Japan

東芝の技術がヒッグス粒子の発見に貢献

実験研究機関「CERN」と東芝

巨大な実験施設、LHC(Large Hadron Collider)

CERN大型ハドロン衝突型加速器遠景
CERN大型ハドロン衝突型加速器
(LHC:Large Hadron Collider)

CERNの位置

スイスの欧州合同原子核研究機構(CERN)にある全周約27kmに及ぶ円形トンネルの中で、加速され絞り込まれた直径約0.02mmの2本の陽子ビームを正確に正面衝突させて発生する様々な粒子を検出。実験結果の分析から、「ヒッグス粒子」の存在が確認されました。

粒子を検出する装置

このLHCの衝突点の一つで粒子を検出する「アトラス検出器」は、高さ22m、全長44m、重量7000tの巨大装置です。この検出器の中心には、発生した素粒子を選別するために必要な磁場を発生させる「粒子検出器用超伝導ソレノイド」が組み込まれています。
また、この検出器の前後には、陽子ビームを1点に絞り込むための「超伝導4極電磁石」設置されています。東芝の2つの装置がヒッグス粒子を発見する実験で重要な役割を果たしました。

実験装置「アトラス」と超伝導4極電磁石(MQX-A) 粒子検出用超伝導ソノレイドコイル
LHCに組み込まれた東芝製の電磁石。衝突点の前後にに組み込んで陽子ビームを1点に絞り込む「超伝導4極電磁石(MQX-A)」とアトラス検出器に組み込まれ、陽子ビームの衝突で発生した素粒子を選別する磁場を発生させる「粒子検出器用超伝導ソレノイド(ATLAS Central Solenoid)」

衝突させた陽子から発生したヒッグス粒子

「超伝導4極電磁石」で1点に絞り込まれた陽子の固まり(ビーム)同士を正面衝突させて発生させる素粒子を「粒子検出器用超伝導ソレノイド」が発生する磁場で選別します。この実験で発生した多数の素粒子の中からヒッグス粒子の存在が確認されました。

実験装置「アトラス」での陽子衝突実験模式図
髪の毛の5分の1ほどの直径まで絞り込まれた陽子ビームを正面衝突させて行われた実験で、ヒッグス粒子の存在が確認されました。

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