2023年11月25日土曜日

アマテラス粒子

観測史上2番目にエネルギーの高い宇宙線が見つかったというニュース。11月24日のサイエンスオンラインに論文が掲載されるはずだけれど,まだ見当たらない。

実験史上最大というプレスリリースになっているのは,米国ユタ州のテレスコープアレイ実験(2008-,760㎢に1.2km間隔で507台の大気チェレンコフカウンターを並べた装置)においてという意味だ。これまでに観測された史上最大エネルギーの宇宙線は,同じユタ州のダグウェイ実験場で1991年に見つかった,オーマイゴッド粒子だ。そのエネルギーは,3.2±0.9 × 10^20 eV = 320 EeV(エクサ電子ボルト)= 51 J(ジュール)である。

今回,大阪公立大学や東京大学宇宙線研究所などのメンバーを含む国際共同実験チームが見つけた宇宙線は,アマテラス粒子と命名され,そのエネルギーは 244 EeV = 38 J である。これがマスコミに報道されるとき,40Wの電球を1秒点灯させるだけのエネルギーというのはOKだけれど,1gで地球を破壊するほどのエネルギーだという例えに引っかかった。

この宇宙線の正体となる粒子が何であるか(粒子1個の質量)がわからなければ,1gに相当する粒子数が定まらない。とりあえず,銀河宇宙線の大半を占める陽子だとすると,質量は,1.67 × 10^-27 kg なので,6 × 10^23 個分にあたる。1g 分のアマテラス粒子群全体の持つエネルギーは,2.4 × 10^25 J なのだけれど,これで地球は破壊できるのだろうか。

広島に投下されたリトルボーイのエネルギーは,7 × 10^16 J らしいので,3億個の広島型原爆を落とされたことになる。また,チクシュルーブ・クレーターを作って恐竜を絶滅させたといわれる直径10km,速度20km/sの小惑星は,リトルボーイの1億倍のエネルギーに相当するので,この小惑星衝突の3個分のエネルギーに相当する。この表現のほうがわかりやすかっただろうか?

宇宙線研究所のプレスリリースには共同実験代表者の荻尾彰一さんの写真が大きく載っていた。彼は,大阪市立大学時代には物理教育学会近畿支部長を務められ,いろいろとお世話になったのだった。


図:大阪公立大学のプレスリリースから引用(©Ryuunosuke Takeshige)


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