中国がついにブラックホールも生成へ？　世界最大の加速器を計画、引き離される日本

7/31(月) 10:00配信産経新聞

中国がついにブラックホールも生成へ？　世界最大の加速器を計画、引き離される日本

中国で建設が進む加速器の１つである「核破砕中性子源加速器」＝広東省東莞（中国科学院高能物理研究所の資料より）（写真：産経新聞）

　科学技術の躍進が続く中国で、世界最大の円形加速器を建設する動きが本格化している。計画通り２０４０年に本格稼働すれば、現代物理学への大きな貢献が期待されるが、実験の副産物としてミニブラックホールが生じる見込みもあるのだとか。専門家は「心配ない」と断言するが、そこは何事もダイナミックな中国のこと。どうしても一抹の不安を抱いてしまう…。

　日本や中国の専門家によると、世界最大の加速器は中国科学院（ＣＡＳ）の高能物理研究所が建設を目指している実験施設で、「ＳＰＰＣ」と呼ばれている。ＳＰＰＣとはスーパー・プロトン・プロトン・コライダー（ｓｕｐｅｒ　ｐｒｏｔｏｎ　ｐｒｏｔｏｎ　ｃｏｌｌｉｄｅｒ）の略で、プロトンは原子核を構成する陽子を、コライダーは加速器を意味する。周長は検討中だが最短でも５７キロに達し、中には１００キロを目指す動きもあるようだ。

　現時点で世界最大の円形加速器は欧州合同原子核研究所（ＣＥＲＮ、スイス）が運転する「ＬＨＣ（大型ハドロン衝突型加速器）」で、万物に重さを与える「ヒッグス粒子」を発見したことでも知られる。ＬＨＣの周長はＪＲ山手線にほぼ匹敵する２７キロで十分大きいが、中国のＳＰＰＣは最短でも２倍以上。周長が１００キロともなれば加速器の直径は約３０キロにも達し、東京２３区がすっぽりと入ってしまう、とてつもない大きさだ。

　ＳＰＰＣとＬＨＣのいずれも、非常に小さな粒である陽子をほぼ光速まで加速し、互いに衝突させることで生じた現象を観測する。ＬＨＣは１３兆電子ボルトという非常に高いエネルギーで陽子同士を衝突させるが、ＳＰＰＣが目指すのは４倍近い５０兆電子ボルトという段違いのエネルギーだ。人類にとっては未知の領域で、実験によって新しい物理学の地平が切り開かれると見てよいだろう。

　ここで一つ思い出されるのが、ＬＨＣが２００８年に稼働を始めたころに「地球が飲み込まれてしまうのでは」と一部で懸念された「ミニブラックホール」の発生だ。結局のところ今に至るまで地球は健在だが、中国のＳＰＰＣはＬＨＣの４倍近いエネルギーを出す。その分だけミニブラックホールが生じる可能性は高いようだが、高エネルギー加速器研究機構（ＫＥＫ）の黒川真一名誉教授は「まったく問題ない」と一笑に付す。黒川氏によれば、仮に発生したとしても極めて小さく、ほとんど一瞬で消滅してしまうのだという。中国発のブラックホールにわれわれが飲み込まれるという悪夢は、杞憂（きゆう）のようだ。

　ＳＰＰＣはまだ検討段階で、順調にいけば２０２１年にも建設が始まるとのこと。２７年に初期の運用段階に入り、４０年の本格稼働を目指している。建設の候補地は北京から東へ３００キロほど離れた秦皇島（しんこうとう）という名の地方都市。万里の長城の東端である山海関に近く、渤海に面したこの場所が、将来は世界中の研究者が集まる物理学の中心拠点となるかもしれない。ただ、ＳＰＰＣは建設が容易ではないのも事実だ。長大なトンネルは直径７メートルで、深さ５０～１００メートルの地下に掘られる。陽子のビームを円形の軌道に合わせて曲げるためには、ＬＨＣの２倍近い１５０キロガウスもの強さを持つ超電導磁石を何千個も大量生産して並べねばならない。これは大変な作業だ。

　建設に関わる予算は２００億元（約３２００億円）と見積もられているが、これで収まる保証はない。しかも、この金額は周長が５７キロの場合とみられ、１００キロに拡大した場合はさらに多額となるだろう。そのため、建設をめぐっては異論もあり、ノーベル物理学賞を１９５７年に受賞した中国物理学界の重鎮である楊振寧氏が「他にお金を使うべきだ」と反対意見を表明。これに対し、計画を進める高能物理研究所の所長が「ＳＰＰＣは多くの人材を集め、オリジナリティーのある研究につながる」などと反論する事態となった。建設が本当に始まるのか、まだはっきりとは見通せないのが実情だ。

　現在、日本の主な大型加速器としては高エネ研の「スーパーＫＥＫＢ」（茨城県）や高エネ研と日本原子力研究開発機構が共同運営する「Ｊ－ＰＡＲＣ」（同）、理化学研究所の「スプリング８」（兵庫県）や日本初の新元素ニホニウムが作られた「ＲＩビームファクトリー」（埼玉県）などが知られる。このほか、岩手・宮城両県にまたがる北上山地に直線状の大型加速器「国際リニアコライダー（ＩＬＣ）」を誘致する計画もあるが、参加各国で分担する１兆円近い建設費が最大の課題となっている。そのため、加速器の全長を当初の３１キロから２０キロへと大幅に縮小する案が浮上。この場合、加速器のエネルギーが半分に落ちてしまうため、計画していた実験の一部ができなくなるという。

　中国が計画を進める加速器はＳＰＰＣだけではない。例えば高能物理研究所が広東省東莞（とうかん）に建設中の「核破砕中性子源加速器」は間もなく完成し、生命や材料科学、医薬品や国防研究などに用いられる。日本の次世代加速器計画が不透明になっているのを尻目に、積極的に前進しようとする中国。このままいけば、ＳＰＰＣが本格稼働した二十数年後には中国が物理学における世界の中心となり、自国の研究者が秦皇島詣でをする日本の影は、薄くなっていても不思議ではない。（科学部　小野晋史）

2017.08