宇宙から降り注ぐ「コズミックレイ」の謎を解明

飛んでくる宇宙線とは

宇宙線（コズミックレイ）とは、宇宙空間から地球に飛んでくる高エネルギーの粒子のことです。宇宙線が地球の大気に突入すると、わずか1粒の粒子が数千億から数兆個まで連鎖的に増えながら広がる、「空気シャワー」という現象が起こります。この現象によって大気中で発生する微弱な光を望遠鏡で観測し、宇宙線のエネルギーや飛んできた方向を調べる研究が進んでいます。

宇宙線を正しく測るカギは「大気の見え方」

空気シャワーの微弱な光は大気中を数十kmにわたって進むため、途中でちりや微粒子（エアロゾル）によって光が散乱すると、望遠鏡に届く光の量が本来より暗く変化してしまいます。その影響を考慮しなければ、観測する光のエネルギー量を見誤る可能性があります。
そこで重要になるのが、大気の透明度を測定する研究です。アメリカ・ユタ州の荒野に設置された宇宙線観測施設では、南北約100km、東西約50kmにわたる広大なエリアに検出器を配置し、大気透明度を測定するレーザー観測システムが構築されています。上空へレーザーを照射し、その光が大気中で散乱する様子を蛍光望遠鏡で観測します。1年に及ぶ観測とデータの解析により、大気の濁りの代表的な値VAOD≒0.04を求めました。これは地上における20km遠方の上空5kmからだと約84％の光が届くということを示します。この結果は、宇宙線観測の基礎情報として活用されることが期待されます。

見えない宇宙線を“体感”する時代へ

宇宙線は世界的に重要な研究テーマですが、日本では認知度が低いのが実情です。そこで、英語の「コズミックレイ」というキャッチーな呼び方を用いながら、ユーチューバーと連携した研究内容の発信や、空気シャワーの現象を体感できるVRソフトを科学館や万博で公開する活動が行われています。空気シャワーを低コストかつ少ない手間で観測できる検出器を開発するなど、研究の裾野を広げるための取り組みも精力的に進められています。

※夢ナビ講義は各講師の見解にもとづく講義内容としてご理解ください。

※夢ナビ講義の内容に関するお問い合わせには対応しておりません。

先生情報 / 大学情報

信州大学工学部電子情報システム工学科助教冨田孝幸先生

興味が湧いてきたら、この学問がオススメ！

宇宙線物理学

メッセージ

大学選びのカギは、「今の自分の興味」を信じることです。興味はこれから変わっていくものでもあり、18歳で人生のすべてを決めるのは困難です。まずは今、「面白そう」と思うことに挑戦してみましょう。学んでみないと、それが本当に自分に合っているかどうかわかりません。違うと感じたら、途中で方向を変えても構いません。大学にはさまざまな分野があり、学びの中で新しい興味に出会います。大切なのは、一度選んだ道に縛られ過ぎず、その時々の自分の選択を受け入れながら進んでいくことです。

信州大学に関心を持ったあなたは

信州大学は、人文・教育・経法・理学・医学・工学・農学・繊維の8学部からなり、すべての学部に大学院が設置されています。教員は約1千人、在学生数は約1万1千人で、世界各国からの留学生約400人も意欲的に学んでいます。
松本、長野、上田、伊那に位置するいずれのキャンパスも、美しい山々に囲まれ、恵まれた自然のもと、勉学にも、人間形成の場としても、またスポーツを楽しむにも最適の環境にあります。さらに、地域との連携がきわめて良好であり、地域に根ざした大学としての特色も発揮しています。