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20世紀の加速器の発達は、私たちの日常目にする物質がクォークとレプトンと呼ばれる2種類の基本粒子から成り立っていることを明らかにしました。これらの粒子の間には、重力、弱い相互作用、電磁相互作用、核力の源となる強い相互作用、という4つの相互作用が働いて、多様で複雑な世界を織りなしています。原子の核心部にあり全体の質量の99.9%以上を担っている原子核は、このクォークの多体系です。クォークの多体系は、クォークとグルーオンとのほぼ完全流体である超高温のクォーク・グルーオン・プラズマと呼ばれる状態、クォークが陽子や中性子のようなハドロン粒子の中に閉じ込められた状態、さらにハドロン粒子どうしが結合した系など、様々な階層性を持って自然界に姿を現します。中には中性子星の中心部で実現されているような超高密度のクォーク多体系や、通常の原子核とは異なるハドロン粒子の新しい結合系など、まだまだ未解明なものも多くあります。私たち原子核物理学の研究者は、これらのクォーク多体系の存在形態の全容を解明し、宇宙開闢のビッグ・バン以来クォークがたどってきた物質宇宙の変遷を理解することを目指しています。


これらの研究には、世界最先端の大型加速器施設が利用されてきています。我が国は、J-PARCと呼ばれる大強度陽子加速器施設におけるストレンジ・クォークの入った新しい原子核の研究や、理化学研究所のRIBF加速器施設における中性子過剰な原子核の研究などにおいて世界をリードしてきています。原子番号113の新元素が見つかったのもこのような研究の関連する実験の中からでした。これらの大型実験施設は世界中の研究者を惹きつけ多くの国際共同研究が進められています。また、全国共同利用拠点として活躍する大阪大学や東北大学の加速器施設のみならず、中小規模ながらいくつかの特徴ある加速器も大学の教育と研究を支えています。国外にある大型加速器施設での国際共同研究も活発に行われており、米国RHIC加速器や欧州LHC加速器によるクォーク・グルーオン・プラズマの研究や、米国JLab電子加速器やドイツGSIの重イオン加速器などでの実験においても多くの日本人が活躍しています。これらの実験研究は、我が国の理論研究者の強いバックアップに支えられて大きく進展し、世界のトップレベルの研究を切り拓いてきました。近年では、中性子星などのコンパクト星の研究を通じてX線天文学や重力波天文学との連携も深まりつつありますし、スーパーコンピューターを利用して、原子核の大規模第一原理計算や格子ゲージ計算による「核力」ポテンシャル導出なども可能となってきています。


「原子核談話会」は、1953年に発足した我が国の原子核物理学の実験系研究者、約650名の会員から構成される研究者コミュニティです。原子核物理学の研究のこれからの方向性を議論し将来計画を立案、推進することを大きな目的としています。ANPhAやIUPAP C12委員会などを通じてアジアや全世界の原子核物理コニュニティとの交流・連携も深めています。2007年には、我が国の原子核理論系研究者のコミュニティである「核理論懇談会」と一緒になって「核物理懇談会」を発足させ、若手研究者の育成や社会への情報発信などにも連携・協力して努めています。このホームページを通じて、一般の皆様に最新の研究成果を分かり易く伝えるとともに、科学に興味のある多くの若者に原子核物理学の研究の楽しさや醍醐味を感じ取ってもらいたいと考えています。

我々の身近にある自然界の多様性は、宇宙開闢以来の物質の進化の帰結であると考えることができます。しかしながら、ビッグバンから始まった宇宙がどのような過程を経て現在のような姿に進化したのかということを解明するためには、解かなければならない謎が未だに数多く存在します。ビッグバン直後の高温下で自由に動き回っていたクォークとグルーオンがどのように陽子や中性子などのハドロン物質に閉じ込められていったのか、星の形成から超新星爆発にいたる星の一生において原子核はどのように反応し、重元素を作っていったのか等々、私たちは、基本法則から現在の世界が再構成される様を明らかにすべく研究に取り組んでいます。さらに、このような知的好奇心からの探究に加えて、現代社会における核の役割をどのようにとらえ、それにどのように取り組むべきか、その指針の基礎となる研究にも取り組んでいます。


現在の原子核物理学の発展において、日本の果たす国際的な役割は極めて重要です。このホームページで紹介されている加速器実験施設のいくつもが世界最高性能を誇り、注目される最新の実験結果を続々と生み出しています。理論研究においても、様々なアイデアや斬新な研究成果が数多く生み出されてきました。その背景には、実力ある理論研究グループが国内に多数存在し、それぞれの特色を活かしつつ、実験グループとの連携や理論グループ間の連携を大事にしてきたからです。


原子核理論研究者のコミュニティーである「核理論懇談会」には、全国各地の大学・研究機関から約450名の研究者・大学院生が集っています。素粒子論研究者とも関係が深く、ともに素粒子論グループを形成しさまざまな活動を行っています。一方で、上記のように実験研究と理論研究の間の密接な連携・交流が原子核物理の発展には欠かせません。このような背景から、2007年に、核理論懇談会(理論)と原子核談話会(実験)から成る「核物理懇談会」が設立され、このホームページも2012年に開設されました。


新元素113番の命名権が日本の研究グループに与えられ、ニホニウムという名前が周期表に載ることになったというニュースは皆さんの記憶に新しいことだと思います。113番元素は言うまでもありませんが、それ以外にも多くの魅力が原子核物理学にはあります。このホームページをご覧になって、少しでもそのような魅力を感じて頂ければ、我々にとってそれ以上の喜びはございません。

 


2017年4月



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