【物理学】巨大な粒子加速器を1/1000サイズに小型化するための研究施設、スタンフォード大が建設へ[06/13]
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日本語では単に加速器と表記される機械は、荷電粒子を光に近い速度まで加速させて的に当てたり、
同じ速度で対抗してくるもう一つの粒子に衝突させることで発生する物理的現象を観測するためのもの。
扱うのが目に見えない粒子であるにもかかわらず、詳細な研究をするには巨大な装置が必要となります。
なかでも最大のものが、スイス・ジュネーブ郊外にあるCERNの大型ハドロン衝突型加速器(Large Hadron Collider : LHC)で、
リング状の加速器の全長は27kmにもなります。
スタンフォード大学と米エネルギー省(DOE)によるSLAC加速器研究所は、
どんどん巨大化する加速器の小型化を目指す、新たな加速器の研究開発に着手しました。
FACET-II (Facility for Advanced Accelerator Experimental Tests)と呼ばれるこの加速器は、
高品質な電子ビームを使い、プラズマウェイクフィールド加速と呼ばれる手法を用いることで、
今日の一般的な加速器に比べて1/100〜1/1000ほどの大きさに収まるとされます。
プラズマウェイクフィールド加速では、強力に励起された電子を射出し、
それがプラズマの中を通過する際に発生するウェイクフィールドという"追随する流れ"の中に収まるように
粒子を配置することでこの粒子にエネルギーを供給します。電子のスリップストリームを利用する、
とでも言えばわかりやすいでしょうか。
既存の加速器では十分な速度まで加速するのに数km〜数十kmを必要としますが、
この方法ではほんのわずかな距離があれば加速を完了できるのだそう。
またFACET-II では将来的に陽電子(電子の反粒子)の加速にも対応できる柔軟性があり、
X線レーザーのような新しい電子発生源を使うこともできるとのこと。
FACET-II はまだ建設が始まったばかりで、早くとも完成は2019年になる見込み。
また建設費用は2600万ドル(約29億円)にものぼるとされます。
ただイニシャルコストは高くとも、そのコンパクトさからランニングコストは低くなると考えられます。
また将来新しい加速器を設置するにしても、
広大な土地をおさえる必要もないのは利点であることに違いありません。
また、加速器は素粒子分野や宇宙の起源に関する研究だけでなく、様々な分野で応用されています。
したがってSLACだけでなく医療や半導体などにおける研究でも活用されることが考えられ、
そこから人類にとって新たな発見が生まれるのだとすれば、コストに見合う価値があるものでありえるはずです。
https://s.aolcdn.com/hss/storage/midas/ffd52a3b491610b8cc439c26eba7c722/206446439/slac.jpg
https://japanese.engadget.com/2018/06/12/1-1000/ レーザー技術が発展してきたから初速を高速で出せるって事かな >プラズマウェイクフィールド加速では、強力に励起された電子を射出し、
>それがプラズマの中を通過する際に発生するウェイクフィールドという"追随する流れ"の中に収まるように
>粒子を配置することでこの粒子にエネルギーを供給します。電子のスリップストリームを利用する、
>とでも言えばわかりやすいでしょうか。
レーザー光で加速するのに、その話がどこにもねーじゃねーか 「プラズマウェイクフィールド加速」というキーワードで Web 検索してみた。
もう２０年近くも研究されていたそうだ。
サーフィンと少し似ているような気がした。 具体的理屈は理解出来ないところもあるが、これなら大きな大学レベルではも所有する事が出来て、研究が早く進む事になるだろう。 相変わらず欧米様のテーマは根っこを抑えるのが上手いな。 ＞プラズマウェイクフィールド加速
これで LHCと同じ大きさの装置作ればビッグバンも再現できるんじゃね？
つうか、ブラックホールに飲み込まれる地球、が現実化しちゃうかなｗ ILCなんて技術的には過去の代物を巨大化でエネルギー上げてるだけの代物に１兆円単位の金を使うよりは
こういう革新的な技術開発にこそ研究予算を投じるべきだな
仮にこの手の加速方法で問題となっているビームの収束性が今一つという欠点が解消できず素粒子物理には使えなくても
コンパクトで高エネルギーを出せる粒子加速法が生み出せれば日本の防衛には大いに使えるからね、軍艦や陸上でのミサイル防御とか
ILCにしろLHCにしろ高周波電場で加速する原理は50年以上も昔に生み出されて改良はされているものの、基本的には巨大化することでエネルギーを上げてきた
言ってみれば大艦巨砲主義の権化
そんな大艦巨砲主義の行き着いた先の戦艦大和や武蔵が当時の新しい戦闘法である航空攻撃でなすすべもなく一方的に虐殺されたのと同じく今から巨大加速器を作るのは論外
ILCなんて図体がデカいだけの金食い虫の化け物を作る資金が日本にあるならば、桁違いに効率の良い新しい加速技術の研究開発にこそ予算を投入するのが正解
未来のない昔の遺産の金食い虫に大金を注ぎ込むのは単なる馬鹿、そういう馬鹿をしていれば国が亡びる
お金はより良い未来の為に使うもの 1、早起きが苦手
2、満員電車が嫌い
3、そもそも働きたくない
1つでも当てはまるなら…
↓検索↓
儲かる物理 これ真空崩壊が起きて、宇宙が消滅するよ。
地球も素粒子レベルで解体するから、人類も全滅。
こんな研究はすぐ中止させるべき。
>>1
これでKEKや現在の加速器研究機関はおしまいになるのか？
あるいは1000倍規模の加速器として有効活用されていくのか
（↑ぜひ、そうなってほしいところ）
日本からもブレークスルーテクニックの出現に期待したい 小型で大強度ビーム出せれば未臨界炉も捗るかもしれんね
核のゴミを燃して発電ついでにプルトニウム生成して燃料の閉サイクル達成
通常より高温も狙えるから温度差で効率も上がる
そいや未臨界炉って陽子をなんかに当てて中性子出してるけどいきなり劣化
ウランにぶっ込んだんじゃ反応しにくいのかしらね レーザープラズマ加速法は、日本が最初に提案していたと思う。
もう40年ぐらい前の話だ。 巨大公共事業の予算獲得に奔走する人たちは見ないことにするお話 スーパーなんとかカンデに日本は2兆円くらい使ってただろ。
ボッタクリの犯罪者たち ウェイク場加速器って知る限り、実験室規模ならかなりの性能(加速勾配)が報告されている。
これを大規模に結合させれば、LHCやILCが大幅に小型化する可能性が生まれる。
でも技術的にはかなり大変とのこと。なんとか実現して欲しい。
https://twitter.com/ichimiyar/status/1006843728378585088 土建屋的な意味での加速器建造ビジネスの土台を揺るがしかねない危険な研究なので
あまり支持されずに来たと思う。原理は40年以上も前から提唱されていたのだが。
官僚も研究者もどれだけ巨額の予算を支配しているかが組織内での地位や名声に
直結しており、予算は拡大させるべきものであって、縮小するのは不都合であるから。 >>1
ぢゃあ、今の加速器が、１０００倍出力になるのか。
夢が広がりんぐだな！ >>39
ノーベル賞につながったのにボッタクリなんかよ >>39
なんとカンデって2兆円もすんのか俺勘定でせいぜい10億くらいかなと >>29
そんなテレビドラマだか映画あったわ。
ドイツのヤツ プラズマジェットで加速器を大型トラック並に小さくできるって記事を昔に見たけど
それとにたようなもんかね >>56
デスクトップ重粒子治療器なんてのはできそうだよね 恐らくレーザーに似たようなメカニズム。
つまり、運動エネルギーが正帰還で、増幅されてゆくような場をプラズマを使って作る。
ソリトン（孤立波・三角波）が、遠くまで伝播しても減衰しない研究と類似している。
長距離通信用光ファイバーケーブルも、
別波長の増幅エネルギー供給用の光で、信号光を随時、増幅（Ｐｕｍｐｉｎｇ／半ば弱いＬａｚｅｒ発生装置）するように
ファイバーの成分などが設計されている。
Soliton（孤立波（Solitary ｗａｖｅ）・三角波）が、遠くまで伝播しても減衰しないのも、
孤立波のエネルギーが周りの波から供給される分が、減衰する分を上回っているから。
三角波は、平穏な海の真ん中で突如として、巨大な波が船に襲い掛かる恐ろしい座礁波として
有名になった波だった、と思った。 （Bermuda triangle？）
Ｌａｚｅｒの場合は、外からエネルギーを常時供給して、小さな外乱で、雪崩現象が起きる不安定な状態を維持させる。
そこへ信号が来ると、信号が引き金（Ｔｒｉｇｇｅｒ、発火点）となって、信号に類似の現象が次々と起きて、
信号が「増幅」される。
Ｗａｋｅ Ｆｉｅｌｄ（覚醒している 雰囲気）というのは、そういった「小さな外乱に大きく反応する不安定な場」という意味なのでは？ ３０年くらいは前から、「核融合を起こすのにソリトン（ウェイク・フィールド）を使っては？」という意見もあったが、
外部から強制的にプラズマを押し込めるトカマク型を国が推進していたがために、
文部省などの官僚が研究に予算を付けず、日本では、ほぼ、ウェイク･フィールドの研究は断念された。 29億ってむちゃくちゃ安くね？
LHCは1兆円かかったと聞いたが ノーベル賞受賞者は、プラズマ・ソリトンに関心が薄く、
ノーベル賞受賞者の独裁に近くなっている、現日本学界では、
長い物には巻かれろ式に、アメリカの権威に金魚の糞しないと予算が付かないのが現状。 プラズマ・ウェイク・フィールドの研究は、日本では、常温核融合とかＳＴＡＰ細胞に近い扱い。 まあ、ＬＨＣなら、１０億円の研究予算でも、簡単に通るが、
ま、ＳＴＡＰ細胞では１０万円の研究予算でも、獲得は大変。 年間１０万円の研究予算だと、チョークとノートと鉛筆を買ったら終わり。 普通に素粒子研究の分野では、日が当たるところ以外は、１９７０年代のスーパーコンピューターとかが現役だったり。
（ノートパソコンより性能は低い）。 まあ、企業だったら、１年以内に営業利益に貢献しない研究など普通、許されないから、
まだ、大学なら、骨董品と揶揄されても生き残っているだけマシ。 商品化された研究にノーベル賞が集中しやすいので、
だんだん、大学も企業の商品開発部みたいになってきた。
つまり、税金で企業の商品開発を支援する研究ばかり。 特許化まで、１年以内の研究は企業内で、それ以上かかる商品開発は大学で行う。 同じ研究なら、給与も多く女遊びもできる企業のほうが得。
大学に残ると、給与は安いから、他のところで講師などバイトしても生活は苦しい。 講師のバイトをするのに、本業の大学の身分・肩書きでバイトの給与が決まるから、
大学で得られる権威肩書きが重要になる。
ＮＨＫの紅白出演料が薄給でも、その出演歴が、
自治体が公費で主催する村興しチャリティーコンサートの出演料を大幅ＵＰさせるのと同じ原理。 最近多い、税金乞食の目的で官公庁の外郭団体などが主催する研究セミナーの講師出演料も、
大学の権威序列で決まるので、生活に重要。 素粒子の研究は金にならないので、
無理矢理、癌治療機にした。（重粒子線治療器）
でも、はっきり言って、たいてい、患者は７０歳とか。
つまり、治療しても、寿命で１０年後には死ぬ患者ばかり。
重粒子線治療器もそうだけれど、素粒子の機械なんて馬鹿高い。
でも、素粒子研究だけでは、企業も採算が採れないから、
何とか税金を支出する口実を考える。
ちょうど、三菱重工が、青天井予算の軍事関連機器の研究で得られた技術を転用して、
一般向け商品（ＭＲＪやタービン）などの商品開発力をドーピングしてもらっているように、
素粒子加速器の技術開発を、日立製作所などが税金ドーピングしてもらう。
で、研究だけでは採算が採れないから、
高額療養費で、購入費用を賄える、癌の放射線治療に回したわけ。
本当に癌を抑制したいのなら、食品添加物などの規制をすべき。
「癌の治療」は、官の利権拡大の口実。 知りもしないで闇雲に高エネルギー実験して
空間が一瞬で相転移してしまったらどうするんだろうか？ >>65
> 普通に素粒子研究の分野では、日が当たるところ以外は、１９７０年代のスーパーコンピューターとかが現役だったり。
> （ノートパソコンより性能は低い）。
もし、ノートＰＣよりも本当に性能が低いならノートＰＣで計算させれば良いじゃないか
スパコンを運転する電気代を払えるのならばその金ですぐにノートＰＣの最上位モデルが買えるし
最悪、ノートＰＣぐらい自腹で買える給料は国立大の教員にも払われているのだからね
ところがその骨董品のスパコンなるものを使っているということは、実際にはノートＰＣよりスパコンが上ということだよ
それにしてもILCなんて建設しない宣言をして、この手の新技術に日本も研究予算を注ぎ込んで未来への投資をすべきだね
ILCのような巨大加速器を今の時代に作ろうなんてのは後ろ向きの発想だよ 使用済み核燃料処理
核変換処理のための高効率負ミューオン生成法の研究−加速／貯蔵ＥＲＩＴリングの開発
https://www.jst.go.jp/pr/announce/20171212-2/index.html
に使えないかなあ。 岩手にものすごい金で何とかコライダーを造る計画をグダグダもたつかせているのは正解だったということか？ >>1
建設費用29億円ってあるけどLHCが何千億円単位だから100分の1程度
に収まって安上がりなんじゃないの？よく知らんけど。 大電力を用いてじわじわ加速させる今の加速器と違いカタパルトを使って一気に加速するのがレーザー加速 >>78
> 建設費用29億円ってあるけどLHCが何千億円単位だから100分の1程度
しかもLHCの建設費は山手線１周と同程度の長さのトンネルは過去のLEPという巨大加速器のトンネルを流用したのでトンネル掘削費を含んでないからね
仮にだが、当時でもLHCを一から（つまりトンネル掘削工事から）建設していたならば、建設費は１兆円に達しただろう
東北の山地に作りたいと素粒子屋が要求しているILCも、建て前上の初期建設費はともかく、実際に作れば建設費総額は軽く１兆円を超えるだろうな
> に収まって安上がりなんじゃないの？よく知らんけど。
もちろんだよ、29億円なんてLHCの建設費に比べればゴミも同然で非常に安上がりだ
だから日本は巨大加速器を作ったりせずにこういう新しい加速技術の研究開発にこそ予算を投入すべきなんだよ
桁違いに効率の良い加速技術の開発をやろうとせずに、金に物を言わせて巨大加速器を今から作ろうと主張するのは全く愚かな発想で
そういう主張を本気でしている人間からは知性の欠片も感じられない 衛星軌道上で敵国のステーションに向けて射出してみよう 粒子加速器の革新的な小型化及び高エネルギー化につながるレーザープラズマ加速技術
https://research-er.jp/categories/4642
研究期間 2017年度〜2026年度
総額６０億円上限
※1〜4 年度目は総額 20 億円程度（概ね 5 億円／年）
一応日本にも似たような企画があるようだぞ
60億突っ込むようだけど
見込みありそうなんでしょうか？ 日本のレーザー加速研究は海外に相手にされないほど遅れてて、60億円分のアウトプットはないだろう、というのが関連分野での評価だと聞いたが >>85 つまり、海外の流行を見て、慌てて予算を付けたって感じかな…？ >>85
> 日本のレーザー加速研究は海外に相手にされないほど遅れてて、60億円分のアウトプットはないだろう、というのが関連分野での評価だと聞いたが
日本は権威主義だからね、海外で評判や流行になっていない段階で新しいアイデアやアプローチに予算を付けて先行させてくれるのは日本では非常に稀
ILCみたいに実際には海外が日本に押し付けたがって代物には学会の重鎮どもは平気で大金を出すべきと騒ぐが
レーザー加速が遅れていても何としてもキャッチアップしておかないと今後100年に禍根を残す
目先で60億円分のアウトプットが出ないとしても、今、その60億円をケチれば100年先には何兆円の損失を被るリスクもある
桁違いに効率の良い加速技術は国防にだって貢献し得るし、もちろん加速器を桁違いにコンパクトにできれば様々な民間での応用も可能になるだろう
例えば重粒子線治療が桁違いに安い装置で可能になれば、ガンの治療に非常に大きな進歩が見込める
ついでに言っておけば、そういう目先のアウトプットで予算を投じるべきかを云々するのであれば、
巨大加速器こそ兆円単位の建設費や運転費に見合うアウトプットは絶対に出ない、100年先の時点でさえね
しかもILCは精密測定には向いているが到達エネルギーの最大値ではLHCと同程度なので、兆円単位の資金を投じてもノーベル賞クラスの発見の１個すら出ない可能性が極めて高い
巨大加速器なんて巨大な無駄の塊が欲しいというなら、地盤も安定しており国の数も多いヨーロッパに好きに作らせて、日本は測定器や超伝導磁石などを日本で製造して現物支給で貢献すれば良い
ヨーロッパも（そしてアメリカも）莫大な建設コストの割にノーベル賞クラスの発見は見込めないから日本に作らせたがっているというえげつない現実、
つまりお人好しの日本は狡猾なヨーロッパの連中からキャッシュカード代わりとして良い鴨にされているという冷酷な現実を日本国民はもっと認識すべきだね
そんな金があれば、レーザー加速技術の研究開発に60億などとケチなことを言わずもっと予算を投入して、桁違いにコンパクトで低価格の応用向け高エネルギー加速器の実用化を目指すべき
これができれば、将来的に日本の産業界や医療界の新たな飯の種となれるチャンスは十分にある ＩＬＣがノーベル賞微妙ならCERNの次期大型機も微妙なんだろうね
一応設計が始まってるらしいけど、あっちも金の負担で揉めるのかな 格段にエネルギーが上がらないとノーベル賞クラスの発見は難しいだろうな
いずれにしても電子というレプトン（現時点では真の基本粒子と認識）を使うILCは陽子というハドロン（複合粒子）を使うLHCと違って反応が綺麗なので
精密測定には遥かに向いているが、使用する粒子の静止質量がずっと軽いので到達エネルギーはLHCを上回れないか上回っても大したことはない
なので、LHCのエネルギーでは届かなかった画期的な新粒子の発見なんて大仕事はILCでは期待すべくもない そういうのは全部アメリカに任せときゃいいよ
日本はもうダメだ SDIのとき荷電粒子ビームも候補になってたから
国防総省も興味を持ってるんでないかな ノーベル賞は新規なことをやった創始者を見つけ出して賞を与えるが、
賞を取った人間が家元のようになってしまい、後は言わない方が良さそうだな。 中性子の発生コストを下げられたら、いろいろ応用が効くな >>75
いまのノートパソコン、という意味じゃね。
1970年代はデスクトップですら、大型機のターミナルという状況だった筈だよ。 ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
