恐るべし中国の基礎科学 －ニュートリノ実験－

物理学で最近最も熾烈な競争が展開されているのはニュートリノ振動の観測だ。陽子崩壊実験のために建設されたカミオカンデが偶然スーパーノバのニュートリノを捉えたことから、日本がこの分野で世界に先駆けることになった。ニュートリノ天文学は日本から始まったのである。

太陽ニュートリノの観測で、ニュトリノ振動の存在を確定的なものにして、トップに立った。その後もスーパーカミオカンデが世界最高のディテクターとして優位に立っていた。各国で次々に観測が始まったが、太陽ニュートリノは日本の圧勝だったのではないだろうか。ニュートリノ質量の存在を確定した功績は大きい。

自然観測の次の段階は加速器を使ったより精密な実験になる。日本では高エネルギー加速器研究機構からのビームを立ち上げ、K２K実験が加速器実験の先鞭をつけた。一番乗りを果たしはしたが、精度は足りず、結果としては太陽ニュートリノ観測以上のものは出せなかったと言えるだろう。

加速器実験となれば、もちろん、世界各国も黙ってはいない。ヨーロッパではOPERA、アメリカではMINOSが立ち上がり、強力な加速器のビームにものを言わせて実験を進め、ニュートリノ振動に関わるパラメータのうち、θ12、 Δm212が測定されてしまった。加速器のエネルギーが１２Gevでは太刀打ちできない。

残された課題であるθ13パラメータに挑むため、日本は800億円をかけて東海にJPARC加速器を作り、T2K実験を開始した。これで、パラメータ決定で後塵を拝したヨーロッパ、アメリカを一気に追い越すつもりだったのだ。

競争に参入したのは欧米だけではない。ニュートリノは太陽、加速器だけではなく原子炉からも出てくる。原子炉なら多くの国が持っている。原子炉の場合雑音が多いのでバックグラウンドの排除という難しい問題を抱えるがビームは強い。フランスのDoubleChoozがさきがけとなって韓国がRENOを立ち上げ、中国も遅れてDaya Bayを立ち上げた。

先頭を切っていたのは、2010年12月にT2K実験を開始した日本だと言えるだろう。ところが、3月11日に地震が起こり、JPARCの加速器が停止してしまった。震災までの３ヶ月分のデータを解析して確かにニュトリノ振動があることは認めたれたが、６事象に過ぎず、もちろんこれではθ13の決定には程遠い。T2Kが再び動き出すのが2012年４月ころだから、T2Kがθ13を見つけるのは早くても2014年くらいになるだろうと予測された。

こうなってくると韓国のRENOが俄然有利となったように思える。RENOの実験は3年に渡ってデータを集積し、3°以上と言うところまでつきとめているからθ13を決めるまではあと一息というわけだ。日本のT2Kが復帰すれば追いつける可能性も高い。Minosも近い所まで来ている。OPERAも追い上げて2012年はまさにニュートリノ競争の年になった。

ところが2012年3月8日、いきなり中国のDaya Bayが結果を発表した。実験開始後わずか55日でθ13= 8.8°と言う値を得た。誤差は10%以内だ。完勝と言える。これでは、たとえ日本に震災が無かったとしても、全く歯が立たないのは明らかだから震災はいいわけでしかない。6基の2.9GW原子炉の近くに2台の100トン検出器を置き、1.7km離れたところに同じ検出器を4台並べているから、物量的にもすごいものだ。これだけの実験をやりとげる科学者の層の厚さがあるということだ。

中国の基礎科学恐るべし。これは800億円を棒に振った日本にとっても大変なことだ。欧米に対しては厳しい競争と認識していたが、正直なところまさか中国に負けるとは思っていなかっただろう。金儲けにならない基礎科学でもこの状態なのだ。中国製品は安いけど質が悪いなどと言っておれるのもあと数年だろう。本気で考え直さないと日本は確実に立ち遅れる。