ゲームの王道: 高エネルギー加速器研究機構

つくばエクスプレスで秋葉原からつくばへ。さらに30分ほどかけて、路線バスで高エネルギー加速器研究機構（KEK）へ。

日本の社会科見学の第一人者、ぴろり、さんが「加速器をみますか」と、声をかけてくれたので「加速器は見たいなぁ」と返事をした結果、はるばるとつくばにやってきたわけだ。

ここからさきの説明は、基本的に文科系人間のおれが聞いて、わかったようなふりをしている内容なので、もしかしたら、とんでもない間違いがあるかもしれない。そのようなことがあった場合は、KEKの人が悪いのではなく、おれがひたすらに悪いので、そのように考えるように。

加速器とは荷電粒子を加速する装置の総称だ。おれが中学生のころは、加速器といえば、「サイクロトロン」！　その名を聞いただけで、かっこよさげなものだった。だって、サイクロでトロンだ。それがつまり、なにをするものだか、いまひとつわからないものだったけれど、電子だか、陽子だかを、加速して、いろいろぶつけると、原子物理学が発展するという仕組みだ。

中学や高校のころは、ブルーバックスなど、よく読んでいたし、なんとなくわかったような気もしていたが、たぶん、気のせいなのだろう。

現在、KEKにあるのはサイクロトロンではなく、シンクロトロンだそうで、サイクロトロンとシンクロトロンの違いがどこにあるのかは、聞いても答えられないのだが、受け売りで言っちゃえば、今回の見学の目玉となったBファクトリー（KEKB）は周長3.016Kmの衝突型円形加速器で、大量のB中間子・反B中間子対を作り出すシステムだ。

最初に座学で、説明していただいたときに、「Bファクトリーは、世界で一番、反物質を作っている施設なんですよ」といわれてたまげてしまう。反物質なんて、物質と衝突すると対消滅を起こして、エネルギーが発生する物質だよ。SFなんかだと、対消滅機関なんてものがあり、ワープしたり、反重力を生み出したり、いろんなことができちゃうんだよ。そんな反物質なんてものが、筑波の山の中で、そんなにひょいひょい作られているなんてこと、想像もしていなかっただけに、くらくらする。

まずは計算科学センターへ。NECの地球シミュレータをしのぐ最高性能を持つというIBMのブルージーンがずらりと10ラック。

納入されたばかりだそうだが、現時点で日本一速いスーパーコンピュータだそうである。Bファクトリーで生成されたB中間子の崩壊を、こいつが分析するのだ。側面が平行四辺形になっているのが、おもしろい。

中身はPower PCチップが鬼のように詰まっているらしい。Nintendo64とか、Macの親戚である。

どんな計算をやっているのかはいまいち、わからないが「まぁ、がんばれよ」と、声をかけておいた。

研究本館の常設展示ホール「KEKコミュニケーションプラザ」で、粒子加速のことをざっとお勉強。つまりいろんな磁石で、加速したり、まとめたりするわけだ。

いよいよ、KEKBへ。

ここで案内してくださったのが、女性科学者にあたえられる猿橋賞を2004年に受賞された小磯晴代先生だ。

色めきたったのは見学者たち。上品かつメガネの女性科学者である。反物質を背中にしょっている女性科学者である。深く静かに萌えていたひとが多かったと、書いておこう。
　

現在、KEKBを設置しているトンネルは地下11メートルにある。全周3キロのトンネル内には２本の真空のパイプがあり、１本を電子が、1本を陽電子が、限りなく光に近い速度で、回転しているのだ。電磁石で形を整えられ、電磁石で加速させられ、電磁石で方向を整えられる。これがつまり、加速器のシステムだ。だから、3キロにわたって磁石だらけ。

かくして、加速され、エネルギーをたっぷりあたえられた電子と陽電子は、Belle測定器付近で、衝突する。電子も陽電子もそれぞれ、バンチと呼ばれるリボン状のかたまりにまとめられている。電子なら47億個、陽電子なら70億個から構成されているバンチ。加速器の中にはそのバンチが1000個以上存在している。

陽電子のバンチと、電子のバンチ、すべてが衝突するわけではない。衝突しなかったバンチはさらに回転していき、このコースを10億回以上回るという。

電子と陽電子がぶつかる頻度の高さをルミノシティというのだが、KEKBは世界最高のルミノシティを誇る施設なのだ。
　

では、そうやってぶつかることで、なにがわかるのか。電子と陽電子、すなわち、物質と反物質が対消滅するプロセスこそ、宇宙の誕生、ビッグバンで起こったことだ。宇宙が誕生したときには、物質と反物質の双方があったはずなのに、いまの宇宙には、反物質はほとんど存在しない。なぜ、反物質は消えたのか。

そのあたりを解き明かすことが、この巨大な加速器の存在理由のひとつだ。Belle測定器はその様子をとらえる一種のデジカメみたいなものだ。

通常は放射線が出るため立ち入り禁止のKEKBだが、現在はメンテナンス中とのことで、じっくりと見ることができた。

メガネの女性科学者にも萌えるのだが、やはり、磁石で包まれた長大なる機械にはもっと萌えるのである。KEK全体の消費電力は一般家庭16万戸に相当するという。

さらに陽電子のパイプには、むき出しのコイルが巻きつけてある。KEKBの立ち上げ後、陽電子のバンチの断面の形がうまくそろわないという問題が発生。ある種の輻射が原因とわかったため、それを解決をするためにソレノイドを、人力で巻きつけていったのだそうだ。3キロの全長で、あらゆる隙間という隙間に、夏休み返上で巻きつけたのだ。

そして、その作業が完了したとき、KEKBは世界最高値のルミノシティをたたき出したという。プロジェクトXなら、一瞬、無音となり、音楽が変わる瞬間だ。

つづいて、先端加速器試験装置ATFへ。
　
近い将来の加速器として、インターナショナルリニアコライダーなるものが計画されている。全長50キロの直線型加速器だ。従来の円形加速器で見られたエネルギーロスをなくし、現在最高規模の５倍のエネルギーで、粒子を衝突させる加速器である。日本、アメリカ、ヨーロッパなどが誘致を画しているのだが、そのリニア・コライダーに必要な技術を研究する加速器である。