ILCがいらない理由がもう一つ2019年01月18日 01:36

ILCがいらない理由がもう一つ


セルンの次期巨大加速器構想は、まだ絵に描いた餅だ。

陽子と陽子をぶつけたりする前に、ILCのように、電子と陽電子をぶつけて、ピュアな観測結果を得ようとする仕掛けを作るらしい(FCC-eeというらしい)。

それが出来るのを待っているだけで、ILCは必要なくなるような気がする。

しかし、我が国では殆ど報じられていないんだが、セルン自身が、CLICというILCとよく似たプランを進めているのだ(略語も似てるんですけど・・・)。

(Compact Linear Collider)
https://en.wikipedia.org/wiki/Compact_Linear_Collider

「加速器の長さは11〜50 km」(自動翻訳のまま:以下同じ)

「CLICの調査は2012年に概念設計報告書(CDR)を作成し、2019年から2020年の粒子物理学のためのヨーロッパ戦略の次の更新のためのCLIC概念のための事例を提示するために取り組んでいます。」

巨大円形加速器の概念設計が今年だからな。

7年先行しているということになる。

「CLICは、3つの段階で、異なる重心エネルギー、すなわち380GeV、1.5TeV、および3TeVで構築されそして運転される」

これは、初期のILCの250GeVよりも大きい。

CLICの日本語版ウィキはないけど、ILCの中でちょこっと触れている。

(国際リニアコライダー:将来)
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9B%BD%E9%9A%9B%E3%83%AA%E3%83%8B%E3%82%A2%E3%82%B3%E3%83%A9%E3%82%A4%E3%83%80%E3%83%BC#%E5%B0%86%E6%9D%A5

「ILCとは別に、2ビーム加速方式と呼ばれる方法でより高いエネルギーへの到達を目指す、もう一つのリニアコライダー、CLIC計画の開発検討も、欧州を中心とするグループによって別途行われている。」

「リニアコライダー計画としての技術的成熟度では、ILCがCLICよりも数年以上先んじていることは、関係者の衆目の一致するところである。」

まあ、みているがいい。

我が国がILCにそっぽを向けば、CLICの風が勢いよく吹き始めるに違いない。

新しい物理学を拓くという観点からは、より高い3TeVを目指す点で、1歩先んじている(ILCは、最大でも1TeVまで)。

加速方法がユニークなので、技術的障壁が高いということなんだろうが、欧州は冷静な目でILCを巡る我が国の帰趨を見守っているのに違いないのだ。

ただし、建設のコストを見ると、費用対効果が高いとは必ずしも言えないかもな。

「長さが約11 km(7 mi)のCLICの最初の段階は、現在60〜70億CHFの費用で見積もられています。」(2017年現在)

70億スイスフランだと、今日のレートでは766,911,300,323.00 円(約7670億円)となり、ILCに匹敵する。

技術的なハードルもあるため、この見積もり自体が怪しい。

建設費の見積もりが下がることはない。

インフレとかは別にしても、雪だるまのように膨れ上がっていくのは目に見えている(えーと、雪だるまなら溶けることもあるんだがな・・・)。

まあ、どうでもいいんですが。

欧州は、したたかな戦略を組んで、世界と対峙している。

もちろん、ILCのメンバーだが、次の矢はしっかり番えている。

誘致に失敗したら、玉砕するしかない我が国とは異なる。

「CLICは30カ国以上にある70以上の研究所のグローバルプロジェクトです。」

ちょっとショボいけどな。

基礎科学からの米国の相対的な撤退(重力波検出とかありましたが)、中国の台頭、我が国の優柔不断を横目に見ながら、現実的なプロセスを進めている。

FCC-eeが現実になれば、逆にCLICがキャンセルされる話だってあるかも知れない。

CLICにとって、敵は身内にもいるのだ。

セルンにとっては、二重投資になるからな。

ただ、目指すパワーの違いもある。

時期をずらして、一時期に過剰投資になるのを避けるかもしれない。

中国の台頭にだけ目を奪われていると、老舗の戦略を見誤ることになる。

もちろん、欧州にとってもILCが現実化するのは好ましい話だ。

その分、FCCに注力できるからな。

そして、ILCの寿命が尽きるのを待って、CLICを起動することも出来るしな。

2015年に本格稼働に入ったLHCの寿命は、2035年ころといわれている。

その頃までに、CLICを稼働させ、時間を稼いでいるうちにFCCが出来上がるというわけだ。

CLICで成果を出せれば、FCCをじっくりと作り上げることが出来るからな。

何てったって、パワーは正義だ。

100TeVだからな(はっ、鼻血が・・・)。

加速器の世界は、ノーベル賞を巡る熾烈な争いだ。

線形加速器で、何か画期的な発見がなされるとは思えないけど、やってみなくちゃ分からないことだってある(そうなのかあ?)。

ヒッグス粒子が出てきちまった以上、次は暗黒物質でもたたき出すしかない。

標準理論をぶち破って、新しい物理学を作り上げるには、デカい加速器を作るに限る。

そのためには、標準理論に関わる測定の精度を限りなく高めていく必要もあるしな(たぶん)。

線形加速器によるレプトンの衝突実験は、その役割を果たすに違いない。

ひょっとしたら、瓢箪から駒という話だって、皆無とは言えない。

なんか、こう書いていると、線形加速器はババ抜きのババのような気がしてきた。

金はかかるし、成果は期待薄だし、しかし、どこかで誰かがやらなくっちゃならないし・・・。

地元への経済効果だけ見ている話とは、次元の違うところで、ビミョーな駆け引きがあったんだろう。

押し付け合って、誰も引き取り手がないところで、仕方なく引き受ける形をとれれば、CLICの株はあがるからな(そうなのかあ?)。

まあいい。

我が国で報道されないのは、この加速器の導入が、決して好評ではなく、競争になっていないところに原因があるのかもしれない。

やれやれ・・・。

浮沈子は、中の人でもないし、当事者から直接裏話を聞いたわけでもない。

報道とかを見て、テキトーに推測しているだけだ。

事実は、全く異なるのかもしれない。

が、まあ、それが明らかでない以上、いろいろ妄想に駆られながら、推測を楽しむというのも科学に親しむ手段かもな・・・。

二兎を追う者は二兎を得る?2019年01月18日 11:02

二兎を追う者は二兎を得る?


FCCの概念設計の発表を機に、いろいろ調べている。

またまたLCCとかいう3文字熟語(略語)が出てきて、大混乱だ。

(リニアコライダー・コラボレーション)
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AA%E3%83%8B%E3%82%A2%E3%82%B3%E3%83%A9%E3%82%A4%E3%83%80%E3%83%BC%E3%83%BB%E3%82%B3%E3%83%A9%E3%83%9C%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%82%B7%E3%83%A7%E3%83%B3

「直線型衝突加速器(リニアコライダー)の国際共同研究を推進するための組織」

「2013年2月、 国際リニアコライダー(ILC)とコンパクト・リニアコライダー(CLIC)を統合して発足した。」

業界団体の最たるもんだな。

この発足当時の記事が出ている。

(次世代直線型衝突加速器計画を推進する新組織「リニアコライダー・コラボレーション」発足 -ILCとCLICがひとつに-)
https://www.kek.jp/ja/newsroom/2013/02/22/0900/

「新たに設立された「リニアコライダー・コラボレーション(LCC)」は、欧州合同原子核研究機関(CERN)の大型ハドロンコライダー(LHC)実験を補完する、国際的な直線型衝突加速器の実現に向けた活動の調整と推進を担います。」

「ILCとCLICの2つのプロジェクトの目的は、類似していますが、異なる加速技術を用いており、さらに計画の成熟度には差があります。LCBの委員長として、両プロジェクトの進捗を見ることを楽しみにしています」

うーん、浮沈子的には、世界的に金がない中で、2つのプロジェクトを同時追求しようという虫のいい話に見えなくもない。

日本がILCにそっぽを向いたら、どうなっちまうんだろうか?。

環境が切迫してくれば、2つのプロジェクトを1つにするはめに追い込まれるのではないか。

そもそも、そうなってもいいような組織作りになっていて、共通部分の開発については切り離されている。

「遂行される研究領域に対応する3つの下部セクションが設置されています。」

・ILCセクション(米ブルックヘブン国立研究所)
・CLICセクション(CERN)
・物理・測定器セクション(東北大学)

カッコ内は、統括者の所属だが、意味深長な気がするな。

ILCが、そもそも米国マターであったことの名残りだ。

結局、米国が降りて、その尻拭いを我が国に押し付けようとしているようにも見える(そうなのかあ?)。

記事にもあるように、ヒッグス粒子の発見と、それを受けて精密測定の需要が喚起されたという背景があり、どちらの線形加速器も、そのエネルギー領域での早期稼働を目指す点では同じだ。

業界のホンネは、どうやらその辺りにあるらしい。

250GeVという、ILCの初期衝突エネルギーは、ギリギリの最小的妥協的産物なんだということも見えてきた。

CERNのLEPの衝突エネルギーが209GeVだったからな。

(Large Electron–Positron Collider:History)
https://en.wikipedia.org/wiki/Large_Electron%E2%80%93Positron_Collider#History

「2000年の終わりには、LEPコライダーのエネルギーは最終的に209 GeVに達しました。」(自動翻訳のまま:以下同じ)

新たに作られるILCが、これを下回るようなことは認められない。

衝突頻度の問題もある。

「円形コライダーでは、これらのバンチは反対方向にほぼ円形の形状を回って移動するため、何度も衝突する可能性があります。これにより、高速の衝突が可能になり、大量のデータの収集が容易になります。これは、精密な測定や非常にまれな崩壊の観察に重要です。しかし、束のエネルギーはシンクロトロン放射による損失のために制限されています。線形コライダーでは、粒子は直線的に移動するためシンクロトロン放射の影響を受けませんが、バンチを再利用することはできず、したがって大量のデータを収集することはより困難です。」

電子-陽電子衝突型加速器として、ILCはひと工夫している。

衝突頻度が円形加速器に比べて低いという点を補うために、蓄積リングや折り返しの仕組みを導入していたりするのだ。

ILCは、それなりによく考えられている。

まあ、どこに作っても、間違いのない施設には違いない。

総延長20km程度の初期型ILCが軌道に乗る頃には、CLICの話を本格化することが出来るという皮算用があるのかもしれないしな。

FCC-eeとの絡みもあるので、その辺りはビミョーだ(CLICの初期バージョンとほぼ同じエネルギーかつ円形加速器なので衝突頻度は高い)。

まあいい。

LCCは、二兎を追う組織だ。

上手くいけば、ILCとCLICの両方を作ることが出来る。

CLICの常電動2段階加速(っちゅーのかあ?)がこけても、FCC-eeでカバーできるし、さらに高いエネルギーを求めるなら、ILCを延長するという選択肢が残る。

CLICが大成功しそうなら、ILCとFCC-eeをキャンセルしてもいいかもしれない。

落としどころは複数あり、どう転んでもいいようになっている(たぶん)。

ヒッグス粒子の発見と、標準理論の限界突破という素粒子物理学の需要に後押しされて、巨大実験施設の建設に拍車がかかってきた感じだな。

いつか、どこかで、何らかの形で作られることは間違いない。

先立つものさえあれば、の話だけどな・・・。

二度に渡る米国の蹉跌とILCの行方2019年01月18日 17:26

二度に渡る米国の蹉跌とILCの行方


何から書こうか。

浮沈子がILCの帰趨について興味をそそられるのは、我が国の専門家コミュニティが拒絶するにもかかわらず、政府が決断を遅らせている理由だな。

資料がppt(パワーポイントファイル)で、ダウンロードが必要なんだが、その中にこんな記述があった。

「MEXT-DOE Discussion Group:
・2016年5月に文科省とDOE間で局長レベルをco-chairとするILCに関する日米Discussion Group を設置。
・カバナンス、経費分担なども議論のテーマであるが、まずは日米で共同でILCコスト削減の共同研究事業に着手することを決定。
・2016年10月の第2回会合で KEKとFNALの提案に基づき、ILCコスト削減に関する2つのテーマについての共同研究を開始。」

(基研研究会 素粒子物理学の進展2017
2017年 7月31日 - 8月4日
於 京都大学 基礎物理学研究所)
http://www2.yukawa.kyoto-u.ac.jp/~ppp.ws/PPP2017/program.html

「14:00 - 15:00 岡田 安弘 (KEK) ILC プロジェクト」

リンクをクリックすると、ファイルがダウンロードされる。

そう、ILCは、元々は米国のプロジェクトだったわけだ(そうなのかあ?)。

(What's New In the Next Linear Collider:)
http://www-project.slac.stanford.edu/lc/

「超伝導高周波技術を使用して次世代のリニアコライダーを追求するという決定に続いて、暖かい高周波電力供給システムを使用して次のリニアコライダー(NLC)の作業は中止されました。新しい国際機、国際リニアコライダー(ILC)は、アジア、ヨーロッパ、北米の共同チームの努力によって設計されます。」(自動翻訳のまま:以下同じ)

そもそも、NLCなんて、聞いたこともないけどな。

(The Next Accelerator for Revolutionizing Physics)
https://str.llnl.gov/str/VanBibber.html

2000年4月の記事だが、この頃は元気が良かったわけだ。

「NLCは、スタンフォード線形加速器センター(SLAC)、ローレンスリバモアおよびローレンスバークレー国立研究所、そしてフェルミ国立加速器研究所(FNALまたはFermilab)の4つのエネルギー省国立研究所の共同開発によって開発されています。」

結局、エネルギー省は、この計画を打ち切ったわけだ。

が、まあ、前身に当たるというのが、好意的表現というものだろう。

前身といえば、 TESLA (TeV Energy Superconducting Linear Accelerator) や我が国が関わっていたGlobal Linear Colliderもあるが、形になっているのはXeelと呼ばれる仕組みくらいらしい。

まあ、いずれにしても、米国独自でリニアコライダーを建設するという話は2000年代初頭に消えた。

消えた理由はよく分らないが、エネルギー省絡みでは、もっとド派手な玉砕の話があった。

(超伝導超大型加速器)
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%B6%85%E4%BC%9D%E5%B0%8E%E8%B6%85%E5%A4%A7%E5%9E%8B%E5%8A%A0%E9%80%9F%E5%99%A8

「1980年代に計画され、アメリカ合衆国のテキサス州ワクサハチー (Waxahachie) の地下に建造される予定であった超大型円形粒子加速器である。しかし、様々な問題が噴出して計画は頓挫した。」

当時の金で、20億ドルをぶち込んだ挙句、トンネルの一部を掘っただけで計画は中止。

計画当時14TeVといわれていたLHCの向こうを張って、40TeVをぶち上げたが、結局、撤退ということになった。

理由については、ぐちゃぐちゃ書いてある。

「当初計画の見直しにより経費が大幅に膨れ上がり、資金不足に陥って日本からの資金調達にも失敗した。その他、行政機構と物理学者の内部対立や、超伝導磁石の大量製造の困難など様々なトラブルを抱え込んで、批判が続出した。1992-93年にかけて議会で計画中止案が出され、クリントン政権下で可決された。」

経費の膨張と、政治的要素については、英語版の引用記事に詳しい。

(The Decline and Fall of the SSC
by John G. Cramer)
https://web.archive.org/web/19971010114852/http://www.npl.washington.edu/AV/altvw84.html

引用するとひどい目にあうぞと脅し文句が書いてあるので(?)、読んでいただくしかないが、もう、涙なしでは読めないな(そうかあ?)。

ヒッグス粒子を探索するという当初の目的は果たされず、セルンによって素粒子物理学の聖杯は奪われた。

しかもだ、このSSC自体が、とん挫した加速器プロジェクトの金を引き継いで始まったという。

(ISABELLE)
https://en.wikipedia.org/wiki/ISABELLE

「Brookhaven National Laboratoryで米国政府によって部分的に建設された200 + 200 GeV 陽子 - 陽子衝突ビーム粒子加速器でした。」

「超伝導磁石を用いた200 + 200GeVの陽子 - 陽子系となるはずでした。」

しかし、磁石は所期の能力を発揮することはできず、1978年に始まった建設はとん挫する。

1983年に、イザベルは中止され、その施設は2000年にRelativistic Heavy Ion Collider (RHIC)の建設に活用された。

(RHIC)
https://ja.wikipedia.org/wiki/RHIC

「アメリカが運営している唯一の加速器でもある。」

なぜ、米国は次々と加速器の開発に失敗し続けたのか。

原因は様々だろうが、浮沈子的には、理由はハッキリしていると思うんだがな。

米国は、宇宙開発の方を選択したわけだ。

基礎科学の分野で莫大な投資を行って何かを得ることよりも、同じ金を宇宙にばらまいた方が得策だと思ったわけだ。

特に、地中にトンネル掘って、誰にも見ることが出来ない実験施設を作るなんていうのは、民意を得にくいというわけだな。

この傾向は、最近益々顕著になってきているかもしれない。

もう、巨大加速器なんて、米国では二度と作ることはできないだろう(そうかあ?)。

他人事ではない。

我が国にお鉢が回ってきそうなILCだって、同業他者(?)から総スカン食らってるしな。

悲惨な状況の米国の下請けとして、干されたスルメのようなILC250(現在導入が検討されている縮小版)を食うべきかどうか。

浮沈子は、そんなもんはいらないと突っぱねるのが正解だと思ってるがな。

やりたいと手を挙げている欧州があるわけだからな(CLICですけど)。

リニアコライダーの長所とされている拡張性も、こういう状況では仇になる。

小さく導入されて、後年度負担が増えるというお荷物になりかねないからな。

中国だって、米国のように、宇宙開発と巨大基礎科学実験装置の二足の草鞋を履くかどうかは分からない。

ポピュリズムとは無縁なようで、共産党は、意外と気にするだろうしな。

周りの国がおだてて、その気にさせておけなければ、気付いて止めちまうかもしれないしな。

まあ、どうでもいいんですが。

いろいろ調べていくと、ILCの話は、様々な過去のいきさつを引きずり、将来に渡る問題を抱えていることが見えてくる。

基礎科学の探求は大切だし、その成果が直ちに出ることはなくても、一定程度の投資を継続することが必要だ。

時間が掛かるのは仕方ない。

各国が、よく調整して、特定の国や地域の負担に偏らない仕組みと、成果の公平な評価を行うように気配りをしなければならない。

中国も、そろそろ、そういう点に気付いてもいいような気がするんだがな。

世界最大の加速器作って、ノーベル賞独占して、世界の一流国に成りたがっているようじゃあ、先が思いやられるからな。

我が国の場合は、米国との関係で、ひょっとしたら政治決断するかもしれない。

核融合のイータを欧州に持っていかれた苦い経験もあるしな。

出費覚悟で引き受けるという選択もあり得る。

日米関係全体の枠組みの中での取引材料に出来るかもしれないからな。

貿易交渉とかと絡めて、戦略的に動く必要があるかもしれない(1兆円くらい浮かせられれば、引き受けてもいいかも!?)。

まあいい。

米国が加速器建設というビッグサイエンスを蹴った話は分かった。

現在の流れを見る限り、おそらく今世紀中に戻ってくることはできないだろう。

宇宙開発に無我夢中だからな。

まあ、22世紀くらいになれば、火星の赤道を一周するくらいの加速器を作る可能性はゼロじゃない。

21世紀の恨みは、22世紀で晴らしてもらうしかない。

我が国に押し付けるのだけは、御免被りたいところだな・・・。

10億円の衛星放出機構2019年01月18日 22:12

10億円の衛星放出機構


(イプシロンロケット:他の固体燃料ロケットとの比較)
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A4%E3%83%97%E3%82%B7%E3%83%AD%E3%83%B3%E3%83%AD%E3%82%B1%E3%83%83%E3%83%88#%E4%BB%96%E3%81%AE%E5%9B%BA%E4%BD%93%E7%87%83%E6%96%99%E3%83%AD%E3%82%B1%E3%83%83%E3%83%88%E3%81%A8%E3%81%AE%E6%AF%94%E8%BC%83

「型式:イプシロン3号機
打ち上げ費用:45億円」

(イプシロン打ち上げ成功 人工流れ星衛星など全7基を軌道投入)
https://www.sankeibiz.jp/macro/news/190118/mca1901181322016-n1.htm

「4号機の打ち上げ費用は55億円。」

(固体燃料ロケットをなぜ作り続けるのか)
http://kfujito2.asablo.jp/blog/2019/01/14/9025063

「新規開発要素は、1段目から3段目にはない。
衛星保持分離ステージのみだ。
その推進機構も弄らない。
ほぼ、吊るしの状態で打ち上げられる。」

浮沈子は、何か間違っているのだろうか?。

衛星分離機構に、10億円が掛かっていることになる。

まあ、特殊な一品物だし、初物だし、開発費込みだから仕方ないのかもしれないが、高い買い物だな。

スペースXのフェアリングが、片側3億円、両方で6億円といわれているから、そのくらいしても仕方ないのかもしれない。

そういうのと比べれば、ロケットラボのエレクトロンがロケット丸ごとで6億円というのは安いと感じる。

が、まあ、無事に上がって何よりだ。

この費用をどう見るかは別にして、打ち上げが成功しなければ話にならないからな。

衛星の詳しいことは知らないから、別の記事を見てもらうしかない(どっかで引用した気もしているんだが、よく読んでいないし、興味もないので忘れた)。

H3ロケットの固体燃料ブースターとの共用が出来れば、30億円になるといわれるが、まあ、三菱に高く売りつければ済む話だ(そういうことかあ?)。

そうでもしなければ、殆ど半額に近い値段にすることはできない。

H3は、50億円で上げるといっているが、それはブースターが付かない、エンジン3個仕様の時だけの話だ。

ブースターの値段を30億円くらいにすれば、IHIが上げるイプシロンは、25億円引きに出来るかもしれない。

つーことは、つまり、現行のH2Aと同じペイロードを打ち上げる時には、105億円かかるということになる(メインエンジンが2個に減るから、その分(5億円といわれている)が安くなる程度だ)。

やれやれ・・・。

この計算は、もちろんテキトーだが、今までJAXAが言ってきたこととは矛盾しない。

素のH3を50億円で上げるということ、イプシロンを30億円で上げること、今回の打ち上げが55億円掛かっていることの全ての要素を満足する(そうなのかあ?)。

まあ、どうでもいいんですが。

複雑な衛星分離機構を伴わない、オプションの4段目もない仕様なら、もっと安くできるのかもしれない。

3号機から、4段目(ざっくり5億円)を差し引けば、コストは40億円となり、10億円を削減すればいいことになる(実際に、それで衛星上げるわけじゃあないだろうけど)。

三菱に売りつける価格も、20億円くらいに出来るかもしれない。

そうすれば、ブースター2本付けたH3の打ち上げ価格は85億円になる。

H2Aの打ち上げ価格はざっくり100億円だから、コスト削減につながるわけだ(開発費を償却するころには、次の基幹ロケットを開発しなければならんだろうけどな)。

まあいい。

それにしても、今回の打ち上げは、過去3回のどれよりも高い。

コスト管理は、しっかりしているだろうから、無駄遣いとは言わない。

7機もの衛星を打ち上げたわけで、1機当たりの負担は、大きさの違いがあるにしても、従来よりは小さい。

4段目を付けたことで、軌道投入精度も確保できているしな(未確認)。

ある程度は、異なる軌道高度に配置することも出来る(今回も、ちょっとずつ変えているようです)。

打ち上げのバリエーション展開を考えれば、複数の衛星を纏めて打ち上げられる仕掛けは、これからの衛星打ち上げロケットの必須科目だ。

まあ、基幹ロケットへの相乗りは、従来から行っていたわけだしな。

ISSからの放出という手もあるし、エレクトロンのような、専用のロケットも出てきた。

しかし、何といっても、ファルコン9とか、PSLVで何十機と纏めて打ち上げるのが、数的には主流になるだろう(たぶん)。

その、隙間を埋める需要がどれくらいあるのかは知らない。

それを当て込んでの、今回の打ち上げなら、商売としては割高になる話だな。

10億円の衛星放出機構が、お役立ちになることを願ってやまない・・・。