ノーベル賞の梶田教授　とらえた「幽霊粒子」　半世紀の謎を解明、宇宙形成に迫る (1/2)

ノーベル物理学賞に輝いた東大宇宙線研究所の梶田隆章教授（56）は、素粒子ニュートリノに質量があることを証明し、半世紀近くに及ぶ大きな謎を解き明かした。

　ノーベル物理学賞に輝いた東大宇宙線研究所の梶田隆章教授（56）は、素粒子ニュートリノに質量があることを証明し、半世紀近くに及ぶ大きな謎を解き明かした。物質や宇宙の成り立ちに迫る新たな研究の扉を開く成果で、素粒子物理学の飛躍的な発展をもたらした。

ノーベル物理学賞に決まり、笑顔で記者会見する梶田隆章・東京大宇宙線研究所長＝6日夜、東京都文京区の東京大

　ニュートリノは物質を構成する最小単位である素粒子の一つだが、他の粒子と違って謎だらけの存在だ。電子などと違って電気を帯びていないため、他の物質とほとんど反応せず、地球も通り抜けてしまう。観測でとらえるのは非常に困難で、「幽霊粒子」と呼ばれることもある。

　1956年の発見以来、大きな謎だったのは質量の有無だ。ニュートリノは電子型、ミュー型、タウ型の3種類があり、飛行中に別のタイプに変身する不思議な性質がある。「振動現象」と呼ばれるもので、これが確認できればニュートリノに質量があることの証拠になる。

　振動現象は昭和37（1962）年に名古屋大の坂田昌一博士らが理論的に存在を予言した。だが観測による裏付けはなく、素粒子物理学の基本法則である標準理論では、ニュートリノに質量はないとされてきた。もし質量が見つかれば、新たな物理学の誕生につながる重大な意味を持つ。

　この大問題に決着をつけたのが梶田氏だ。

　最初の舞台は、2002年にノーベル賞を受けた小柴昌俊氏が岐阜県飛騨市神岡町の地下鉱山跡に建設した観測施設「カミオカンデ」。放射線の一種である宇宙線が地球に降り注ぐ際に、大気中の原子核とぶつかって生成される「大気ニュートリノ」を観測したところ、ミュー型の数が理論的な予測の60％しか検出されない「異常」を見いだし、昭和63年に論文を発表した。

　これは残りの40％が振動現象によってタウ型に変身したことが原因だったが、カミオカンデの性能では十分に解明できなかった。