受賞理由
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ニュートリノ振動現象の発見
2015年ノーベル物理学賞を受賞される梶田隆章先生に心からお祝い申し上げます。
今回の授賞は「ニュートリノが質量を持つ事を示す、ニュートリノ振動現象の発見」が理由とされました。ニュートリノ振動の発見は、大気ニュートリノの観測データが用いられました。宇宙から地球に降り注ぐ陽子などが大気中の原子核と衝突することにより、地球上の全ての大気中で大気ニュートリノは生まれます。スーパーカミオカンデ実験による、比較的高いエネルギー（※1）の大気ニュートリノの観測データにおいて、地球の裏側から約1万キロメートルの長い距離を飛行してきた上向きのミュー型ニュートリノの数が、下向き（地球上空から10キロメートル程度の短い距離を飛行してきたもの）の半分しか観測されませんでした。これが、ミュー型ニュートリノが飛行した距離によって数が変化している（つまり振動している）ことを示す決定的な証拠となったのです。
スーパーカミオカンデ実験開始当初は、コラボレーター内において日本と米国２つの研究者グループがデータ解析の競争をしていました。当時の、早くかつ正確に解析結果を出すプレッシャーは相当厳しいものでした。日本では梶田先生が解析グループのリーダーを務められました。その際に、比較的高いエネルギーのニュートリノが水と衝突した際にはじき出されるミューオンが、水槽の外に飛び出してしまうイベント（Partially Contained event, PC）を使うことを梶田先生が強く主張されていたことを覚えています。PCイベントは膨大なバックグラウンドから選びだすのが難しく、選び出す条件の開発は時間のかかるものだったのですが、地道に進められました。実験開始から約2年後に、PCの観測結果を始めて見た時の事が強く印象に残っています。明解に、確実に、上向きのミュー型ニュートリノが半分に減っていることを示すものでした。（右図）
右図：観測された比較的エネルギーの高いミュー型ニュートリノの方向分布。PCも含む。下向きが256個観測されたのに対して、上向きのミュー型ニュートリノが139と半分に減っていることがわかる。四角はニュートリノ振動がない場合の予想値を示す。1998年の高山で行われたニュートリノ国際会議で梶田先生が発表されたスライドから転用。
梶田先生がスーパーカミオカンデ実験グループを代表してこの成果を世に発表したのは、1998年の高山で行われた国際会議でした。発表の最後のスライドには”Evidence for νμ oscillation”、日本語に直すと「ミュー型ニュートリノの振動の証拠」と書かれ、何百人という世界中の研究者が総立ちになり拍手喝采となりました。私はこのような事を見たのは後にも先にもありません。それほどニュートリノ振動の証拠を示した観測結果が高く評価され、また確実な結果として受け入れられたのだと思います。
2015年10月6日の夕方、ノーベル賞発表の瞬間に神岡宇宙素粒子研究施設では大学院生の歓声があがりました。施設やスーパーカミオカンデ関係者が長い間待ち望んでいたニュースでした。
（※1）陽子の質量に相当する１GeV程度よりも高いエネルギー
東京大学宇宙線研究所
神岡宇宙素粒子研究施設
塩澤眞人
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