshida, iron oxypnictide
J. Mizuki, R. Kadono, superconductor
R. Kumai, T.
鉄系超伝導体Kamiyama, T. Otomo,
Y. Murakami, S.
鉄系超伝導体及びその関連物質において、新Matsuishi, H.
たな物性を発見した。物構研の持つ特徴的な3Hosonoa
つのプローブであるミュオン、中性子、放射光を縦横無尽に利用して、新たな物性の出現を明ら
H. Takahashi, A.
かにしており、マルチプローブ研究の有用性を
Sugimoto, Y. Nambu,
明快に示した研究例である。
T. Yamauchi, Y.
Hirata, T. Kawakami, Pressure-induced
superconductivity in Nature Materials
M. Avdeev, K.
(2)
Matsubayashi, F. Du, the iron-based ladder (IF = 36.503)
material BaFe2S3
C. Kawashima, H.
Soeda, S. Nakano, Y.
Uwatoko, Y. Ueda, T.
J. Sato, K. Ohgushi
(3)

d)

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

doi:10.1038/nmat4351

全反射陽電子回折（TRHEPD）は、陽電子を用いた表面構造解析法で、全反射で最表面だけを見ることもでき、表面下に隠れている原子を順に見ていくこともできる極めて強力でユニークな手法である（論文(1)～(3)）。ここでは、世界唯一の高性能TRHEPD装置を用いて、構造が複雑な半導体表面の金属原子ナノワイヤやチタニアの未解決表面構造決定、新素材である基板上に生成したグラフェンやシリセンの基板金属との界面構造の決定を行っている。ポジトロニウム負イオンは、陽電子1個と電子2個が束縛し極めて珍しい複合粒子である。これを、アルカリ金属を蒸着したタングステンを用いて大量に生成し、パルスレーザーを照射して中性化する光脱離過程の分光（共鳴状態の確認）や、エネルギー可変ポジトロニウ
ムビームの生成を行っている。
論文(1)～(3)は、それぞれ権威ある雑誌Carbon、Nature Communications、
Physical Chemistry Chemical Physicsに掲載された。

論文(1)は、代表的な鉄系超伝導体であるLaFeAsOでO-H置換により実現された高濃度キャリアドープ領域（高濃度水素置換領域）において、新たな磁性相が出現することを、ミュオン、中性子、放射光を相補的に使ったマルチプローブ研究で明らかにした。LaFeAsO系での今回の結果は、この常識を覆すものであり、磁性と超伝導の間の新たな関係を示したものと言え、当該分野で最も権威ある雑誌の一つであるNature Physicsに掲載された。
論文(2)では、梯子型構造をもつ鉄系化合物が、高圧下で超伝導を示すことを発見した。BaFe2S2は、これまでに知られていた鉄の正方格子をもつ系とは異なり、梯子形構造をもつ鉄系超伝導体として世界で初めての発見となった。鉄系超伝導体における物性発現機構の統一的な理解のために、次元性の異なる系の発見が望まれていた。研究成果は、この分野で最も権威ある雑誌の一つであるNature
Materialsに掲載された。

○○

量子井戸構造
3

4903

物性II

電子同士が互いに強く影響し合う状態にある
強相関電子を２次元空間（層）に人工的に閉じ込める量子井戸構造を作り出すことに世界で初めて成功した。

K. Yoshimatsu, K.
Horiba, H.
(1) Kumigashira, T.
Yoshida, A. Fujimori,
M. Oshima

Metallic Quantum
Well States inScience
Artificial Structures of(IF = 33.611)
Strongly Correlated
Oxide

333 pp. 319-322

2011

DOI: 10.1126/science.1205771
SS

(2)
(3)

有機材料・物性

4

4903

物性II

5001

Hydrogen bondpromoted metallic
Naturestate in a purely
Communicationsorganic single(IF = 11.470)
component conductor
under pressure

article id は1344。冊子通し
4
ページなし。全6ページ

201210.1038/ncomms2352

Charge-Cluster Glass
Nature Physics
in an Organic(IF = 20.147)
Conductor with
Triangular Lattice

9 pp. 419-422

2013

10.1038/nphys2642

Few-Volt Operationof Printed Organic
Ferroelectric
Capacitor

Advanced
Materials(IF = 17.493)

27 pp. 6475-6481

2015

10.1002/adma.201502357

T. Nakamura, T.
Noguchi, M. Tanaka,
M. E. Zolensky, M.
Kimura, A.
Tsuchiyama, A.
Itokawa Dust
Nakato, T. Ogami, H.
Particles: A Direct
Science
Ishida, M. Uesugi, T.
Link Between S-Type(1)(IF = 33.611)
Yada, K. Shirai, A.
Asteroids andFujimura, R. Okazaki,
Ordinary Chondrites
S. A. Sandford, Y.
Ishibashi, M. Abe, T.
Okada, M. Ueno, T.
Mukai, M. Yoshikawa,J. Kawaguchi

333 p. 1113-1116

2011

近年、軽量性やフレキシブル性などの特性を持つ有機エレクトロニクス材料が注目を集めている。有機材料の導電性、誘電性などの特性がど
F. Kagawa T. Satoのような物質構造に由来しているのかを調べる
K. Miyagawa K.
ためには、物構研の量子ビームによる解析が有 (2) Kanoda Y. Tokura
効である。有機結晶中における電子のガラス状
K. Kobayashi R.
態の解明といった極めて基礎的な研究から、有Kumai, Y. Murakami
機プリンテッドエレクトロニクス材料の構造解析といった実用材料の研究まで、幅広い研究が行わ
Y. Noda, T. Yamada,
れている。
K. Kobayashi, R.
(3) Kumai, S. Horiuchi,
F. Kagawa, T.
Hasegawa

宇宙・地球科学

5

T. Isono, H. Kamo,
A. Ueda, K.
Takahashi, A. Nakao,(1)
R. Kumai, H. Nakao,
K. Kobayashi, Y.
Murakami, H. Mori

高温・高圧環境下にある地球内部の物質を研究対象とする地球科学や、宇宙空間の小惑星・
K. Terada, K.
隕石等を構成する物質を対象とする宇宙物質科
地球惑
Ninomiya, T. Osawa,
学の研究分野は、地球と生命の起源に関する知
星科学
S. Tachibana, Y.
見を与える重要な研究分野であり、一般社会からの関心も極めて高い。特に、小惑星イトカワか (2) Miyake, M. K. Kubo,
N. Kawamura, W.
ら探査機ハヤブサが持ち帰った岩石試料の解Higemoto, A.
析が放射光を用いて行われ、大きな話題となっ
Tsuchiyama, M.
た。
Ebihara, M. Uesugi

A new X-ray
fluorescence
spectroscopy for
extraterrestrial
materials using amuon beam

SS

酸化物エピタキシー法を駆使することで、伝導性酸化物を原子レベルで制御した量子井戸構造を作製し、強相関電子を２次元空間に閉じ込めることに世界で初めて成功した。閉じ込められた強相関電子は、量子井戸構造内の複雑な相互作用を反映した軌道選択的量子化や量子化準位に依存した有効質量増大という強相関電子に特有の現象と考えられる奇妙な振る舞いを示すことを見いだした。これらの結果は、人工的に強相関電子の振る舞いをコントロール可能になったことを意味していて、今後、強相関酸化物の機能を利用した新しい原理に基づくデバ
イス開発につながるものである。
この成果は、科学分野で最も権威のあるScienceに掲載された。日本では日経産
業新聞、日刊工業新聞、河北新報をはじめ4紙で取り上げられ、社会的にもインパクトを与えた。

有機材料の導電性、誘電性などの特性がどのような分子構造、結晶構造に由来しているのかを調べるために、KEK物構研の量子ビーム群による解析が行なわれている。論文(1)では、強い水素結合で結ばれた分子ユニットが、自己凝集して2次元伝導層を形成している新しいタイプの高伝導体を開発し、精密構造解析が行なわれた。 論文(2)では、固体中の電子で液体と結晶の中間状態である「ガラス状態」に相当する状態を初めて実現し、フォトンファクトリーを用いた放射光X線回折実験及び電気抵抗の揺らぎの測定により確認した。論文(3)では、ブレードコー
ト法を用いた強誘電体の単結晶薄膜を作製し、放射光X線回折によって、薄膜垂直方向に分極軸が整列していることを示した。
これらの成果は、高いインパクトファクターをもつ雑誌であるNature
Communication、 Nature Physics、Advanced Materialsに掲載された。

○○

10.1126/science.1207758

SS

Scientific Reports(IF = 5.578)

article id は5072。冊子通し
4
ページなし。全6
ページ

2014

doi:10.1038/srep05072

N. Funamori, K. M.
Kojima, D.
Muonium inWakabayashi, T.
Stishovite:
Sato, T. Taniguchi, N. Implications for the
Scientific Reports(3) Nishiyama, T. Irifune, Possible Existence of(IF = 5.578)
D. Tomono, T.
Neutral Atomic
Matsuzaki, M.
Hydrogen in the
Miyazaki, M. Hiraishi, Earth’s Deep Mantle
A. Koda, R. Kadono

article id は8437。冊子通し
5
ページなし。全5
ページ

2015

doi:10.1038/srep08437

宇宙・地球科学分野は地球と生命の起源に関する知見を与える重要な研究分野であり、一般社会からの関心も極めて高い。とりわけ世界的に注目されている小惑星イトカワの表面から持ち帰ったサンプルを、放射光を用いて蛍光X線測定による組成分析と、X線回折実験による構造解析を行った例（論文(1)）では、小惑星
イトカワの物質構成と形成の歴史を世界で初めて解明した。この論文は、アメリカの科学雑誌Scienceの「2011年の科学分野における10大成果」の第2位に選ばれるなど、非常に大きなインパクトを与えた。
論文(2),(3)は、J-PARCのパルスミュオンビームを用いて、隕石を非破壊分析できることを示した論文と地球深部の岩石中に中性水素原子が存在する可能性を示した論文であり、いずれもJ-PARCのミュオンビームの特性が宇宙・地球科学における問題解決に極めて有用であることを明確に示した研究である。

○

高速ダイナミクス

65201

H. Ichikawa, S.
Nozawa, T. Sato, A.
Tomita, K. Ichiyanagi,
M. Chollet, L.
Transient
Guerin, N. Dean, A.
photoinduced(1) Cavalleri, S. Adachi,‘hidden’ phase in a
T. Arima, H. Sawa, Y.
manganite
Ogimoto, M.
Nakamura, R. Tamaki,
K. Miyano, S.
Koshihara

Nature Materials(IF = 36.503)

K. H. Kim, S.
Muniyappan, K. Y.
Direct Observation of
放射光のパルス特性を、レーザー励起や電場
Oang,
J.
G.
Kim,
S.
Cooperative Protein
印加などの外部刺激と組み合わせ、短寿命でしNozawa, T. Sato, S. Structural Dynamics Journal of the
か現れない過渡的な物質構造と電子状態を計
Americanof Homodimeric
物理化 測することにより、物質の構造と機能に関する新 (2) Koshihara, R.
Hemoglobin from 100 Chemical Society
Henning, I.
たな知見を得ることができる。酸化物薄膜におけ学(IF = 12.113)
Kosheleva, H. Ki, Y. ps to 10 ms with
る光誘起相転移、光反応性タンパク質の4次構
Pump–Probe X-ray
Kim, T. W. Kim, J.
造変化、溶液光化学反応における過渡的な分
Solution Scattering
Kim, S. Adachi, H.
子構造など、これまでX線では検出が不可能とさIhee
れてきた短寿命状態の精密構造解析が可能となりつつある。
K. H. Kim, J. G. Kim,
S. Nozawa, T. Sato,K. Y. Oang, T. W.
Kim, H. Ki, J. Jo, S. Direct observation ofPark, C. Song, T.
bond formation in
Nature(3) Sato, K. Ogawa, T.
solution with
(IF = 41.456)
Togashi, K. Tono, M. femtosecond X-ray
Yabashi, T. Ishikawa, scattering
J. Kim, R. Ryoo, J.
Kim, H. Ihee, S.
Adachi(1)Q.-F. Sun, S. Sato,and M. Fujita

An M18L24 stellated
cuboctahedron
Nature Chemistry
through post(IF = 25.325)
stellation of an
M12L24 core

10 pp. 101-105

2011

10.1038/nmat2929

134 pp. 7001-7008

2012

10.1021/ja210856v

518 pp. 385-389

2015

10.1038/nature14163

4 pp. 330-333

2012

10.1038/nchem.1285

SS

放射光のパルス特性を、レーザー励起や電場印加などの外部刺激と組み合わせ、短寿命でしか現れない過渡的な物質構造と電子状態の計測が行なわれている。
論文(1)では、時間分解Ｘ線回折法によりマンガン酸化物薄膜の原子スケールにおける極めて短い時間（100億分の１秒）の構造変化を直接観測した。 論文(2)では、ヘモグロビンの時間分解小角散乱実験により、3つの中間状態が刻々と変化する様子が明らかになった。論文(3)では、KEKの放射光科学研究施設とX線自由電子レーザーSACLAを組み合わせることにより、フェムト秒オーダーの超高速光反応において、反応中間体の分子構造情報を直接的に得ることに世界で初めて成功した。
これらの研究成果は、科学分野で最も権威のある雑誌であるNature Materials、Journal of the American Chemical Society、 Nature等に掲載された。

○

SS

化学分野では「分子」を主な対象として、単一分子またはその集合体からなる分子系がどのようにして機能発現するか、その仕組みを理解するための物質構造研究が活発に進められている。論文(1)では、複雑であるがゆえに誰も作りだせなかった「星形多面体」の分子を金属イオン(M)と湾曲した有機配位子(L)の組み合
わせによって初めて自己組織化させることに成功し、その精密構造を放射光X線
回折により解明した。論文(2)では、マジックナンバーのPt13クラスターから1原子抜き取ったPt12クラスターにおいて、著しい活性向上を報告し、その構造が放射光を用いたEXAFS測定等によって解明された。論文(3)では、グラフェンの電子状態を可逆的に変える方法を開発した研究成果である。
これらの研究は当該分野で最も権威ある雑誌であるNature Chemistry、Journalof the American Chemical Societyに掲載された。

○

SS

ソフトマターの構造形成に関して基礎から応用に広がる様々な研究が行われた。とりわけ軽元素を見分ける能力の高い中性子散乱を用いた研究で重要な成果が得られている。
論文(1)では、親水性イオンと疎水性イオンの組み合わせの塩を加えることで、電気的相互作用により液体にナノスケール〜ミクロスケールの秩序構造が形成されることを示した。この論文は2009年にPhysical Review Letterに掲載された論文の続報で、関係論文が2012年に日本物理学会論文賞を受賞するなど国際的にも国内的にも高く評価されている。 論文(2)は高分子溶液の「脱濡れ」現象に中性子のメリットを最大限に生かして切り込んだ先駆的な研究であり、工業的にも重要性が高い。論文(3)は有機EL製造のコストダウンと大面積化に繋がると期待されるインク
ジェット塗布法の性能向上に向けての研究であり、次世代表示デバイスの開発に対して重要な指針を与える。

○

化学

7

5303

Magic Number Pt13
T. Imaoka, H.
化学分野では、単一分子またはその集合体か
and Misshapen Pt12
Kitazawa, W.-J.
らなる分子系が機能発現する仕組みを理解する (2) Chun, S. Omura†, K. Clusters: Which One
ために、量子ビームを駆使した物質構造研究がis theAlbrecht, K.
高分子 進められている。特に、金属原子と有機分子をBetter Catalyst?
Yamamoto
化学 組み合わせたフレームワーク(Metal-Organic
Framework, MOF)やグラフェン、金属クラスターなど、近年特に注目を集めている分子系を対象
Md. Z. Hossain, J. E.
として、放射光による精密な分子構造解析、電Johns, K. H. Bevan,
子状態解析結果に基づく先端研究が行われ、Chemically
H. J. Karmel, Y. T.
顕著な研究成果が挙がっている。
Liang, S. Yoshimoto, homogeneous and(3) K. Mukai, T. Koitaya, thermally reversible
oxidation of epitaxial
J. Yoshinobu, M.
Kawai, A. M. Lear, L. graphene
L. Kesmodel, S. L.
Tait, M. C. Hersam

ソフトマター

85303

Membrane formationby preferential
solvation of ions in
K. Sadakane, M.
(1) Nagao, H. Endo, and mixture of water, 3methylpyridine, and
H. Setosodiumtetraphyenylborate

Journal of theAmericanChemical Society(IF = 12.113)

Nature Chemistry(IF = 25.325)

Journal ofChemical Physics「ソフトマター」とは高分子・液晶・コロイド等のやわらかな物質系の総称であり、日用品や食品等の身の回りの製品から航空機などに用いられDewetting process ofT. Xia, H. Ogawa, R.
高分子 る非金属材料に至る様々な工業製品として応用
deutrated polystyrene
MacromoleculesInoue, K. Nishida, N.
化学 されている。また生命体を構成するたんぱく質や (2)and poly (vinyl methyl(IF = 5.800)
L. Yamada, G. Li, T.
脂質等もソフトマターであり、これらの機能発現
ether) blend thin films
Kanaya,の要因を明らかにすることは生命現象の本質の
via phase separation
理解にもつながる。上記のような観点から、ソフト
マター系の構造形成に関して様々な研究が行
Precise Evaluation of
われた。
Advanced
S. Ohisa, G. Matsuba, Angstrom-Ordered
Materials
N. L. Yamada, Y. J. Mixed Interfaces in(3)
Solution-Processed Interfaces
Pu, H. Sasabe, J.
(IF = -)
OLEDs by Neutron
Kido,
Reflectometry

135 pp. 13089-13095 2013

4 pp. 305-309

139

10.1021/ja405922m

2012

10.1038/nchem.1269

pp. (234905-1)2013(234905-11)

10.1063/1.4838795

46 pp. 4540-4547

2013

10.1021/ma400506f

article id は
1 1400097。全7
ページ

2014

10.1002/admi.201400097

電池材料の高性能化

9N. Kamaya, K.
Homma, Y.
Yamakawa, M.
Hirayama, R. Kanno, A lithium superionic(1)
M. Yonemura, T.
conductor
Kamiyama, Y. Kato,
S. Hama, K.
Kawamoto, A. Mitsui

水素をエネルギー源として電気を生み出す燃N. Yabuuchi, M.
料電池や、その電気を大容量で蓄積できるリチ
Kajiyama, J. Iwatate,
エネル ウムイオン電池など、我々の身の回りでは次世
H. Nishikawa, S.
(2)5307 ギー関連 代電池材料の高性能化が進んでいる。物構研
Hitomi, R. Okuyama,
化学 の放射光、中性子などのプローブを活用するこ
R. Usui, Y. Yamada,とにより、電池材料の高性能化につながる物質
S. Komaba
開発が進み、その一端が一流学術誌に報告されている。

Nature Materials(IF = 36.503)

P2-typeNax[Fe1/2Mn1/2]O2
Nature Materials
made from earthabundant elements for (IF = 36.503)
rechargeable Na
batteries

10 pp. 682-686

11 pp. 512-517

2011

doi:10.1038/nmat3066

2012

doi:10.1038/nmat3309

Evidence ofNonelectrochemical
Shift Reaction on a
T. Takeguchi, T.
CO-Tolerant HighYamanaka, K.
Entropy State Pt–Ru(3) Asakura, E. N.
Muhamad, K. Uosaki, Anode Catalyst for
Reliable and Efficient
W. UedResidential Fuel Cell
Systems

Journal of theAmericanChemical Society(IF = 12.113)

134 pp. 14508-14512 2012

doi: 10.1021/ja304939q

S. Takagi, Y. Iijima, True Boundary for
T. Sato, H. Saitoh, K. the Formation of(1) Ikeda, T. Otomo, K. Homoleptic
Miwa, T. Ikeshoji, K. Transition-Metal
Hydride Complexes
Aoki, S. Orimo

Angewandte
ChemieInternational
Edition(IF = 11.261)

54 pp. 5650-5653

DOI: 10.1002/anie.201500792

An anti CuO2-type
metal hydride square
net structure in
Ln2M2As2H(x)(Ln=La or Sm, M=Ti,
V, Cr, or Mn)

Angewandte
ChemieInternational
Edition(IF = 11.261)

H. Mizoguchi, S.
水素貯蔵材料開発
Park, H. Hiraka, K.
(2)
Ikeda, T. Otomo, H.
将来の水素社会の実現に向けて、水素貯蔵材
Hosono料の開発研究が進んでいる。物構研の量子ビー
無機材
10 5902
ム施設の中でも、とりわけMLFの中性子施設は料・物性水素の検出に優れており、水素化物の構造解
析に基づく水素貯蔵材料開発の成功例が報告されている。
A. Machida, M.

Honda, T. Hattori, A.
Sano-Furukawa, T.
Watanuki, Y.
Formation of NaClKatayama, K. Aoki,
Type Monodeuteride Physical Review
K. Komatsu, H.
(3)
Letters
LaD by the
Arima, H. Ohshita, K.
(IF = 7.512)
Disproportionation
Ikeda, K. Suzuya, T.
Reaction of LaD2
Otomo, M. Tsubota,
K. Doi, T. Ichikawa,
Y. Kojima, and D. Y.
Kim

Structural
H. Tanji, U. Ohto, T.
Reorganization of the
Science
Shibata, K. Miyake,Toll-Like Receptor 8(1)(IF = 33.611)
T. Shimizu
Dimer Induced byAgonistic Ligands

54 pp. 2932-2935

108

2015

2015

pp. (205501-1)2012(205501-5)

339 pp. 1426-1429

2013

SS

論文(1)の世界最高のイオン導電性を持つリチウム超イオン伝導体の開発とその導電性の原因解明は、固体電解質研究を活発化させ、全固体電池の性能向上をもたらす。論文(2)のナトリウムイオン電池用電極材料としてレアメタルを必要としな
い新規鉄系層状酸化物の合成の成功は、レアメタルフリーな電池用正極材料を実現する。論文(3)の白金原子とルテニウム原子が完全に混ざり合った新規合金触媒の開発の成功は、高効率での燃料電池発電を可能にする。
リチウム超イオン伝導体の成果は、Nature Materialsに掲載され、日本経済新聞
等で1面に掲載された。
ナトリウムイオン電池用電極材料の成果は、当該分野で最も権威ある雑誌の一つであるNature Materialsオンライン版に掲載された。
新規合金触媒の開発の成果は、当該分野で最も権威ある雑誌の一つである
Journal of the American Chemical Societyに掲載された。

○

SS

論文(1)では、クロムは水素化物を形成しないと考えられてきたが、高圧下で水素化物を形成することを初めて検出した。水素原子は、周囲の配位環境により陽イ
オンにも陰イオンにもなり価数変化を示すが、論文(2)では、イオン性の強い母体
LaAsを持つ遷移金属化合物において、遷移金属元素の電気陰性度の変化により水素の価数変化を捉えた。これは水素添加することによる新しい電子材料開発の可能性を示す。論文(3)では、ランタン水素化物LaD2を高圧で圧縮して、LaDの生成を初めて検出した。
論文(1),(2)は、化学分野における最高峰の学術雑誌であるAngewandte ChemieInternational Editionに掲載された。また、論文(3)の研究成果は、物理学の専門誌としては最も権威があるPhysical Review Lettersに掲載された。いずれの雑誌もインパクトファクターの高いものであり、Angewandte Chemie International Edition
は11.3、Physical Review Lettersは7.5である。

○

SS

論文(1)および(3)の自然免疫に関する研究は、獲得免疫が作動するまでの間、どのようにして生体が感染などの攻撃に対処しているかを明らかにした点で、学術的意義の高い研究成果である。論文(2)のCRISPRは、生体防御メカニズムに対する興味もさることながら、本分子メカニズムがいわゆるゲノム編集に利用できることが明らかになってからは、猛烈な研究競争がなされる分野になっている。立体構
造に基づいた分子機構の研究は、人に対する次世代の遺伝子治療（ゲノム編集）への道を開くものとして極めて高い注目を浴びている。この成果は、学術研究分
野で最も権威ある雑誌である科学雑誌Nature及びScience に掲載された。

○

DOI: 10.1002/anie.201409023

10.1103/PhysRevLett.108.205501

10.1126/science.1229159

生命科学・生体防御機構とその応用

11 6702

生体には、いわゆる獲得免疫系以外に自然免
Crystal Structure of
H. Zhao, G. Sheng, J.
疫の仕組みがあり、微生物などの感染に対する
the RNA-Guided
Wang, M. Wang, G.
構造生 最初の防御機構として知られている。Toll-like受
Immune Surveillance(2)
Bunkoczi, W. Gong,
物化学 容体の研究は、この自然免疫の分野の研究でCascade Complex in
Z. Wei, Y. Wangある。一方、CRISPRは微生物の生体防御機構
Escherichia coli
で、その機能以上に、遺伝子操作の基礎的なツールとして注目されている。ヒトの遺伝子治療に繋がる研究である。
U. Ohto, T. Shibata,
Structural basis of
H. Tanji, M. Ishida,CpG and inhibitory(3) E. Krayukhina, S.
DNA recognition by
Uchiyama, K. Miyake,Toll-like receptor 9
T. Shimizu

Nature(IF = 41.456)

515 pp. 147-150

2014

10.1038/nature13733

Nature(IF = 41.456)

720 pp. 702-705

2015

doi:10.1038/nature14138

生命科学：シグナル伝達

12 6702

T. Nogi, N. Yasui, E.
Mihara, Y.
Matsunaga, M. Noda, Structural Basis for
Semaphorin Signalling Nature
N. Yamashita, T.
(1)(IF = 41.456)
through the Plexin
Toyofuku, S.
Receptor
Uchiyama, Y.
Goshima, A.
Kumanogoh, J. Takagi

セマフォリンとプレキシンは、細胞が外の環境を探り、望みの方向へ誘導する際に使われるシ構造生
グナルとそのセンサーのセットで、神経回路の形
K. Taoka, I. Ohki, H.
物化学成などに関係する研究である。花成ホルモン（フTsuji, K. Furuita, K.
ロリゲン）とその受容体は、植物の開花に関わる
Hayashi, T. Yanase,14-3-3 proteins act
シグナル分子で、開花の分子メカニズムに関す
M. Yamaguchi, C.
as intracellularる研究である。
(2) Nakashima, Y. A.
receptors for rice
Purwestri, S. Tamaki,
Hd3a florigen
Y. Ogaki, C. Shimada,
A. Nakagawa, C.
Kojima, K. Shimamoto

467 pp. 1123-1127

2010

10.1038/nature09473

Nature(IF = 41.456)

476 pp. 332-335

2011

10.1038/nature10272

Rotation mechanismof Enterococcus hirae
NatureV1-ATPase based on(IF = 41.456)
asymmetric crystal
structures

493 pp. 703-707

2013

10.1038/nature11778

508 pp 228-232

2014

10.1038/nature13197

SS

論文(1)のセマフォリンとプレキシンは神経細胞だけでなく、免疫の働きや骨や心臓を形作る際にも重要であることが判明していることから、本結果は高く評価されている。論文(2)の花成ホルモン（フロリゲン）は長い事正体不明の幻のホルモンと言われていたが、当該研究グループがその実態がたんぱく質であることを発見するとともに、受容体も同定した。そして、それらの複合体構造を解明することで、細胞内での作用や花を咲かせる仕組みを明らかにしており、開花の謎を一気に明らかにした研究である。これらの結果は科学分野で最も権威ある雑誌の一つである
Natureに掲載された。
フロリゲンの研究は、朝日新聞や産経新聞、日本経済新聞他にも取り上げられ社会的にも大きなインパクトを与えた。

○

SS

論文(1)のV型ATPaseは、ATPを加水分解することで回転運動をし、これに伴って水素イオンを輸送する。本研究は、ATPのエネルギーが回転運動に変換される仕組みを原子レベルで解明したものである。論文(2)のLH1-RC複合体の立体構
造解析は、原子レベルで光合成のメカニズムを明らかにするための重要な研究成果である。この構造から、集光アンテナと光合成反応中心の立体的位置関係が明らかになるとともに、光合成によって取り出した化学エネルギーを運搬する経路が推定された。論文(3)のGTPセンサーたんぱく質の発見は生体のエネルギー代謝の分野における成果である。論文(1)、(2)は、学術研究分野で最も権威ある雑誌である英国の科学雑誌Natureに、論文(3)は、当該分野で権威のある雑誌の１つであるMolecular Cellに掲載された。

○(3)
S. Arai, S. Saijo, K.
Suzuki, K. Mizutani,
Y. Kakinuma, Y.
Ishizuka-Katsura, N.
(1)
Ohsawa, T. Terada,
M. Shirouzu, S.
Yokoyama, S. Iwata,
I. Yamato, T. Murata

生命科学：代謝13 6702

細菌からヒトまで多くの生体膜中に存在し、ATPのエネルギーを使って水素イオンを運ぶことで膜内外のpHを調整する働きを持つV型
構造生
ATPase、光合成の際に光エネルギーを集めて物化学
光合成を行うための、集光アンテナと光合成反
応中心の複合体であるLH1-RC複合体の構造解析、そして立体構造を有効に利用した細胞内エネルギー分子であるGTPのセンサーたんぱく質の発見に関する研究である。

S. Niwa, L.-J. Yu, K. Structure of theTakeda, Y. Hirano, T. LH1-RC complex
from(2) Kawakami, Z.-Y.
Thermochromatium
Wang-Otomo, K.
tepidum at 3.0 Å
MikiNature(IF = 41.456)

K. Sumita, Y. H. Lo,
K. Takeuchi, M.
Senda, S. Kofuji, Y.
Ikeda, J. Terakawa,
M. Sasaki, H.
The lipid kinase
Yoshino, N. Majd, Y.
PI5P4Kb is an
Zheng, E. R. Kahoud,Molecular Cell
(3)
intracellular GPT
T. Yokota, B. M.
(IF = 14.018)
sensor for metabolism
Emerling, J. M.
and tumorigenesis
Asara, T. Ishida, J.
W. Locasale, T.
Daikoku, D.
Anastasiou, T. Senda,
A. T. Sasaki.

61 pp. 187-198

2016

10.1016/j.molcel.2015.12.011

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

学部・研究科等名

03

加速器研究施設

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】
本研究施設は、本機構の研究活動の根幹をなすところの高エネルギー加速器の研究開発、運転を行うことが任務である。本機構の保有（運転中）、または開発途上の加速器は、世界的な観点から見ても注目される規模や性能のものが多く、これらを用いた研究活動（機構内の研究所など）での成果が最大限になるように、開発や運転が行われる。したがって、それらの研究活動の成果を尺度に本研究施設の研究力の尺度とするという観点が強い。また、素粒子や原子核実験で用いられる最先端の加速器は、医学用などのように企業ベースで生産される加速器とは異なり、建設され一応の完成の後も常に性能向上の努力が払われる。こうした言わば日々の努力の結果は、国際学会などで発表されてことになる。したがって、学問的アウトプットは、他の学問分野では軽視されがちな、会議での発表プロシーディングスでの論文も多い。こうした論文も軽視することなく一定の比重をおいて成果を選定している。

２．選定した研究業績

細目
番号

細目名

代表的な研究成果【最大３つまで】a)
著者・発表者等

(1)

c)

b)
タイトル

T. Abe 他、KEK
Achievement of
125名、他機関4名 KEKB

発表雑誌・会合等

d)
巻・号

e)

f)
頁

発行・発表年等

g)

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

掲載論文のDOI（付与されている場合）

Progress ofTheoretical andExperimental
Physics

2013

pp.(03A001-1)(03A001-18)

2013

10.1093/ptep/pts102

Progress ofTheoretical andExperimental
Physics2013

pp. (03A010-1)2013(03A010-25)

10.1093/ptep/pts101

衝突型加速器 KEKB の高性能化についての研究1

素粒子・ 素粒子実験に用いられる大型加速器では、短原子核・ 時間に多くのデータが生み出せる加速器をいかT. Abe 他、KEK
4901 宇宙線・ に作れるかが実験成功の鍵となる。企業から商 (2)67名、他機関2名
宇宙物 品として販売される小型加速器と異なり、この種の大型加速器は、一応の完成後も常に性能向理
上のための研究が継続される。KEKが建設した衝突型加速器 KEKBにおいても、実際に10年ほどの運転期間に大きな性能向上を遂げた。

大型かつ大電流の加速器用の超高真空システ
ムの研究2Commissioning of
KEKB

M. Akemoto 他、(3)
KEK 51名

Progress of
The KEKB injector Theoretical andExperimental
linac
Physics

2013

pp.(03A002-1)(03A002-38)

2013

10.1093/ptep/ptt011

K. Kanazawa 他、(1)
KEK 11名

Progress ofExperiences at theTheoretical and
KEK B-factory
Experimental
vacuum system
Physics2013

pp. (03A005-1)2013(03A005-16)

10.1093/ptep/pts068

素粒子・
原子核・ 加速器開発において、加速粒子が走る場所を
4901 宇宙線・ 高い真空度に保つことが最重要なことの一つで (2)
宇宙物 ある。業績番号1の研究が主に実際のビームとの細かいやりとりによるものであるが、この研究
理は大電流ビームでの真空容器、真空ポンプ等のシステムの研究である。
(3)

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】

SSSS【学術的意義】
ノーベル賞受賞に至った小林誠、益川敏英両氏による理論の実験的検証には、極めて大量のデータが必要とされたため、実験にビームを提供する加速器をいかにし強力化するかが研究課題となった。これはKEKB加速器で実施された実験で成功裏に達成され、KEKB加速器の卓越した性能の証明となった。データ生
成頻度を表す「ルミノシティ」と呼ばれる指標において、その瞬間最大値（2x1034cm-2s-1）と時間積分値（データ蓄積量）の双方で、KEKB加速器は現在世界最高記録を保持することが、素粒子物理界の世界共有データである「Review
of Particle Physics」（最新版 K.A. Olive ら、Chinese Physics C 38, 090001(2014))誌上に記載されている。平成22年までのKEKB 稼働期間中に行った加速器の性能向上に関する研究は11編の論文に纏められたが、代表的なものがここに掲げた3編である。論文(1)では、それまでの加速器の性能を大きく上回る性能を項目ごとに論じている。また、論文(2)では、その性能向上の手法、処置などについて具体的に記述している。また、衝突型リングにビームを供給する入射加速器の性能向上については論文(3)で記述している。
【社会、経済、文化的意義】
第二次大戦終了直後、当時日本にあった加速器が占領軍により廃棄され、この分野の研究自体も禁止された。それまで加速器分野で決して後進国でなかった
我が国は西欧に遅れをとることになった。しかし、経済力もつけ、技術的にも着実に蓄積を重ねた日本がこの分野で先進国の立場に転じたことを示す記念碑的加速器としての意義が大きい。さらに、ノーベル賞をサポートする実験を遂行することにより、国立科学博物館がKEKB加速器の一部を（素粒子原子核研究所が建設した Belle 測定器の一部と共に）常設展示として公開している。

SS

本論文は、KEKB加速器の性能向上に関する諸研究のうち、真空システムに関する開発経過を詳述したものである。前述の「Review of Particle Physics」誌上によれば、従来の加速器のビーム電流はミリアンペアの単位で計られていたが、KEKBとその競争相手であるPEP-II （米国）及び同時期の別種実験用の DAFNE（イタリア）は、史上初めてアンペアの単位で電流を測る加速器となった。これらの加速器の真空システムでは、大電流ビームのビームによる放射光や発熱に晒される条件のもと、加速器のために必要な真空条件を健全に保持するため、温度勾配、二次電子放出、膨張収縮、放熱処理等の諸点で従来加速器では遭遇しなかった多数の問題を解決する必要があった。この研究によってKEKBの性能実現が可能になったとともに、世界の他種の加速器における真空システムに転用可能な技術開発が飛躍的に進展した。

共
重複して
同
選定した
利
研究業績
用
番号
等

大型かつ大電流の加速器用の加速システムの研究

3

T. Abe 他、KEK(1)36名

素粒子・ 加速器の心臓部である加速装置は、概念的に原子核・ 分けると実際にビームを加速する加速空洞とそ
4901 宇宙線・ れにエネルギーを送る部分からなる。システム
宇宙物 全体は、大電力高周波（ここでは約500MHzの理
高い周波数）を用いることになる。加えて、KEKB
加速器では、当時世界最大の電流を保持するため、高い技術が必要とされる加速空洞の設計、実用化も行った。

Performance andoperation resultsof the RF systems
at the KEK BFactory

Progress ofTheoretical andExperimental
Physics2013

pp. (03A006-1)2013(03A006-40)

10.1093/ptep/ptt020

SSS【社会、経済、文化的意義】
この加速装置のうち、超伝導加速装置は、大電流での運転の実績が評価され、台湾の放射光加速器で採用されることになった。KEK側からの技術協力もあり、
2015年（平成27年）終盤に加速に成功した。また、中国北京の高能研究所の加速器 BEPC-II においてもこの技術を用いた加速空洞が稼働している。さらに、このシステムのエネルギー源としてのクライストロン（大型の真空管）は、平成26年に国立科学博物館の「重要科学技術史資料」（通称未来技術遺産）に選定され、第00143号として登録された。これは、本研究の成果が科学技術の発達史上重要な成果であることを示し、次世代に継承して行く上で重要な意義を持つ科学技術史資料として認められたことを示している。

(2)

(3)

4

Y.Sakai, K. Akai
B-Factory 実験成果のまとめ
他 総著者数約
2000名
The Physics of B
本書は、定期刊行論文誌の番号がついている (1) (Belle and BaBar
Factories
素粒子・ が、900ページを越える単行本である。日本のCollaborations)。
原子核・ KEKB加速器とそれを使って実験を行ったBelle
その内KEK120名
4901 宇宙線・ 測定器、そして米国の PEP-II加速器とそれをほど宇宙物 使って実験を行ったBaBar測定器に関する実験
理及び物理解析・成果を詳しく解説した、両グ
ループの研究者の協力による合同出版であり、 (2)
この分野を目指す若手研究者や、関心をもつ研究者への教科書的な集大成である。

European
Physical JournalC3026 (この論文は通常の論文誌に掲載されていますが、通常の
201474
ページ番号のつけ方ではありません。全928ページ。)

10.1140/epjc/s10052-014-3026-9
SSFirst Simultaneous
2010 Linac
Top-up Operation
Conference,of Three Different
Tsukuba, Japan,
Rings in KEK
Sep. 12-17, 2010
Injector Linac

Proceedings of2010 Linac
Conference
pp.703-707

5

Pulse-to-pulse
Beam Modulationand Event-based
Beam Feedback
Systems

International
Particle
Accelerator
Conference,
Kyoto, Japan,
May 23-28, 2010

Proceedings ofInternational
Particle
Accelerator
Conference
pp. 1271-1274

Beam injection
with a pulsed
Y. Kobayashi 他(1) KEK 8名、他機関2 sextupole magnet
in an electron
名storage ring
大規模な円形加速器（シンクロトロン）ではあらPhysical Review
Special Topics,
Accelerator and
Beams

素粒子・ 素粒子実験や放射光施設で用いられる大型原子核・ 円形加速器（主にシンクロトロン）では、あらかじ
4901 宇宙線・ めあるエネルギーまで加速した粒子を入射し、宇宙物 それを加速あるいは加速せずそのまま蓄積する
実験方法がとられる。この研究では一基の線形 (2) K. Furukawa
理
加速器から、KEK内の四つのビーム貯蔵リングに効率よくビームを入射する複雑な機構の開発研究を行った。

S【学術的意義】
日米の「Ｂファクトリー加速器」、KEKB及びPEP-IIは、粒子加速器の歴史に名を残す卓越した加速器であったが、ここにおけるBelle実験とBaBar実験は、B中間子におけるCP対称性の破れを発見し、小林・益川理論を検証することにより、小林・益川両博士に2008年ノーベル物理学賞をもたらし、他にも多大な成果を上げてきた。本書は、10年以上にわたる両実験の物理解析及び結果を詳細に記述したもので、両実験が共同で７年の歳月をかけて完成した900ページを超える大集成である。
89-01-12 ○【社会、経済、文化的意義】
本書の内容は、通常の研究論文ではなく、次世代のＢファクトリー実験やフレー
バー物理に携わる若手研究者にとって最良の教科書となるものである。ＫＥＫのプレスリリースやSLAC Todayで世界に向けて発信され、CERN CourierやInteractions Orgの記事にもとりあげられた。現在までに権威の高い論文誌に約40回以上論文に引用されている。

(3)

一基の線形加速器から四つのビーム貯蔵リング (1) M. Satohへの同時入射機構の開発研究【学術的意義】
KEKB加速器の高周波加速装置についての研究成果をまとめたもので、加速装置全体の設計概念、建設詳細、稼働状況を詳述している。加速器の加速空洞は、準備したマイクロ波源から供給される電磁場のエネルギーを一時的に貯蔵、その時空洞中を通過するビーム粒子にこの電磁場エネルギーを受け渡すことでビーム加速を行う。しかし、実際には、加速空洞を通過するビームが加速空洞内の電磁場に逆に擾乱を与える効果も発生し、KEKBのような大電流ビームを扱う
加速器ではその対策が本質的に重要である。そこで、KEKB加速器の高周波加速グループは、従来の加速器にはなかった三つの異なる形状の空洞を組み合わせて加速する新タイプの加速装置を世界で初めて考案し、その概念検証と試作を経て、実機システムを建設、安定な運転維持に成功した。また、KEKB用に開発した超伝導加速空洞は、蓄積ビーム電流およびビームへの供給パワーにおいて、超伝導空洞として世界最高の性能で長期間安定に運用された。これらは、業績番号1の性能を下支えした基幹技術の一つである。

SS

KEKの電子陽電子線形加速器は、ビームの種類、エネルギー、電流が大きく異なる四つのビーム貯蔵リング（KEKB電子、KEKB陽電子、PF、PF-AR）にビームを提供しなければならない。このようなビーム切り替えでは、世界の加速研究所で通常採られる手法では人手の操作を含む数十秒の時間が必要とされてきた。これを大幅に改善し、KEKBで蓄積電流安定度0.05%を達成し、特に調整の難しいクラブ交差衝突の最適化を可能にし、世界最高の衝突性能の達成のうえで不可欠な貢献を行った。また、フォトンファクトリーで世界でも類を見ない蓄積電流安定度
0.01%を達成し、実験精度の向上に貢献した。本件は、これらに関する電子陽電子線形加速器の性能向上について、LINAC10（2010開催の第25回国際線形加速器会議）における招待講演1件、口頭発表3件をはじめとする複数の国際会議で発表を行ったものである。

SS

放射光加速器では、ビーム貯蔵の状態のまま次々とビームの入射と蓄積が行われる。この時、放射光実験の実施のためには既に蓄積されているビームに与える
撹乱を最小限に留めることが望まれるが、従来の二極のパルス状磁場の電磁石を使って入射ビームを円形加速器内の軌道に打ち込む方法では、若干の撹乱がさけられない。二極ではなく六極のパルス磁石を用いれば、既に蓄積したビームへの撹乱が最小限に抑えられることが理論的に期待されていたが、この研究では、実際に稼働している放射光加速器（KEK PFリング）を用い、この撹乱が従来に比較して格段に小さくなることを実証した。この実証により、多くの放射光加速器でこの方式の採用が検討された。また、この論文の著者の一人は、この研究の成果が認められ、第8回日本加速器学奨励賞を受賞した。パルス六極磁石のビーム入射への適用については、内外の複数の放射光施設で現在検討中であ
る。

2010

2010

(3)

円形加速器にビームを入射する際の新しい方式の実証的研究

6

素粒子・
原子核・ かじめある程度まで加速した粒子を入射し、さら4901 宇宙線・ に加速またはエネルギーはそのままで蓄積され宇宙物 る。その際、既に蓄積されたビームに対する撹 (2)
乱を最小限に抑えることが求められるが、従来理に比較して飛躍的に撹乱を減らす方法を考案
し、実際の加速器でその方法の有効性を実験
で示した。
(3)

13

pp. (020705-1)2010(020705-12)

10.1103/PhysRevSTAB.13.020705

Recent progress of International
Conference on
J-PARC RCS
Particlebeam
commissioning -- Accelerators,
towards realizing Richimond, VA,
the 1-MW output USA, May 38,2015
beam power

Proceedings ofthe International
Conference on
2015
Particle
Accelerators,
pp. 1346-1348

The 56th ICFA
Advanced Beam
Dynamics
Result of theWorkshop on
S. Sakanaka (登壇Commissioning on(1)
Energy Recovery者）
cERL in KEK
Linac, Stony
Brook, NY. USA,
June 7-12, 2015

2015

J-PARCの3GeVシンクロトロンのビームパワー増
H. Hotchi（登壇強に関する研究(1) 者）J-PARCセン

7

素粒子・
ター所属
原子核・ J-PARC 3GeV シンクロトロンは、その下流に4901 宇宙線・ ある主リング（陽子シンクロトロン）への入射器で宇宙物 あり、同時に物質・生命科学実験施設に陽子ビームを供給する加速器である。この加速器の理
強度を増すことは、これらの施設の性能向上に (2)欠かせない過程である。

SS

KEKと日本原子力研究開発機構(JAEA)が共同運営するJ-PARCの陽子シンク
ロトロンにおいて、バンチあたり世界最高の粒子数4.2×1013を極めて低いビーム
ロス(粒子数で0.2%のロス)で安定に加速したことについて、さらにその結果が空間電荷効果を含む計算機シミュレーションとよく一致していることについて、高い評価を得た。本件は、この業績についてJAEA職員であるHotchiが KEK-JAEA 合同チームの代表として国際学会において招待講演で報告したものである。この業界で最大の国際会議、2015年のInternational Particle Accelerator Conference(IPAC'15)における口頭発表に選ばれた。

SS

エネルギー回収型線形加速器（Energy Recovery Linac:ERL）は、常に電子銃から供給された良質な電子ビームが周回し、高繰り返しの超低エミッタンス(細いビームバンチ）または超短バンチのビームによって、高輝度・短パルスのシンクロト
ロン放射光源や共振器型の自由電子レーザー（FEL）などに応用可能であることから、様々な利用研究に提供できる加速器システムとして、世界的に期待されている。KEKでは、ERLの概念に基づく将来型光源加速器に向けた開発研究の一環として小型試験加速器 cERL を建設し、エネルギー回収の実証運転に成功した。この成果について、The 56th ICFA Advanced Beam Dynamics Workshop on
Energy Recovery Linacs で左記の口頭発表がプレナリーセッションの発表に選ばれ、また、公益財団法人高エネルギー加速器奨励会による「諏訪賞」を受賞した。

SS

ATF2国際共同研究において、直線ビームラインで記録されたビーム垂直方向
サイズとして世界最小の44nmを実現したこと、その再現性が良いことについて、高い評価を得た。その成果は、加速器業界で最も大規模かつ権威の高い国際会
議 International Particle Accelerator Conference IPAC'15及び素粒子物理学界の中心的国際会議シリーズの第37回International Conference on High Energy
Physics (ICHEP) おいて共に招待講演として報告された。

S

これまでに海外ではCERN Courier（Vol.51, No. 5, p43, 2011）にUS Partcle
Accelerator School校長 Willium Barletta氏の書評が掲載され、高い評価を受けた。また、Physics Todayがこの本の紹介を行っている。国内では日本物理学会誌
上（66(11), 861-862, 2011）に国内における誘導加速器の先駆者である埼玉大名誉教授川崎温氏による書評が取り上げられた。US加速器スクールの標準教科書になった。
なお、米国・ヨーロッパの主要大学と国内外の加速器研究所の図書館所蔵の書籍になっている。

SS

International Conference on Particle Accelerators (IPAC) は、粒子加速器の専門家が参集して毎年開催される関連分野では世界最大の規模と権威をもつ国際学術会議であるが、2件の論文は、いずれも2015年に米国Jefferson研究所で開催されたIPAC 2015 において、2015年度中の調整試験開始を目指す
SuperKEKB加速器についての招待講演を行うとともに、SuperKEKBに期待する世界の研究者からの幅広い専門的見地での質疑に対応したものである。論文(1)は、世界最大のビーム衝突ルミノシティを狙う SuperKEKB加速器の建設開発の最新の全体状況を報告した。また、論文(2)は、加速器の専門家間で特に注目を集める史上最大のビーム電流の扱いに注目し、ビームダイナミクスの観点からの分析とKEKの加速器担当者による対策アプローチを総合的に報告した。

(3)

エネルギー回収型線形加速器の開発研究。その第一歩としてのエネルギー回収の実証実験
8

素粒子・
原子核・ 放射光は、物性実験のためのX線源として多く
The 56th ICFA
4901 宇宙線・ の国でGeVオーダーのエネルギーの円形加速
Advanced Beam
宇宙物 器が稼働している。KEKでは、円形加速器ではDynamics
Design Work of
理
実現できない、細く短いX線を得る装置としてエN. Nakamura（登壇 the ERL-FEL as Workshop on
ネルギー回収型の線形加速器の基礎研究を(2)
the Higher Intense Energy Recovery者）
行っている。
EUV Light Source Linac, Stony
Brook, NY. USA,
June 7-12, 2015

Proceedings of
The 56th ICFA
Advanced Beam2015
Dynamics
Workshop on
Energy Recovery
Linac, pp. 4-9.

(3)9International
Conference on
Towards
Particle
International
Accelerators,(1) K. Kubo（登壇者） Linear Collider:
Richimond, VA,
Experiments at
将来の国際リニアコライダーに向けてのより細いUSA, May 3ATF2
素粒子・
ビームを実現する研究8,2015
原子核・4901 宇宙線・
将来のリニアコライダーでは、これまでの加速
37-th
宇宙物
ATF2 for final器では到達できなかった細いビームをつくること
International
理
focus test beam for
S. Kuroda（登壇によって高い反応頻度を得る必要がある。
(2)
Conference on
future linear者）
High Energy
colliders
Physics

2015

2014

(3)
著書 "Induction Accelerators"

K. Takayama and
R.J. Briggsで編Induction(1) 集。各章の執筆者
Accelerators
を合計して6名

Induction accelerator (誘導加速器）とは、時素粒子・ 間的に変化する磁束によって生成した加速電原子核・ 場により粒子を加速する形式の加速器で、大電
10 4901 宇宙線・ 流の陽子及び電子の加速に有効であり、かつ、
宇宙物 線形加速器にも円形加速器にも適用可能なものである。本書は、誘導加速器の原理から説き (2)理
起こし、その要素技術と実装時の要点について大学院レベルでの総合的解説を加えた世界唯一の教科書・実用書である。
(3)

SuperKEKB 加速器の設計・開発・建設に関す
る研究

(1)

T. Miura (登壇者） Progress ofSuperKEKB

素粒子・ SuperKEKB加速器は、ビーム衝突型リング加
原子核・ 速器として史上最大のルミノシティを実現するも11 4901 宇宙線・ のであり、付随して史上最大の蓄積ビーム電流
宇宙物 を実現、安定に制御し、衝突点で収束させることを必要とするものである。このために開発される
理
諸技術は、大輝度放射光源等他のタイプの加 (2) D. Zhou (登壇者）
速器の次世代の展開においても適用可能なもので、世界の関係学界の注目を集めている。

(3)

Interplay of
Beam-Beam,
Lattice andNonlinearity, andSpace Charge
Effects in the
SuperKEKB
ColliderSpringer

全339ページ。第一章pp. 1-5及2010
び、pp. 249284。

International
Conference on
Particle
Accelerators,
Richimond, VA,
USA, May 38,2015

Proceedings ofInternational
Conference on
2015
Particle
Accelerators, pp.
1291-1295

International
Conference on
Particle
Accelerators,
Richimond, VA,
USA, May 38,2015

Proceedings ofInternational
Conference on
Particle
Accelerators
pp.2413-2417

2015

(1) T. Abe, et al
衝突型加速器 KEKB の「クラブ衝突」方式による高性能化についての研究
素粒子・
原子核・
KEKB加速器の運転開発研究において、二つ
12 4901 宇宙線・のビームをカニの横ばいのような状態で衝突さ宇宙物
せ、ルミノシティ（素粒子反応がおこる頻度の指理標）を向上させる「クラブ衝突」を世界で初めて(2) T. Abe, et al
実現させた。

2007 IEEE
Particle
Compensation of
Accelerator
the Crossing
Conference ,Angle with Crab
Albuquerque,
Cavities at KEKBNM, USA, June
25-29, 2007

Proceedings of2007 IEEE
Particle
Accelerator
Conference, pp.
27-31

2007 IEEE
Particle
Accelerator
Beam Operation
with Crab Cavities Conference ,Albuquerque,at KEKB
NM, USA, June
25-29, 2007

Proceedings of2007 IEEE
Particle
Accelerator
Conference, pp.
1487-1489

2007【社会、経済、文化的意義】
KEKB加速器の性能向上を支えた重要なコンポーネントとして、平成27年には
業績番号1で記述した国立科学博物館での展示物のひとつとなった。

Proceedings of
LINAC14, pp.
417-421.

2014SS

ACS（環状結合型）空洞は、これまで考案された結合空洞型加速構造の中でも特に加速電場の軸対称性に優れ大強度ビームの加速に適すると考えられてきたが、複雑な構造のため長く実用化されてこなかった。KEKは、1990年代に世界に先駆けて実機のACS空洞の実装開発に成功、KEKと日本原子力研究開発機構(JAEA) が共同運営するJ-PARCリニアックでビームエネルギーを181 MeVから
400 MeVに増強する加速器性能高度化の際の加速システムに採用した。JPARCリニアックの高度化では、ACS空洞の周波数の最適化とともに量産技術の開発にも成功し、大強度ビームを安定に400 MeVまで加速することに成功した。
平成26年にこの成果について、JAEA理事長表彰の特別賞がJ-PARCセンター加速器ディビジョンに、第10回加速器学会技術貢献賞が空洞製作に貢献した2名の研究者に授与された。

SS

J-PARC主リングシンクロトロン（MR）からの長基線ニュートリノ振動実験(T2K)への速い取出しによる供給ビーム強度は、平成22年以来世界記録の更新を続け、
平成27年度末の時点で390kW（パルス当たり陽子数2×1014）を記録している。
T2Kはミューニュートリノが電子ニュートリノに変化する現象を世界に先駆けて
99.3%の信頼度で検出（平成23年）、多数の学会賞を受賞しその後も着実に測定
信頼度を向上させている。MRはハドロン実験施設には遅い取出し法により最大42ｋＷのビームを供給し、その取出し効率99.5%は世界最高値である。MRの大強度化に関するこれらの成果は、査読論文(1)や国際ワークショップでの招待講演(2)等で報告された。また、一連の関係研究でMRのために開発されたFT3L空洞（金属磁性体FT3Lを用いた加速空洞）は、CERN LHCの前段加速器の高度化の一部に適用されている。

SS

本研究は、物理学界で権威のある雑誌 Physical Review Letters 誌に出版され、加速器業界で最大の国際会議IPAC’10では口頭発表に選ばれるなど、コ
ヒーレントシンクロトロン光の発生や極短電子パルスの生成や輸送に関する新しい知見を得た重要な成果として、世界的に極めて高く評価された。また、この業
績により、筆頭著者の島田は平成23年に第7回日本加速器学会奨励賞を授与さ
れた。

2007

SS

S

【学術的意義】
対向する二本のビームをカニの横ばいのような状態で衝突させることによってル
ミノシティ（素粒子反応がおこる頻度の指標）を向上させる「クラブ衝突」は、原理は提出されていたが、使われる高周波空洞が達成すべき電圧の高さと、粒子ビー
ムのコントロールの困難さから実現されていなかった。これをKEKB加速器のチームが世界で初めて実現させ、平成19年に国際会議で発表した。この業績の発表
は第二期中期目標期間ではないが、後にこれについて、研究指導者2名が平成23年度の折戸賞（公益財団法人 平成基礎科学財団による）を授与された。

(3)

K. Hasegawa (登壇 Commissioning ofEnergy Upgraded(1) 者）J-PARCセン
Linac of J-PARC
ター所属

27th Linear
Accelerator
Conference,
Geneve,Switzerland, Aug.
31-Sep 5, 2014

Status of Linac
Energy Upgrade

25th Linear
Accelerator
Conference,
Tsukuba, Japan,
Sep. 12-17, 2010

Annular-ring Coupled Structure（ACS）空洞を用いたJ-PARCリニアックの400 MeV加速の達成
素粒子・
原子核・
J-PARC線形加速器では、世界ではじめて
13 4901 宇宙線・Annular-ring Coupled Structure型空洞を用い宇宙物て大強度負水素イオンビームの400 MeV 加速
理に成功した。
(2) H. Ao （登壇者）

Proceedings of
LINAC10. pp.
357-361

2010(3)

T. Koseki （他59
名）

Beam
Progress ofcommissioning andTheoretical andoperation of JExperimental
PARC main ring
Physics
synchrotron

素粒子・ J-PARC主リングシンクロトロンは、速いビーム
原子核・ 取り出しにより長基線ニュートリノ実験T2Kに対
14 4901 宇宙線・ して最大電力 390kW の大強度ビームを供給し宇宙物 ており、パルス当たりの粒子数 （陽子数 2x1014）
理としては現在世界最高の性能を有する。また、 (2) Y. Sato （登壇者）
遅いビーム取り出しにおいては ハドロン実験施設に最大42ｋＷのビームを供給し、その取り出し
効率99.5% も世界最高の性能である。

Workshop on
High Intensity
Recentand High
Commissioning of
Brightness
High Intensity
Hadron Beams,
Proton Beams in
Beijing, Chaina,
J-PARC Main Ring
Sep. 17-21,
2012.

J-PARC主リングシンクロトロンにおける大強度
ビームの加速(1)2012

pp. (02B004-1)2012(02B004-20)

Proceedings of
HB2012, pp.
575-5792012

pp.(144802-1)144802-4)

2009

10.1093/ptep/pts071(3)
M. Shimada, M.
Katoh, M. Adachi,
TransverseT. Tanikawa, S.
Longitudinal
Physical Review
Kimura, M.
Coupling Effect in
素粒子・ 分子科学研究所UVSOR施設において、電子 (1)Letters
Hosaka, N.
Laser Bunch
原子核・ バンチの放出するコヒーレントシンクロトロン光を
Yamamoto, Y.
Slicing
15 4901 宇宙線・ 帯域の異なる複数の超高速テラヘルツ検出器
Takashima, and T.
宇宙物 を用いた観測によりそのスペクトルが複雑に時
Takahashi間変化することを見出し、これはバンチ中の粒
理子の横方向と縦方向の運動が結合することでバンチの微細構造が複雑に時間発展する結果で (2)あることを明らかにした。
(3)
コヒーレントシンクロトロン放射に関するビーム力
学的研究

103

10.1103/PhysRevLett.103.144802

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

学部・研究科等名

04

共通基盤研究施設

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。ただし、その加速器や実験装置の大型、複雑なことにより、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、企業が手がけるものでもあるが、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

細目
番号

細目名

代表的な研究成果【最大３つまで】a)
著者・発表者等

c)

b)
タイトル

発表雑誌・会合等d)
巻・号

Akihiro Kikuchi, Ryuji
Yamada, Kiyosumi
Tsuchiya, Tatsushi
Nakamoto, Emanuela
Barzi, Daniele
Turrioni, Ken-ichi
IEEE
Sasaki, Qingjin Xu,
Strand and Cable
Transactions on
Akio Terashima,
Development for a20, 3Applied(1) Hiroyuki Takigawa,High Field Nb3Al
Superconductivit
Akira Yamamoto,
Common Coil Magnet
yKazuhiko Nakagawa,Takao Takeuchi,
Michael Lamm, andAlexander V. Zlobin

e)

f)
頁

pp. 1428-1431,

発行・発表年等

2010

学
術
的
意
義

g)

10.1109/TASC.2010.2042705

2

IEEETransactions on
21, 3
AppliedSuperconductivitypp. 2521-2524

2011

10.1109/TASC.2010.2098834

K. Tsuchiya, A.
Kikuchi, T. Takeuchi,
N. Banno, Y. Iijima,
S. Nimori, H.
Takigawa, A.
Development ofTerashima, T.
Nb3Al Rutherford(3) Nakamoto, Y.
Cable for High-Field
Kuroda, M.
Accelerator Magnet
Maruyama, M.
Applications
Yoshida, T. Takao, K.
Nakagawa, E. Barzi,
R. Yamada, and A.
ZlobinIEEE
Transactions on
22, 3
AppliedSuperconductivity6000504 各ペー
ジはページ番号 2012なし。全4ページ

10.1109/TASC.2011.2176703

pp. 29-39

10.1016/j.nuclphysa.2013.04.001

Four-body structure
Nuclear Physics
of neutron-richA
6
hypernucleus ΛH

908

2013

共
重複して
同
選定した
利
研究業績
用
番号
等

掲載論文のDOI

K. Tsuchiya, A.
Kikuchi, T. Takeuchi,
KEKでは、将来の加速器用高磁場超伝導磁
N. Banno, Y. Iijima,
素粒子・ 石のため、NIMSと共同で急熱急冷変態(RHQT)
S. Nimori, H.
原子核・ 法Nb3Al超伝導線を開発してきた。本研究でTakigawa, A.
Development of Ta4901 宇宙線・ は、10T級Nb3Al超伝導磁石に用いる素線とTerashima, T.
matrix Nb3Al strand
宇宙物 ケーブルの開発を行い、論文(1)外部磁場15Tに (2) Nakamoto, Y.
and cable for high理Kuroda, M.
おいて臨界電流密度が800A/mm2以上、論文
field accelerator
Maruyama, T. Takao, magnet(2)Ta母材により磁化を抑制することに成功、論K. Tanaka, K.
文(3)ケーブリングによる外形変形時も内部の超Nakagawa, E. Barzi,
伝導部には影響が無いことなどを実証した。
R. Yamada, A. Zlobin,
and A. Ghosh

本機構の共同利用である「大型シミュレーショ
(1) E. Hiyama 他
素粒子・ ン」で採択された研究
原子核・
4901 宇宙線・ ストレンジネスを持つハイペロンを含むハイ
宇宙物 パー核について、独自に提唱・開発した「無限(2)
小変位ガウス・ローブ法」を用いて精密計算を行理
い、実験結果の理論的理解が可能となった。
(3)

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】（付与されている場合）

急熱急冷変態(RHQT)法による超伝導線の開発

1

社
文
会
化
的
経
意
済
義
、

研究テーマ
及び
要旨【200字以内】

、

業
績
番
号

SS

物質・材料研究機構（NIMS）が発明したRHQT-Nb3Al線材は、応力・ひずみ依存性に優れたNb3Al線材の臨界電流を向上させる、ほとんど唯一の製法であり、KEKも加速器応用を目的として、NIMSと共同研究を進めてきた。最も実際的に超伝導磁石での線材性能を評価するため、磁石向け超伝導素線及びラザフォード
ケーブルをNIMSや米国のFNALと共同で開発することに成功した。
論文(1)では、外部磁場15Tにおいて臨界電流密度が800A/mm2以上を達成。論文(2)では、Ta母材により磁化を抑制することに成功。論文(3)では、ケーブリングによる外形変形時も内部の超伝導部には影響が無いことなどを実証した。
2010年には、未踏科学技術協会・超伝導科学技術賞を受賞（菊地、竹内、土屋
他）した。

SS

本機構の共同利用である「大型シミュレーション」で採択された研究であり、肥山が猿橋賞（第33回2013年）を受賞した。受賞対象の研究は「量子少数多体系の精
密計算法の確立とその展開」である。

○

本機構の共同利用である「大型シミュレーショ
ン」で採択された研究

3

S. Aoki, T. Hatsuda,(1)
素粒子・
N. Ishii
原子核・
従来は原子核の性質を説明するために仮定し4901 宇宙線・なければならなかった核力の様々な性質を、量宇宙物
子色力学という基本法則に基づく「格子量子色理
力学の大規模数値シミュレーション」によって、(2)
導き出す道を開いた。

Theoretical
Foundation of the
Nuclear Force in
QCD and Its
Application toCentral and Tensor
Forces in Quenched
Lattice QCD
Simulations

Progress ofTheoretical
Physics123

pp. 89-128

2010

10.1143/PTP.123.89
陽子や中性子の間に働き原子核を作りだす核力を、クォークの力学である格子
量子色力学から導きだす計算法を論じ、全く新しい有効な手法を論じた画期的論文と高く評価された。日本物理学会第17回論文賞を受賞した。

SS

(3)

超伝導磁石を利用した重粒子線がん治療用の回転ガントリーの開発

4(1)

Design of aY.Iwata他17名。KEK superconducting
rotating gantry for
著者 T. Ogitsu
heavy-ion therapy

KEKで開発された結合機能型を含む加速器用素粒子・ 超伝導磁石設計技術を小型冷凍機を用いた伝
Development of a
原子核・ 導冷却超伝導磁石に応用し小型軽量でかつ運4901 宇宙線・ 用が簡便な重粒子線がん治療用の回転ガント (2) Y. Iwata他15名。KEK superconducting
rotating-gantry for
著者 T. Ogitsu
宇宙物 リーを実現した。論文(1)では、上記設計概念に
heavy-ion therapy
従って超伝導ガントリーの詳細設計を行い、論理文(2)で、実際の開発を行った。また、論文(3)では、上記加速器用超伝導磁石設計技術を照射
荷電粒子線ビームの治療装置に応用することに対する特許を取得し制御用電磁石及びこている。
(3) 荻津透、土橋隆博
れを備えた照射治療
装置

Physical Review
Special Topics
2012
Accelerators andBeams

pp. (044701-1)2012(044701-14)

Nuclear
Instruments and317, B pp. 793–797
Methods inPhysics Research
Section B2013

特許第5336991(2013)

2013/8/9

K. Haughian, R.
Douglas, A. A. van
The effect of crystal
Classical and
Veggel, J. Hough, A. orientation on the(1) Khalaidovski, S.
cryogenic strength of Quanttum
Gravity
Rowan, T. Suzuki and hydroxide catalysis
bonded sapphire,
K. Yamamoto, 32(2015) (13pp).

32

論文の id は075013、 各論文
2015は個別ページでpp.1-13

10.1103/PhysRevSTAB.15.044701

10.1016/j.nimb.2013.03.050

SSSS【学術的意義】
従来の常伝導磁石を利用して製作されたドイツの重粒子線ガントリー（600ton)
に対し、超伝導磁石を利用して、重粒子線ガントリーの重さを半分の300ton程度に低減。この論文で提案された設計が有効であると判断され、世界初の超伝導磁石を用いた重粒子線ガントリーの実用機が放射線医学総合研究所（放医研）に建設された。(1)はガントリーの設計、また(2)は開発状況についてそれぞれまとめた論文である。(3)は本ガントリー開発において重要な要素技術となった特許である。
【社会、経済、文化的意義】
超伝導磁石を用いた重粒子線ガントリーの実用機が放医研に建設されたことで、本ガントリーよって現実的に普及できる重粒子線ガントリーが実現できることが証明された。同様の装置が山形大学にも設置される予定で、今後世界に普及していくことが期待されている。

10.1088/0264-9381/32/7/075013

大型低温重力波望遠鏡計画（KAGRA計画）における低温システムの開発研究

5

D Chen, L
Naticchioni, A
Khalaidovski, K
日本のオリジナル技術である重力波検出器のYamamoto, E
極低温鏡システムの開発及び製造を実施した。
Majorana, Y
素粒子・論文(1)では、サファイア部品の低機械的損失接 (2) Sakakibara, C
原子核・合であるHydro-Cathalysis Bondingの研究を進Tokoku, T Suzuki, N
4901 宇宙線・めた。論文(2)では、KAGRAクライオスタットの振Kimura,S Koike, T
宇宙物
動レベルを実測した。論文(3)では、KAGRAの低Uchiyama and S
理
温熱シールドを含む低熱侵入クライオスタットを
Kawamura
実現した。
これらは国際的にも注目されている成果であYusuke Sakakibara,
り、海外グループとの国際協力に基づいて実施
Tomotada Akutsu,
された。
Dan Chen, Aleksandr
Khalaidovski,
Nobuhiro Kimura,
Shigeaki Koike,(3)
Tatsuya Kume,
Kazuaki Kuroda,
Toshikazu Suzuki,
Chihiro Tokoku andKazuhiro Yamamoto,31(2014) (12pp).
Yukihito NARITA,
MasashiYAMANAKA,
ローラ間の弾性流体潤滑油膜のせん断力で動 (1) Toshiharu KAZAMA,
設計工
Yasuhiro
力を伝達するトラクションドライブには、歯車と比学・機械
OSAFUNE,Tomoya
較して振動や騒音が少ない、無段変速機を構成
5503 機能要MASUYAMA可能等の利点がある。しかし、動力伝達には
素・トライ
ローラに強い押付力を与えることが必要であり、
ボロジー
接触点の面圧が数GPaにも達し、表面のはく離等の転がり疲労損傷が生じる。そのため、設計 (2)に際しては転がり疲労強度の予測が不可欠である。
(3)
トラクションドライブのシミュレーションに関する研究6

Vibrationmeasurement in the
KAGRA cryostat

Classical and31
Quantum Gravity

Progress on the
cryogenic system for
the KAGRA
cryogenic
interferometricgravitational wave
telescopeClassical andQuantum
Gravivty

Simulation of Rolling
Contact Fatigue
Strength for Traction
Drive Elements

Journal ofAdvanced
Mechanical
7
Design, Systems,
andManufacturing,31

論文の id は224001、各論文で個別ページで、 pp. 1-12

2014

論文の id は224003、各論文で個別ページで、 pp. 1-13

2014

pp. 432-447

2013

SS

重力波検出装置 KAGRA は近く試運転を開始する予定であるが、共通基盤研
究施設超伝導低温工学センターではその装置の低温に関する部分について、建設に大きな貢献をした。ここに挙げた論文はその一端を示すものである。
論文(1)では、サファイア部品の低機械的損失接合であるHydro-Cathalysis
Bondingの研究を進めた。論文(2)では、KAGRAクライオスタットの振動レベルを実測した。論文(3)では、KAGRAの低温熱シールドを含む低熱侵入クライオスタットを実現した。
重力波の検出の測定が本格化するのは今後であるが、テスト観測に至るまでの高い完成度の装置を組み上げたことについての評価は高く、各種報道でもそのことが報じられている。

SS

トラクションドライブの強度設計には，材料内部に生じるせん断応力によって、介在物等の欠陥を起点にき裂が発生する内部起点破壊モデルを用いた、転がり軸受の寿命予測理論が多く転用されてきた。しかし，欠陥寸法の影響は考慮されておらず、疲労強度のばらつきを考慮できない。また、トラクションドライブではローラ
表面に大きなトラクション力が働き材料中の応力分布が軸受とは異なるため、強度や寿命の推定精度に問題があった。そこで、著者らは、き裂発生の起点となる介在物やローラ表面に働くトラクション力の影響を考慮できる、転がり疲労強度シミュ
レーションの新手法を提案した。実験結果と比較し、誤差2.5%という優れた推定結果を得た。また、トラクション係数が高いほど押付力の疲労限が低下するが、トルク容量は高くなることを明らかにした。この成果により、山中が平成25年度日本機械学会賞を受賞した。

10.1088/02649381/31/22/224001

10.1088/02649381/31/22/224003

10.1299/jamdsm.7.432○

6N超高純度アルミニウムに関する特許

7

都丸隆行, 佐々木憲
(1) 一, 星河浩介, 田渕宏「低温用熱伝達材」

特開2012234938 (2012)2011/4/28

論文(1)は、6N超高純度アルミニウムを用いた
極低温用伝熱材に関するものである。極低温に金属物
5901
おいて純度が１桁上がると熱伝導率も１桁大きく
性・材料
なり、小型軽量化を要求される装置では効率的
都丸隆行, 佐々木憲に冷却が可能となる。
超電導磁石用磁気遮 特開2012論文(2)は、6N超高純度アルミニウムを用いた (2) 一, 星河浩介, 田渕蔽材
234939 (2012)
宏
磁気シールド材に関するものである。

SS
2011/4/28

S【学術的意義】
論文(1)は、6N高純度アルミニウムの産業的規模での量産が可能になり、その基
本物性を研究した。この結果、極低温で40000 W/m Kもの大きな熱伝導率が実測され、極めて効率的な伝導冷却が可能になることが分かった。本結果を元に、すでに重力波望遠鏡やCMB望遠鏡などの科学機器で伝熱冷却材として実用化し、大きな成果を挙げている。
論文(2)は、6N高純度アルミニウムの産業的規模での量産が可能になり、その基
本物性を研究した。この結果、電気伝導率の向上によりeddy currentの上昇があり、効率的に表面磁場を打ち消せることが分かった。これにより小型軽量な磁気シールドが可能になり、人工衛星などで活躍の道が開けた。
【社会、経済、文化的意義】
本研究は材料メーカーとの共同研究に基づいており、特許も申請している。超高純度アルミニウムはKEKのような基礎科学分野だけでなく、超伝導リニアモー
ターカーや人工衛星などでも用途があり、最先端の産業機器にも適用出来るもの
である。

(3)

(1)

T. Sanami,
M.Hagiwara

Target Mass
Dependency of Light
Mass Fragment
Nuclear Data
Energy Spectra for
SheetsIntermediate Energy
Proton Induced
Reactions119

pp. 241-244

2014

doi:10.1016/j.nds.2014.08.066

中高エネルギー陽子による核破砕片の系統測定に関する研究

86105

Fragment DDX
Measurement ofProton Induced
加速器を用いたがん治療等の放射線の高度
Reactions on Ligher- Jounal of theT. Sanami,
原子力 利用を進めるための基礎データとなる、中高エKorean Physical(2) M.Hagiwara, H.Iwase meddium Nuclei for学
ネルギー陽子による核反応からの核破砕片の生Society
Energy Range from
他８名
成機構を解明するため、核破砕片の高効率測Freaction Threshold
定法の開発と系統測定を行う。
to a Few Hundred
MeV.

59,2

Experimental studies
2010 Symposiumof light fragmentof Nuclear Data,
T. Sanami,
production coross(3) M.Hagiwara, H.Iwase
Kyushu Univ.
section for nucleon
Japan, Nov.25他10名
induced reaction at
26, 2010
intermediate energies

陽子加速器施設や宇宙環境における放射線のM. Hagiwara, T.
(1)
物質・生体影響に関する研究
Sanami 他3名

9

6105

陽子加速器施設や宇宙環境における半導体
機器のソフトエラー（放射線入射によりメモリーの記録内容が変わること）や材料損傷の発生機構
原子力の解明や被ばく線量評価に重要な数10MeV核学子に対するフラグメント生成の核反応断面積を世界で初めて系統的に取得した。照射量と放射M. Hagiwara, T.
線影響の関係を微視的にとらえ、物理過程に基 (2) Sanami 他5名
づく評価モデルを構築するため、本実験値を基にフランス原子力庁（CEA）サクレー研究所と共同で核反応モデルの開発を行った。
(3)

pp. 1805-1808

2011

10.3938/jkps.59.1805

2010,
JAEA Conf
2011-2, pp. 59- Proceedings は
2011年
64

10.11484/JAEA-Conf-2011-002(これは当該論文を含む
Proceedings に付けられた doi であり、この論文だけに付与されてものではない）

Differential crosssections on fragment
Journal of(2 ≤ Z ≤ 9)
Nuclear Science 49,6
production for
carbon, aluminum and and Technology
silicon induced bytens-of-MeV proton

pp. 571-587

10.1080/00223131.2012.686742

Recent Progress in2013 Symposium
Experimental andTheoretical Studies of of Nuclear Data,
Univ. Fukui,
Proton-induced
Japan, Nov.14Fragment Cross
15, 2013
Section at
Intermediate Energies

10.11484/JAEA-Conf-2014-002
2013,
JAEA Conf(Proceedings に付けられた doi で2014-2. pp. 63- Procceedings はあり、この論文だけに付与されても2014年
68のではない）

2012

SS

SS

中高エネルギー陽子による核破砕片の系統測定に関する研究において、平成
24年2月、JST原子力基礎基盤戦略研究イニシアティブ課題として最上位評価を受けた（論文(1),(2),(3)）。
評価内容は以下の通り。
・独自に開発してきた検出器を改良し、C, Al, O, N, Ti, Cuの6元素に対する中高エネルギー陽子入射核反応において、Li, Be, B, Cの核破砕片の角度・エネル
ギー分布を測定し、世界に先駆けて、約300の二重微分断面積データを得るな
ど、極めて優れた成果を挙げている。
・上記基礎データは中高エネルギー陽子による核反応からの核破砕片の生成機構の解明に資するものであり、研究成果を学術誌で公表し、核破砕片測定分野で世界をリードして欲しい。
・ＩＡＥＡのデータベース（ＣＩＮＤＡ/ＥＸＦＯＲ）へのデータ登録が開始され、国際的な寄与が期待されている。

論文(1)は、半導体機器のソフトエラーや被ばく線量評価等に重要な数10MeV
核子に対するフラグメント生成の微分断面積を世界で初めて系統的に取得したという内容の論文であり、平成23年度日本原子力学会賞（論文賞）を受賞している。
論文(2)は、フラグメント生成の微分断面積の測定や理論に関する最近の進展についてまとめたもので、平成25年度核データ研究会にて招待講演を行っている。
本研究で得られた核反応断面積データは、半導体のソフトエラーの解明、人体
線量や材料損傷評価の基礎データ並びに核反応モデル改良のための標準デー
タになり得るもので、国際原子力機関（IAEA）や米国ロスアラモス国立研究所からデータの提供を依頼され、計算モデル開発の参照データとして提供している。

10 6105

原子力学

Particle and heavy ion
Journal ofT.Sato, H.Iwase,他14 transport code
Nucleear Science 50,9(1)
放射線に関する総合的なシミュレーションコード
system, PHITS,
名and Technology
を国産のものとして構築する研究
version 2.52

pp. 913-923

2013

10.1080/00223131.2013.814553
SS

放射線が物質の中をどのように動いてゆくか
は、観測が基本であるが、さまざまなシミュレー
ションによる研究も重要である。

SS【社会、経済、文化的意義】
従来、放射線輸送計算コードは、日本国内においても米国産のコードを使うのが一般的であった。しかし、米国産のコードは、米国政府の方針により米国外への配布が禁止されたことがあり、その結果、国内の原子力や放射線利用に関わる研究が一時的に停滞した。したがって、本研究の完遂により、我が国における原子力や放射線利用に関わる研究開発を安定して実施することが可能となった。除染による線量率低減の評価、核燃料輸送物遮蔽解析、CT診断時の線量評価、陽子線治療時の線量評価など、社会の中の放射線に関連する幅広い問題に利用されている。

(2)(3)

福島第一原子力発電所事故の影響調査、復旧に関わる共通基盤研究施設・放射線科学セン
ターの取り組み
11 6105

H. Matsumura, K.
(1) Saito, J. Ishioka, Y.
Uwamino【学術的意義】
長年にわたる多様な放射線に適用可能な国産の放射線輸送計算コードが望まれる中で、従来の国産コードを統合し、その性能を飛躍的に向上させることにより、新たな国産モンテカルロコードPHITSを完成させた。適応放射線の多様性、高い計算精度と信頼性、多様な計算機能、優れた操作性などの特徴により、PHITS
は加速器や原子力施設の設計、放射線防護・治療に於ける線量評価、宇宙線挙動解析や半導体工学などの極めて多岐にわたる分野で利用されている。また、その普及にも尽力しており、充実したサポート体制も確立されている。これらの点が評価されて、平成25年度原子力学会特賞・技術賞を受賞した。さらに、これに関する論文は Thomson-Reuters社の Web of Science で「過去 2 年間に出版され、5月/6月 2015 に Engineering のアカデミックフィールドの上位 0.1 % の論文にランクされる十分な引用が行われました」との論評がなされた。

高速道路上のガンマ線測定により得られた
日本原子力学会
10(3)福島第一原子力発電
和文論文誌
所から飛散した放射性物質の拡散状況

茨城県つくば市にお原発事故直後の放射線測定に関する研究で
佐波俊哉，佐々木慎 ける福島第一原子力
原子力
日本原子力学会ある。福島県内の高速道路上の随所で放射能 (2) 一，飯島和彦，岸本 発電所の事故由来の
10(3)
学
和文論文誌
測定を行い、放射能飛来の状況や汚染の状況
線量率とガンマ線ス
祐二，齋藤究を直接明らかにした。KEKつくばキャンパスでペクトルの経時変化
は、放射線監視装置を用いて原発事故由来の
放射線の連続測定を行い、ホームページを通し福島県モニタリングポてリアルタイムに線量率変化を公表した。
ストのNaI(Tl)波高分
日本原子力学会
平山英夫, 松村宏, 波
14(1)布データを用いた空(3)
和文論文誌
戸芳仁, 佐波俊哉,
気中I-131放射能濃度時間変化の推定

pp. 152-162

2011

pp. 163-169

2011

pp. 1-112015

10.3327/taesj.J11.004

10.3327/taesj.J11.024

10.3327/taesj.J14.027

SS

放射線科学センターでは、福島第一原発事故発生直後の3月14日には、福島県庁からの要請により放射線測定器や防護服等の緊急物資を送り、測定支援として2名の研究者を派遣した。この2名は、物資運搬の途中で高速道路上の随所で放射能測定を行い、福島県における高速道路上の放射能飛来の状況や汚染の状況を直接明らかにした（論文(1)）。一方、KEKつくばキャンパスでは、同日から停電を免れた放射線監視装置を用いて原発事故由来の放射線の連続測定を開始し、ホームページでリアルタイムに線量率変化を公表して一般公衆への線量率
データの提供の先駆けとなった。気体状RIやその崩壊娘核である放射性ヨウ素やセシウムが認められており、プルームの移動、降雨による放出RIの沈着の様子がリ
アルタイムで観測された（論文(2)）。論文(3)はモニタリングポストのデータから福島
県内のI-131濃度を推定し、日本原子力学会保健物理・環境科学部会賞を受賞した。