197■談話室CERN Summer Student Program 体験記
東京大学理学系研究科 修士課程 1 年

渡邉陽介

yosuke@nucl.phys.s.u-tokyo.ac.jp
2008 年 (平成 20 年) 10 月 31 日

はじまり12008 年 7 月から 8 月にかけて CERN の Summer Student Program に参加した。このレポートでは，そこでの体験について書きたいと思う。
私は今年の 1 月に研究室の小沢先生の話でこのプロは，「Introduction to Particle Physics」→「Fundamen-tal Concepts in Particle Physics」→「The StandardModel」→「Beyond the Standard Model」というように，基本的な話から最先端の話まで一気に駆け抜けるという流れだった。講演者の話もジョークが入っていた
り，工夫されているものも多く，熱意を感じた。特に，グラムの存在を知り，すぐに申し込むことを決めた。こニュートリノのレクチャーの講演者は，「ATLAS，CMS？のプログラムのいくつかの点に心が引かれたからだ。まおれの物（カミオカンデ）の方がでかい。それだけじゃず，場所が CERN であることが魅力だった。多くの人がない。美しいんだ！」と授業中やたら何度も言うのが，長年心血を注いで作ってきた LHC が今年から動き出す

面白くまた印象的だった。ということもあり，その様子を見てみたいという気持ち

このプログラムに参加する前には全部英語の授業につがあったし，そこで 2ヵ月間とはいえ実際に研究室に配いていけるのかという不安もあった。最初の頃は，英語属されて研究ができるというのは，非常に楽しみであっの聞き取りに慣れていないのに加え，スピーカーのイタた。また，Summer Student Program には，世界 20ヵ

リア語なまり，フランス語なまりなどに苦戦して，あま国くらいからオフィシャルには約 150 人，その他の学生り聞きとれていなかったのだが，WEB にアップされたを加えると 200 人以上が参加する。それだけ多くの同世レクチャーを後でみるというのが助けになった。（自分代の研究者と触れ合うことは研究のうえで刺激になるだ

ではどこの国のなまりかは判断できないので，人に聞いろうし，おもにヨーロッパだったが，それだけいろいろていたのだが。）後半になってくると，耳も慣れてきてな国に友達ができるというのは得難い経験に思えた。

ジョークもすべてとはいかなかったが，いくつかは楽し

そして，幸運にも CERN Summer Student Program

めるようなってきたし，講義の内容に集中できるようにへの切符をいただくことができた。CERN での workなった。

project が，現在研究室でつかっている GEM(Gas Electron Multiplier) だということで，GEM の発祥の地でGEM の研究をできるという喜びも加わり，待ちきれない気持ちで CERN に旅立つ日を迎えた。

2

Summer Student Program

2.1

Lecture2.2

Work

私 が 配 属 に なった 研 究 室 は ，6，7 人 の 研 究 室 でAB(Accelerator and Beam)/BI(Beam Instrument) 部門に属していた。その部門のおもな仕事は North Experimental Area，East Experimental Area，AntiprotonDecelerator(AD) のビームライン上に設置された検出器の管理である。各人が一つの種類の検出器担当という役割

7 月から 8 月の半ばにかけて，毎日午前中に 1 コマ 45分間の授業が 3 コマあった。その内容は，素粒子，原子核，宇宙論，エレクトロニクス，統計，超伝導など多部屋だった Richard は MultiWire Proportional Cham-岐にわたるもので，かつ，多くの内容が短時間に盛り込ber(MWPC)…といったふうであった。そのため，それまれた充実したものであった。たとえば，素粒子の話でらの検出器に問題が起きると現場に駆けつけるのだが，分担で，スーパーバイザーだった Jens は Cerenkov diﬀerential counter with achromatic focus(CEDAR)，同じ198
同行させてもらえることが多く，コントロールルームやる。システムが正常に作動しているならビームラインのCOMPASS 実験などいろいろなところを見学することができた。そのとき，「物理屋はうまくいかないとすぐ現場に赴く必要などないのだが，CEDAR を動かすモーターが反応しなかったりして，ビームラインに確認にわれわれの検出器のせいにするけど，多くの場合彼らの行くことは何度かあった。動作原理からあきらかなようものがうまく動いてないんだ」と言っていたのが印象的に，ビームの軸と CEDAR の軸をよく一致させる必要だった。

がある。これらが正しく一致していて，かつ，絞りの上私が担当したテーマは二つあった。ひとつは GEM がにちょうどリングが来ていれば，絞りの後ろについた 8

MWPC の代わりとしてビームプロファイル用検出器として使えるかどうか性能をチェックするということ，もつの PMT にはほぼ等しい数の光子がくるはずであり，うひとつは CEDAR のコミッショニングである。

た。この調整を終えた後に，ガス圧を順々に変化させて，これを実現するように CEDAR の傾きを補正していっ測定した結果が図 2 である。確かに電子とパイオンの区

2.2.1

別がおこなわれていることがわかる。こうして、無事にCEDARCEDAR を NA61 に渡すことができた。

North Experimental Area の H2 ビームラインにCEDAR を設置した。H2 ビームラインは二次ビームであり，パイオン，電子など様々な粒子が含まれているが，CEDAR はそこでの PID に使われていた。
CEDAR の概略を図 1 に示す。入射した粒子が電気信

図 2: CESAR:右側のピークがパイオン，左側のピークが電子。はっきり区別できていることがわかる。

図 1: CEDAR の概略

2.2.2

GEM号を作るまでの過程は次のようになる。まず，ガスが充現在多くのビームラインでビームプロファイルを得る

満した箱内に粒子が入射すると，粒子の速度が光速を超ための検出器として，MWPC が使われている。しかし，えているため，cos θ =1nβ にしたがった開きの角度でチェレンコフ光が放出される。そして，その光子が前方MWPC は位置分解能，ハイレートのビームに対する耐性，低エネルギーのビームに対する適用などに限界を抱にある球面鏡によって反射され，リング状に収束されるえている。私が配属になった研究室が MWPC の代わりので，絞りによってそのリングのみの光子を集めるように GEM の導入を計画しているのは，主にこの最後の理にしておけば，あとは光電子増倍管を使って電気信号に由によった。というのは，今回 GEM を導入しようとし変えることができる。PID する粒子を変えるには，ガスているビームラインは Antiproton Decelerator のビーム圧を変えればよい。これにより，ガスの屈折率，つまりラインであり，そこでは減速されて非常に遅い反陽子がは，チェレンコフ光が放出される角度を変化させることやってくる。MWPC で二次元のプロファイルを得るにができる。

は必ず二層必要となるのだが，このように遅い入射粒子今回のコミッショニングには二つの目的があった。ひの場合には一層目で止められてしまい，二層目には何のとつは NA61 の実験グループに CEDAR をすぐに使えプロファイルも残さないということが起きうる。一方，る状態にして渡すこと，もうひとつは，新しいアプリ
ケーションプログラミング (CESAR) の動作確認であGEM の場合は入射粒子がドリフト領域に入射して，一度プライマリー電子が生じれば，二次元の読み出しがでる。CESAR というのは，ビームライン上の検出器を操きるので，上記の問題は生じない。

作するためのアプリケーションで，PC から検出器の位今回実験に用いた GEM 検出器の外観が図 3 である。

置を動かしたり，電圧をかけたりするためのものであCERN 内の工場で作られたものだが，この形のものなら199市販されているとのことであった。外形は AD ビームラ

3

日々の生活

インに MWPC の代わりとして設置できるようになっている。内部は下から読み出し基盤，GEM が 3 枚，メッ私の配属になった研究室は Prevessin（フランス）にシュの順にスペーサーをはさんで重ねられている。読みあったのでいろいろな点でスイス側と違っていたように出しのプレートは 400 µm ピッチで 256 本が並んでいて，思う。まずは，何よりフランス語がわからないときつい最終的には 4 本ずつまとめて読み出すので計 64ch の読ということであった。CERN の公用語は英語とフランみ出しを行っている。

ス語なのだが，Prevessin にいる人のほとんどがフランス人ということもあり，公用語はほぼフランス語という状態である。私のスーパーバイザーである Jens と，私と同室の Richard は英語，仏語のどちらにも堪能だった（図 4）。1 日 2 回コーヒーブレイクがあったのだが，目図 3: 実験に用いていた GEM のチャンバー
結論から言うと，GEM のシグナルを見ることまでできずに，帰国することになってしまった。障害となったのは，この検出器はもう 5 年ほど使われていなかったの

図 4: 私のスーパーバイザーの Jens(右) と，私と同室のRichard(左)で道具がそろっていないこと，テストベンチももう 10年ほど使われていないこと，使っていた人はもう引退の前でひたすらフランス語で会話をされるので，誰かがしてしまっていることなどであった。そのため，GEM英語に訳してくれないと何もわからないことがほとんどと積分回路のモジュールをつなぐケーブル作りから始であった。Richard や Jens が英語に訳して話に混ぜてくめる必要があったし，また，正常に動くとわかっているれるのが本当に助かった。また，一番苦戦したのは研究

delay wire chamber を用いて部屋に置いてあるガス管室内の実験で使うアプリケーションがフランス語であるの成分をチェックしたりもした。こうして配線，ガス，ため，はじめは理解できなかったことである。さすがに，HV などを順にチェックして問題がなかったのにもかかビームライン用のアプリケーションは英語であったが，わらず，正しいシグナルが検出されなかった。このこと「はい」「いいえ」で答える部分は「Qui」と「Non」でから，GEM にショートがおこっている可能性が高いとある。フランス人のフランス語に対する愛着を感じた。

考えられたが，「来年も Summer Student としてやってフランス人にはフランス語で話しかけないといけないときて，この続きをしないとね」といわれつつ，最終日を誰かに言われたことがあったのだが，そのことを実感も迎えることとなった。

したし経験もした。研究室配属の初日にフランス側の食このように，成果を得られなかったのは非常に残念で堂に行って英語で注文すると，フランス人のおばちゃんあったが，実験は細かい部分の積み重ねであるというこに「英語で話しかけるなんて」と怒られてしまった。ととを実感することができたし，またスーパーバイザーにいっても，そのときは怒られてる内容の意味すらわから質問して問題に対処していくプロセスにふれられたことないので，横にいた別の Summer Student に聞いたのは非常に勉強になった。

だが。その後は，何国人かわからないときはとりあえず「ボンジュール」というようになった。来年以降参加する方でフランス側になったら，前もってフランス語入門くらいは習っておくとよいかもしれません。
また，フランス側にいる Summer Student はスイス

200に比べてずっと少なく，私が知っていたのは 10 人くら

字も表意文字もあるというと，びっくりされることがほいであった。このように少数ではあったが，講義のあととんどであった。

Prevessin にシャトルを呼んで一緒に行くこともあり，接最後に言葉について述べる。上記のように最後までフする機会は多かったように思う。特にスウェーデン出身

ランス語で苦戦していたが，英語に関しては CERN にの Albert，ルクセンブルク出身の Marine には初日の手到着して二週間もするとかなり慣れてきて，無理なく会続きから始まって，いろいろと助けてもらった。

話を楽しめるようになった。しかし，それと同時に本当

Summer Student とは，パーティ，飲み会，食事，サッに伝えたいことをしゃべるには語彙力が足りないし，相カーなど接する機会が山ほどあった。天気のよい日には手の話に耳がついていかないと感じることも多かった。

仲間と野外での昼食を楽しんだりもした（図 5）。陽気な

今回みなと英語で楽しく話した思い出をモチベーションに，英会話の練習も続けたい。

4

おわりにCERN Summer Student Program から帰国してはやくも 2ヵ月が経過しようとしている。このレポートを書きながら，物理という共通の興味で知り合った多くの友人が思い出された。彼らから受けた刺激は，今も確実に残っていて，日々の研究へのやる気につながっている。
このプログラムで得た経験は本当に一生の宝物になったと思う。
多くの人の支えがあって，CERN での 2ヵ月間をこれといったトラブルもなく充実して過ごすことができた。
図 5: 昼食風景

Paolo，日本人化していた Macimiliano，踊りを愛する
Lucia，物理への情熱を語ってくれた Leonardo，話し出したらとまらない Goran，クールな Albert, .., etc，いろいろな人がいた。ベルギー人の Michael と Stijn，イ
タリア人の Nicola と各国の料理のレストランを順番にまわったりもした。順番が日本のときは，石田君が見つけてくれた寿司のレストランに行った。おいしそうに食べていたし，なれない箸に苦戦するということもなかったようである。実験を専攻しているから器用なのだろうか。Michael はベルギー人だけあって (？)，箱と鞄いっぱいにビールを宿舎に持ってきていた。日本に帰る直前の三日間，毎晩一緒にそのベルギービールを飲ませてくれたのは本当に感謝である。私も日本酒を持っていっていればよかったと思う。
いろいろな Summer Student と話す中で感じたのは，日本の文化というのは，私が思っていたよりずっと知られているし，興味を持たれているということである。

Goran など Bleach という漫画の大ファンらしく，いつも「卍解！」などといっていたし，Youtube で見る日本のバラエティ番組の笑いがよくわからないなど言われることもあった。また，日本語は表音文字なのか，表意文字なのかとか，PC で日本語をどうやって打つのかなど，日本語に関することを聞かれることも多かった。表音文

門戸を広く開放して原子核分野に属する私にも機会を与えてくださった KEK の皆様，行く前後に多くのサポートをしてくださった岩見さん，現地でお世話になった河西さん，近藤さん，CERN Summer Student Program のスタッフである Ingrid，Virginie，私のスーパーバイザーの Jens をはじめとする研究室の方々，Summer Studentの友人たち，申し込みに際し推薦書を書いてくださった
小沢先生，CERN からのメールでのお願いにいつも快く答えてくれた同じ研究室の宇都宮君，そして直接は私から見えない部分で支えてくださったたくさんの方々に感謝したい。このプログラムに参加させてよかったと思っていただけるように，今後も精進していきたい。来
年以降参加する学生にとっても有意義な経験が待っていると思う。その機会が今後もひらかれていくことを期待します。
本当にありがとうございました。