女子高校生チームがCERNで素粒子実験に挑戦し快挙を達成

日本初の女子高校生チーム、CERNでの素粒子実験に挑戦

2024年9月11日から9月25日まで、5人の女子高校生から成るチーム『Sakura Particles』が、スイス・ジュネーブにある世界最大の加速器施設CERNで素粒子実験を行いました。このプロジェクトは、CERNが主催する高校生向けコンテスト「Beamline for Schools」において最優秀賞を受賞したことにより実現したもので、日本の中高生がこのような国際的な舞台で実験を行うのは初めてのことで、注目を集めています。

Sakura Particlesのメンバー紹介

Sakura Particlesのメンバーは以下の通りです：

- 松下千穂里（女子学院高等学校・高校2年生）：リーダーとして、宇宙線シャワーの観測に取り組み、複数のコンペティションで受賞歴があります。
- 貫輪美博（埼玉県立川越女子高等学校・既卒）：高校生時代からがん治療に関連した線量分布測定に携わり、さらなる研究を推進しています。
- 澤井愛実（神奈川県立川和高等学校・高校3年生）：霧箱を用いた放射線の自動撮像を開発し、既にいくつかの賞を受賞しています。
- 佐々木柚榎（大阪府立北野高等学校・高校1年生）：宇宙線と地磁気データの相関を研究し、優秀賞を獲得した実績があります。
- 跡部蒼（順天高等学校・高校2年生）：共同研究として雷雲からのガンマ線観測を行っています。

このチームは、加速キッチン合同会社からの支援を受けており、現地には引率者として田中香津生氏とメンターの河野理夏子氏が同行しました。

研究内容：宇宙線イメージング検出器

今回の実験では、チームが自作した宇宙線の2次元イメージング検出器の性能を評価しました。この技術は、「ミュオグラフィ」という宇宙から降り注ぐ高エネルギーのミュー粒子を使用して、大型構造物の内部を透視することを目的としています。一般的なイメージング検出器は高額で大型ですが、Sakura Particlesは独自の工夫を凝らすことで、低コストで制作することに成功しました。

CERNでは、高エネルギーのミュー粒子を生成し、開発した検出器に照射することで、2次元方向のイメージング性能を検証しました。実験内容には、チーム全体でのデータ解析や、他チームとの協議も含まれており、参加生徒たちが積極的に学び合いました。

実験の成果と今後の計画

滞在期間中の具体的なスケジュールには、施設見学やデータ解析の練習、記念式典でのプレゼンテーションなど,様々な活動が含まれています。実験の結果、ビームによる13点への照射を行い、そのうち6点で現地解析を通じてビームの位置を正確に再構成することに成功しました。そして残りのデータは帰国後にさらに詳しく解析する予定です。

今後は、物理教育関連の雑誌への論文投稿や、地球物理学連合でのポスター発表など、さらなる活動が予定されています。Sakura Particlesの取り組みは、加速キッチンのウェブサイトやSNSを通じて広く紹介されることでしょう。これからの成長が楽しみです。