英語で読む日経サイエンス
SCIENTIFIC AMERICAN October 2011
Waiting for the Higgs
さよならテバトロン
By Tim Folger | T. フォルジャー |
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Underneath a relict patch of Illinois prairie, complete with a small herd of grazing buffalo, protons and antiprotons whiz along in opposite paths around a four-mile-long tunnel. And every second, hundreds of thousands of them slam together in a burst of obscure particles. It’s another day at the Tevatron, a particle accelerator embedded in the verdant grounds of the 6,800-acre Fermi National Accelerator Laboratory complex in Batavia, about 50 miles due west of Chicago. There have been many days like this one, some routine, some spectacular; of the 17 fundamental particles that physicists believe constitute all the ordinary matter and energy in the universe, three were discovered here. But there won’t be many more such days. By October 1 the power supplies for more than 1,000 liquid-helium-cooled superconducting magnets will have been turned off forever, the last feeble stream of particles absorbed by a metal target, ending the 28-year run of what was until recently the most powerful particle accelerator in the world. | 米国イリノイ州,プレーリーの草地がところどころに残り,バッファローの小さな群れが草をはむその下,長さ6.3kmの円形トンネルのなかを陽子と反陽子が逆向きに猛スピードで周回している。毎秒数十万個の粒子が衝突し,そこから様々な粒子が発生する。テバトロンのいつもの風景だ。
テバトロンはシカゴの真西およそ80km,バタビアにある米国立フェルミ加速器研究所の27km2に及ぶ緑地の地下に設置された粒子加速器だ。長年にわたって実験を繰り返し,あるときは平凡な,またあるときは目覚ましい成果を上げてきた。宇宙のふつうの物質とエネルギーすべてを構成すると考えられている17種類の基本粒子のうち,3種類がここで発見された。 しかし,そうした実験の日々はもうすぐ終わりだ。1000個を超える液体ヘリウム冷却超電導磁石への電力供給が10月1日までに打ち切られ,最後の微弱な粒子ビームが金属標的に吸収されて,近年まで世界最強の粒子加速器だったテバトロンはその28年の運転を終える。 | |
For several hundred physicists here who have spent nearly two decades searching for a hypothetical particle called the Higgs boson, the closure means ceding the hunt—and possible Nobel glory—to their archrival, the Large Hadron Collider, a newer, more powerful accelerator at CERN on the Swiss-French border. With its 17-mile circumference and higher energies, the LHC has displaced the Tevatron as the world’s premier particle physics research instrument, a position it will retain well into the next decade. | ヒッグス粒子という未発見の粒子を探して20年近くをここで費やしてきた数百人の物理学者にとって,テバトロンの運転終了はヒッグス粒子探索(と発見に対して贈られるノーベル賞の栄誉)を,一番のライバルである大型ハドロン衝突型加速器LHCに譲ることを意味する。
LHCはスイス・フランス国境にある欧州合同原子核研究機構(CERN)のさらに強力な新加速器だ。27kmに及ぶ周長と,より大きな加速エネルギーによって,テバトロンに代わって世界一の素粒子物理学研究装置の座についた。その地位は向こう10年は揺るがないだろう。 | |
The U.S. Department of Energy’s decision to shut down the Tevatron at the close of this fiscal year did not surprise anyone at Fermilab. Some physicists had recommended that the DOE fund the aging accelerator for another three years, giving it a final crack at finding the elusive Higgs, a particle that theorists believe is responsible for endowing all other particles with mass. But even the most ardent Tevatron veterans admit that the old machine has finally been made redundant. “I don’t have sadness,” says Dmitri Denisov. “It’s like your old car. The whole history of science is one of new tools. This one lasted for more than 25 years. It’s time to move on.” | 今会計年度末でテバトロンを止めるという米エネルギー省(DOE)の決定は,フェルミ研究所の科学者たちにとって驚きでも何でもなかった。確かに一部には,この古くなった加速器をあと3年稼働させる予算を手当てし,ヒッグス粒子を発見する最後のチャンスを与えるべきだとする物理学者もいた。ヒッグス粒子は他のあらゆる粒子に質量を与えるもとになっているとされる粒子だ。しかし,最も熱烈なテバトロンの古参研究者でさえ,この装置がついに不要になったことを認める。
「悲しいとは思わない」とデニソフ(Dmitri Denisov)はいう。「古くなった愛車のようなものだ。科学の歴史は常に新しい研究ツールとともにある。この装置は25年以上続いた。次に移る潮時だ」。 |