やはりニュートリノに質量はあった。

やっとこの日がきた、そういう思いでこの知らせを聞きました。

梶田さん「ニュートリノ振動」世界で初めて捉える

10月6日 19時50分

ノーベル物理学賞の受賞が決まった梶田さんは、物質を構成する最も基本的な粒子である「素粒子」の１つ、「ニュートリノ」に質量があることを裏付ける「ニュートリノ振動」という現象を世界で初めて捉え、ニュートリノに質量はないとされてきたそれまでの素粒子物理学の定説を覆しました。

ニュートリノは、私たちの身の回りにも飛び交っている素粒子で、地球上の１センチ四方の狭い範囲には、太陽から、１秒間に６６０億個が降り注いでいます。

しかし、その性質には分からない部分が多く、質量、つまり重さはないと考えられていました。

ニュートリノは、直径が１ミリの１０００兆分の１以下と極めて小さく、どんな物質でもすり抜けてしまうため観測が非常に困難だからです。

ニュートリノの性質を詳しく調べるため、梶田さんらの研究グループは岐阜県飛騨市の地下１０００メートルに設けられた「カミオカンデ」という施設で観測を始めました。

この施設は壁一面に取り付けられた高感度のセンサーでニュートリノが水と反応したときに出る僅かな光を捉えることで、ニュートリノの飛んできた方向や時刻などを正確に把握することができます。

「カミオカンデ」での観測の結果、平成元年、梶田さんらは太陽から放出されたニュートリノの数が、予想される数の半分程度しか地球に届いていないことを明らかにしました。

この成果は、太陽から放出されたニュートリノが、地球まで飛んでくる間に、別の種類のニュートリノに変化している可能性を示唆するものでした。

ここで示唆されたニュートリノの種類が変化する現象は「ニュートリノ振動」と呼ばれ、ニュートリノに質量があるときにだけ起きる現象でした。

つまり、この現象が実際に起きていることを証明できれば、ニュートリノに質量はないとされてきたそれまでの素粒子物理学の定説を覆すことになるため、世界の注目が集まったのです。
梶田さんらのグループは「カミオカンデ」をさらに発展させた「スーパーカミオカンデ」という装置を使って、ニュートリノの質量の有無を巡る議論に答えを出すことを目指しました。

そして、１７年前の平成１０年６月、ミューニュートリノという種類のニュートリノが別の種類に姿を変えていることの観測に成功し、「ニュートリノ振動」が実際に起きていることを世界で初めて証明しました。

これによってニュートリノには質量があることが裏付けられ、梶田さんらの業績は世界的に高い評価を受けました

ノーベル物理学賞に梶田隆章氏ら２人　ニュートリノ研究

2015年10月6日21時57分

【動画】ノーベル物理学賞の梶田隆章氏が会見＝金川雄策撮影

ノーベル物理学賞の受賞が決まり、会見する梶田隆章・東京大宇宙線研究所長＝６日午後８時４５分、東京都文京区、関田航撮影

　スウェーデン王立科学アカデミーは６日、今年のノーベル物理学賞を、東京大宇宙線研究所長の梶田隆章教授（５６）ら２氏に贈ると発表した。梶田さんは岐阜県にある装置「スーパーカミオカンデ」で素粒子ニュートリノを観測、「ニュートリノ振動」という現象を初めてとらえ、重さ（質量）がないとされていたニュートリノに重さがあることを証明した。宇宙の成り立ちや物質の起源を解明するのに大きな影響を与えた。

ノーベル賞

　日本のノーベル賞受賞は、５日に医学生理学賞が決まった大村智・北里大特別栄誉教授に続き２４人目。物理学賞では、昨年の赤崎勇・名城大終身教授と天野浩・名古屋大教授、中村修二・米カリフォルニア大サンタバーバラ校教授に続いて１１人目となる。授賞式は１２月１０日にストックホルムである。賞金の８００万クローナ（約１億１２００万円）は受賞者２人で分ける。

　ニュートリノの研究で日本人が物理学賞を受けるのは、２００２年の小柴昌俊・東京大特別栄誉教授に続いて２回目。

　ニュートリノはほかの物質とほとんど反応せず、地球をも通り抜ける。三つの型があるが、素粒子物理学の「標準理論」ではいずれも重さがないとみなされていた。もし重さがあれば、長距離を飛ぶ間に違う型に変身する「振動」という現象が起こるはずだと理論的に予想されていた。

　梶田さんは、岐阜県・神岡鉱山の地下にあるスーパーカミオカンデで、宇宙から降り注ぐ宇宙線が地球の空気にぶつかって生じる大気ニュートリノを観測。地球の裏側でできて地球を貫通してきたミュー型の大気ニュートリノの数が、神岡上空でできたものの半分であると突き止め、１９９８年に発表した。

　大気ニュートリノはどこでもまんべんなく発生するので、「振動」がなければ同じ数だけ観測されるはず。このデータは、地球の裏側から来る間にミュー型から他の型へ変身している決定的な証拠になり、ニュートリノに重さがあることが確実になった。

　その後、「振動」を世界中で精密に調べる実験が行われ、素粒子物理学の大きな流れをつくった。共同受賞者でカナダ・クイーンズ大名誉教授のアーサー・マクドナルド氏（７２）は０１年、同国にある観測装置で太陽から飛んでくる太陽ニュートリノでも「振動」があることを突き止めた。

　梶田さんは受賞決定後の会見で「この研究は何かすぐ役に立つものではないが、人類の知の地平線を拡大するようなもの。研究者の好奇心に従ってやっている。純粋科学にスポットを当ててもらいうれしい」と話した。

　梶田さんは小柴さんの門下生。スーパーカミオカンデでの観測は、０８年夏に亡くなった戸塚洋二・東京大特別栄誉教授のもとで続けられた。小柴さんの物理学賞は、前身の装置「カミオカンデ」で超新星から飛んできたニュートリノを８７年に初めてとらえた功績だった。今回の受賞で、日本が長年、世界のニュートリノ研究をリードしてきたことが改めて示された。

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　かじた・たかあき　１９５９年埼玉県生まれ。８１年埼玉大理学部卒、８６年東京大大学院理学系研究科博士課程修了、９９年東京大教授、２００８年東京大宇宙線研究所長。８８年朝日賞（神岡観測グループ）、９９年朝日賞（スーパーカミオカンデ観測グループ）、仁科記念賞、０２年パノフスキー賞、１０年戸塚洋二賞、１２年日本学士院賞。

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　アーサー・マクドナルド氏　１９４３年カナダ生まれ。６９年米カリフォルニア工科大で博士号取得。米プリンストン大教授、カナダ・クイーンズ大教授などを務めた。現在、クイーンズ大名誉教授、カナダのサドベリー・ニュートリノ観測所ディレクター。

私は、ここで改めて、光の質量は本当にないと言って良いのかと問いかけたいと思います。

光の真空中の速度は常に一定と指摘されているのです。

アインシュタインは加速度と重力は区別できないと指摘しました。

それは裏を返せば、加速度のない等速度運動と無重力は区別できないとならないでしょうか。

光の質量はないのではなく、無重力状態下で運動しているために、ないように見えてるだけかも知れないのです。

追記

宇宙はもっと重い？

この記事で、紹介したこの方も、生きておられたらさぞかし、この受賞を喜ばれたことでしょう。

戸塚洋二(とつか・ようじ）東京大特別栄誉教授は、1998年、ニュートリノに「質量がある」との確証を得て物理学の常識を覆す大発見といわれました。

2002年にノーベル物理学賞を受けた小柴昌俊・東京大特別栄誉教授の愛弟子で、日本人初の師弟そろっての栄冠が期待されていました。