＜ニュートリノ＞未確認の「変化」発見　宇宙誕生の謎解明へ

ニュートリノ振動のパターン

　高エネルギー加速器研究機構（茨城県）や京都大、東京大など１１カ国の国際研究チームは１９日、素粒子のニュートリノが「ミュー型」から「電子型」に変化する現象を世界で初めて発見したと発表した。この変化は「ニュートリノ振動」と呼ばれ、観測が難しく未確認だった最後の１通りの変化を実験で確認した。宇宙の誕生で決定的な役割を果たしたとされる物理現象「ＣＰ対称性の破れ」を解明する鍵となる成果だという。

【画像】スーパーカミオカンデによる電子型ニュートリノの観測例

　ストックホルムで開催中の欧州物理学会で同日、発表された。

　ニュートリノは電子型、ミュー型、タウ型の３種類があり、互いに別の型に変化し続けている。ミュー型から電子型への変化は、実験で確認可能な変化のパターン４通りの中で唯一未確認で、２０１１年に国際チームが発見の兆候をとらえ、１２年に中国などのチームも間接的な方法で確認したと発表するなど、研究が続いてきた。

　国際チームは、大強度陽子加速器施設「Ｊ−ＰＡＲＣ」（同県東海村、５月の放射能漏れ事故で停止中）で大量のミュー型を作り、約２９５キロ離れた東大の観測装置「スーパーカミオカンデ」（岐阜県飛騨市）へ向けて発射。旧神岡鉱山の地下水槽（直径、高さ各４０メートル）で、ニュートリノが水中を通ることで出るかすかな光（チェレンコフ光）を検出し、到着までに電子型に変化した割合を調べた。

　実験は東日本大震災による施設被災で一時中断したが、１０年１月から今年４月の間に神岡で５３２個のニュートリノを検出し、うち２８個が電子型と分かった。日本列島の地下を横断するうちに電子型に変化したものを９９・９９９９％以上の確率で他起源のものと見分けることができ、学問的に「発見」と認定した。

　同機構の小林隆教授は「最後まで未解明だったニュートリノ振動が明らかになり『ＣＰ対称性の破れ』探索の可能性が開けた。さらに１０倍ほど実験データを蓄積し、精度を高めたい」と話している。【野田武】