2026年11月11日
東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構 (Kavli IPMU, WPI)
2026年10月23日、米国物理学会（APS）の素粒子・場部門（Division of Particles & Fields, DPF）は、東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構 (Kavli IPMU, WPI) の Mark Vagins 教授/副機構長が2026年度の DPF Instrumentation Awardの受賞者に選ばれたことを発表しました。
DPF Instrumentation Award は、計測機器や検出器の発明、改良、応用を通じて素粒子物理学分野を発展させた計測技術に関する卓越した貢献を称えるため、APSによって2015年に創設されました。Vagins 教授は、「ガドリニウム (Gd) を添加した水チェレンコフ検出器の構想と実現に先駆的な役割を果たし、中性子の効率的な検出を可能にするとともに、ニュートリノ物理学及びダークマター物理学分野に新たな可能性を切り拓いた」と評価されました。
スーパーカミオカンデやアイスキューブ (IceCube) といった実験で使われている水チェレンコフ検出器は、電子、ミューオン、陽子といった荷電粒子を捉える装置です。これらの粒子が水中を高速で通過する際に発生するチェレンコフ光を光電子増倍管で検出する仕組みで、数十年にわたってニュートリノの研究に活用されてきました。欠点としては、電気的に中性な中性子はチェレンコフ光を発生させないため、検出が困難という点でした。
しかし、水にガドリニウムを添加することで、この課題を解決することが可能です。ガドリニウムは中性子を非常に効率的に捕獲し、その際に検出が容易な閃光を発するためです。ガドリニウムを添加した検出器は、純水のみの検出器に比べてはるかに多くの反応の最終状態の情報を得ることができるため、ニュートリノや陽子崩壊、ダークマター探索におけるバックグラウンド研究をより高感度に行うことが可能になります。そのため、この手法は世界中の数多くの実験で採用され、すでに世界トップクラスの成果をあげており、今後も更なる観測成果が期待されています。
Vagins 教授は今回の受賞について以下のように述べています。
「2002年に、理論物理学者の友人であるオハイオ州立大学の John Beacom 氏と共にガドリニウムを水に添加するアイデアを考案して以来、私は実験物理学者として過去四半世紀にわたり、このアイデアの実現のために必要な技術と装置の開発に注力してきました。今回、APS の DPF Instrumentation Awardの受賞は、私と日本、米国、その他の地域でこの構想の実現を支援してくれた多くの人々による20年以上の努力が認められたものです。このように評価頂いたことを大変光栄に思います。次は、ハイパーカミオカンデにガドリニウムを導入しなければなりません。」
関連リンク
DPF Instrumentation Award について (アメリカ物理学会のページ)
