ATLAS at Anywhere (旧 ATLAS at Osaka)

10の34乗

ミーティングのために来ているニューヨークのことばかりここ数回書いていましたが,LHCでは一つのマイストーンを達成しました。

現地時間の日曜にルミノシティが1×10^34に到達しました。ATLASとCMSのオンラインの測定では差があってATLASのほうが1割くらい高く出ているという問題があるのですが,ATLASでは1.07×10^34でした。2009年に本格稼働して以来7年目にして設計値に到達しました。これでもまだバンチ数が設計値に到達していないので,もっとルミノシティを高くできる余地があります。素晴らしいですね。

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窓からの眺めとか

滅多に来ることのないニューヨーク。その滞在先はニューヨーク大学の宿舎。大学自体もマンハッタンのど真ん中に散らばっているのですが,私が滞在している宿舎も同じエリア。しかも高層の建物で私の部屋は23階。眺めがよいので珍しく昨日は写真を撮ってみました。普段使っているMacのPhotoBoothなので画質はダメダメですが,まあ雰囲気だけ味わってください。
vew_fromNYUdorm.jpg
マンハッタンの高層ビルがよく見えて,真ん中あたりに写っているのはアメリカ一高い(?)ワールドトレードセンターではないかと思います。

なんてことを書くと,優雅な生活を送っているかと思われそうですが,ニューヨークの物価が高くてホテルに泊まれないので大学の宿舎に滞在しています。眺めだけはよいのですが,バストイレは隣室の人と共同。部屋そのものも2人部屋のツインで,今は1人で使っているからいいですが,誰かが押し込まれると1部屋を見知らぬ人とシェアしなければなりません。バストイレも日本ではありえないくらい使い勝手が悪くまた清潔感もありません。民間企業ではなく大学の宿舎ということもあり,日本人の相場観からいうと一泊1000円か2000円くらいの施設ですが,そのお値段なんと...具体的な数字は伏せますが,一桁近く違うだろうという感じです。

マンハッタンという土地柄仕方ないのかもしれませんが,欧米に出張に来て思うのは,日本の物価の安さが際立っているというか,昔に比べて相対的に円が弱すぎるというか,日本国内の輸出企業はいいのかもしれませんが,とにかく生活していく上での物価の違いに驚きます。いつもジュネーブの物価は日本の2倍と考えていますが,物価が高いと言われているジュネーブだけでなく,欧米だとどこに行っても日本よりも5割程度は物価が高い感じがします。

おっと,窓からの眺めから昨日の地下鉄移動のことを書こうと思っていたのですが,違う方向へ進んでしまいました。で,話は地下鉄のことですが,昨日のエントリーで地下鉄の乗り継ぎに苦労したと書きました。その話をミーティングの参加者たちとしたら多くの人が同じことを言っていて,それもそのはず,昨日はE線の経路が変わって通常とは違う経路を通ったのだそうです。日本では考えられないですね。東京発の中央線が山手線経由で新宿から西へ向かう,大げさに言うとそんな感じの変更だったのです。

どうりでE線を降車したあと,次の6線の目指していた駅がないはずです。。私はスマホのような文明の利器を持っていないので,見知らぬ土地へ行くときはその経路を地図も含めて頭の中に叩き込んでいきます。けど,昨日は通りの名前が自分の記憶している通りと全然違っていたので,なんか変だなぁと思いつつ,方向だけ間違わないようにウロウロ歩き回ったところ,当初目指していたのとは違った6線の駅を見つけた,というのが後から地図を見て得られた結論でした。

おそるべしニューヨークの地下鉄の巻でした。

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ニューヨークへの移動

昨日,というか日本時間では一昨日の土曜に高エネルギー委員会があり東大にてそれに出席。ゆるゆるとした進行でしたが,忌憚なき意見交換というか高エネルギー業界に関する雑談ができました。

そして今日,日本時間では日曜から月曜にかけて,はニューヨークへの移動でした。アメリカで私が出張するとしたら,最近はアメリカ自体多くありませんが,Fermilab,SLAC,LBLあたりがよく行きそうなところですが,ニューヨークへの出張は初めてな気がします。プリンストンでポスドクをやっていた頃,ほとんどは実験現場であるKEKにいたのですが,それでもプリンストンに少しはいたときがあり,そのときに何度か日帰りで観光に来て以来だと思います。ということは10年,いや,15年近く前に来て以来ということになります。

そのニューヨークへの移動ですが,JFK空港までは直行便があるので何の問題もありませんでした。問題はその先で,私の滞在先はニューヨーク大学のドミトリーなのですが,空港からそこまでどうやって行こうか迷った末に結局,電車+地下鉄を使いました。楽な順番だとタクシー>乗り合いタクシー>電車+地下鉄だと思うのですが,滞在先のドミトリーの近くでパレードがあるので交通渋滞があるかも的な案内があったのと,値段の違いから,電車+地下鉄という選択肢になりました。

Air Trainという空港のターミナル間を結んでいる電車がそのまま空港の外まで行っていて,その終点のJamaicaという駅で地下鉄に乗り換え。そこからE線と6号線に乗り継ぎ,ドミトリー近くのUnion Squareという駅まで来て,そこから歩いてドミトリーにたどり着きました。だいたいは楽チンで,これなら値段を考えると電車+地下鉄でよかったというところなのですが,地下鉄のEから6への乗り換えには難儀しました。工事中だからなのかもともとそうなのかは知りませんが,その2つの駅は繋がっていなくて,Eの駅から一旦地上に出てからさらに6の駅に入らなければならず,6の駅を見つけることができずかなりウロウロしました。特に何がわからないって,地下鉄の駅の入り口があまりに地味過ぎて,後から気づいたのですが一回通り過ぎていました。日本の駅と違って,小さな入り口があるだけなので,知ってる人はいいですが,知らない人が見つけるとなるとなかなか難しい感じがします。

とまあ,そんなプチトラブルはありましが,それでもロスした時間は10分程度なので,概ね順調な移動ではありました。
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Naperville

一般的には有名ではありませんが,高エネルギー物理業界の人ならNapvervilleをご存知の方が多いかと思います。Fermilabの近くの市で,私も住んでいたことがあります。その都市の名前がウェブサーフィンをしていたら出てきたので紹介します。下の図を見てください。

都市の安全度

アメリカの都市の安全度の表で,人口10万人以上50万人未満の都市のなかでNapervilleが堂々の第1位です。何をもって安全度と評価しているのかわかりませんので,実際どれくらい信じていいのかわかりませんが,まあ,普通の街よりも安全というのは間違いないでしょう。Napervilleはシカゴのベッドタウンで最近は企業もたくさんあります。Fermilab界隈では小綺麗な街というイメージで,治安もよいというように考えられています。で,実際,こういう表を見てそこまでアメリカの中では治安がよいのかと驚いた次第です。

Napervilleはさておき,この表を見てもう一つ驚いたのは大都市の治安度の順位です。そもそもなんでこの表を見つけたかというと,来週ニューヨークに出張なので空港からどうやって目的地に移動するかそれを調べていました。それでガイドブック的なサイトを眺めていたら,最近のニューヨークは安全だと云う内容とともにこの表がありました。もちろん,統計のマジックだったりするのでしょうし,日本に比べたら強盗の数が40倍だか50倍とも書いてあったので間違いなく油断ならないのでしょうが(というか,世界的に見て日本ほど油断していても大丈夫な国はないでしょうけど),それでも,アメリカの大都市の中では比較的安全だということでちょっと驚きました。サンノゼやロサンゼルスも治安悪そうなイメージがあるのですが,それらも上位にランクされているので驚きました。って,アメリカで50万人以上の都市ってどれくらいあるのか知りませんが。。

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ウェブでLHCの運転状況を確認

今日は,LHCの運転状況をリアルタイムでチェックできるウェブサイトを紹介します。まずは

https://op-webtools.web.cern.ch/vistar/vistars.php?usr=LHC1

がスタート地点です。vistarと呼ばれるページで,左上のメニューバーで様々なパラメーターを見ることができます。LHCの運転状況と書きましたが,このサイトでは入射器も含めた加速器群の状況を確認できます。

たとえば,上記URLでこんなのが見られます(実は上記URLですでにここに飛ばされるのではないかと思いますが)。
vistar_page1
page1と呼ばれていて,LHCの大雑把な状況をまとめたもので,CERN所内のテレビモニターなどでもよく映し出されているものです。陽子ビームの陽子数とビームエネルギーが一目でわかります。今ここに貼ったのは昨日の様子で,ビームをLHCに入射し,エネルギーを450GeVから6.5TeVに上げた直後です。グラフでは赤と青がビーム強度(=陽子数で表されています)で,黒がビームエネルギーです。左下のコメントには,バンチ数が書いてありますね。ちなみに,この図は安定したデータ収集をまだ行っていないときのものです。正確には,陽子・陽子衝突が起こっていません。衝突が起こっているときは,この図に加えてルミノシティの時間変化のグラフも表示されます。それから,数字で衝突地点4箇所でのβ*がこの図では表示されていますが,衝突が起こっているとそれぞれルミノシティになります。ちなみに,この図ではATLAS(=IP1)でのβ*が3mですね。今は40cmなのですが,ビーム入射直後はこれくらいのβ*で,この後衝突に備えてβ*を絞っていきます。

他にもこんなの(LHC Operation)や
vistar_operation

こんなの(LHC dashboard)などが見られます。
vistar_dashboard

上の図の右下の図だけ切り出したのがこれで,
bunch current
各バンチごとのビーム強度(=これまた陽子数です)を見ることができます。横軸がバンチナンバーで,陽子が全てのバンチに連続的に入っているのではなく,ほぼ一定周期の歯抜けになっています。これは,LHCの前段加速器のSPSのバンチ数を反映してもので,それぞれの一塊をトレインと呼び,今は72バンチ(だったかな?)になっています。SPSの現在のバンチ数が72ということですね。最大では100ちょい入れられるのですが,SPSのビームダンプがそこまで陽子数を入れると耐えられないということで,72バンチに制限しています。

ちなみに,各トレインでトレインの先頭のほうが後ろの方よりも陽子数が多くなっているのがなぜかは私は知りません。SPSのバンチ構造を反映しているということは,さらにその前のSPSへの入射のやり方なのか,PSあたりのバンチ構造なのか,何なのでしょうね。β*は一定ですから,この陽子数の違いを反映して,各トレインの先頭のほうが後ろよりもルミノシティも高くなります。ルミノシティは陽子数の掛け算ですから,バンチごとのルミノシティを見ると,この図よりも違いが顕著になります。

先にも書いた通り,左上のメニューには他にも色々なものがありますので楽しんでみてください。

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ブリティッシュエアで思うこと

昔はロンドン・ヒースロー経由を恐れてイギリス経由でCERNへの行き来をすることはなかったのですが,最近は,わりと頻繁にヒースロー経由を使います。JALを使うとロンドン・ジュネーブ間はブリティッシュエアになるのですが,乗るたびにいつも思うことがあります。

スーツケースのような大きな荷物の制限が緩くて,多くの人が手荷物として機内に持ち込みます。必然的に収納場所がなくなるので,大きな荷物は頭上の収納スペースに,小さい手荷物は座席下に入れるように要請されます。小さな手荷物に黄色いタグを付けられたことありませんか?あれは,座席下に入れろという印なのですね。

でも,それっておかしくないですか。でっかい荷物を持ってきた人は自分の足元を広く使えるのに,小さい荷物を持ってきた人は足元が狭くなるのです。しかも,スーツケースのような大きな手荷物を持ってきた他人のために。私の感覚だと,サービスが反対だと思うのですが,考え方というのは色々あるものだとブリテッシュエアに乗るたびにいつも思います。

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HL-LHC"正式"承認

理事会が終わりホッとしています。理事会で私が何か話すわけではないのですが,その議事録を書かなければならなくて,長時間それも物理ではない内容を集中して聞いてメモを取るので,私の業務の中でもかなり消耗度の高い作業だったりします。加えて今回は文科省からのお客様が昨日からいらっしゃっていたので,その対応などもあり,普段よりは密度の高い理事会でした。

しかし,今回は良いニュースがあります。HL-LHCが理事会で正式承認されましたっ。

2014年のCERNの中期計画にHL-LHCが盛り込まれ,その計画に従い予算の消化も始めていたのですが,理事会で明示的に議決をとるということをやっていませんでした。いきさつについての細かいことは省略しますが,とにかく,今回の理事会でお墨付きを貰えて,どこからどう尋ねられても正式承認だと胸を張って言えることになりました。すでに動き始めていたことではありますが,大きなマイルストーンです。CERN加盟国には分担金支払い義務があるので,理事会での承認というのは非常に重い議決なのです。

ただし,検出器部分のアップグレード,いわゆるPhase-IIアップグレードというのはCERN理事会とは独立に動くもので,そちらについては各国が負担を承認しているわけではありませんし,日本の出資もまだ決まっていません。この予算獲得のために私が奔走していることは,このブログ読者のみなさんならご存知のことかと思います。

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LHCの磁石

前にも触れたことがありますが,文科大臣の訪問で思い出したので,日本が製造した電磁石がLHCのどこに使われているかを軽く説明してみます。
IP周りの磁石配置
この図は,N本さんが書いた高エネルギーニュースからの引用です。LHCの陽子・陽子衝突地点付近の磁石の配置図で,Qは四重極,Dは双極電磁石を意味します。違う言い方をすると,Qはビームを絞るためのもの,Dはビームを曲げるためのものです。

図の上側が現行LHCの図でして,日本が製造したのはQ1とQ3という四重極超伝導電磁石です。これがFermilabが製造したQ2とQ3と一緒になって魔防瓶に入り,よく写真で見かける日本の国旗(とアメリカの国旗)が描かれた赤い筒状のものです。ビームの最終収束磁石という非常に重要なもので,これが全ての陽子・陽子衝突地点に設置されています。一昨日馳文科大臣に見ていただいのは,この磁石のスペアといういわけです。超伝導材としてはNbTiが使われています。

HL-LHCでは,現行LHCよりもさらに強い収束磁場が必要で,Q1からQ3についてはもともとFermilabとBNLが開発していたNb3Snの電磁石に置き換える予定です。あとで少し触れますが,Nb3Snの製造は極めて難しく,その試作機(実機よりも短いものですが)をFermllabとCERNで先ごろ完成させたというのは大きなマイルストーンでした。11Tだか12Tだかを達成したはずです。

日本は得意のNbTiを使い,HL-LHCではD1を担当しようと思っています。上記の図を見てもらうとわかるように,現行のものよりも遥かに短いもので,短い磁石で軌道を曲げようということはそれだけ強い磁場が必要ということになります。短くなるのは,Crab Cabityを入れる場所を確保したり,Q1-3の磁場が強くなったとはいえ,より強い収束が必要なため(?)それらの長さが長くなるためです。さらに,強い収束のためにはビームを絞る前により広げておかないとならないので(光学と同じだそうです),かつD1はビームパイプが1本なのに対してD2やQ4ではビームパイプが2本になっていることから,D1でのビームは現行LHCよりも広がったものになり,D1は大口径のものが必要となります。つまり,より高磁場と,より大口径という両面の要求を満たさなければなりません。こちらについても,試作機の製造が進んでいて,これまた実機よりも短いものですがその1号機が完成して,すでに定格電流を流すことに成功したという試験結果まであります。非常に大きなマイルストーンで,CERN首脳部からも高く評価されています。

以上が,日本が製造した,あるいは製造予定の電磁石なのですが,実は他にも日本の産業製品が大量に使われている部分があります。物理屋には浜ホトが有名ですが,値段規模から言うと桁違い(は言い過ぎかもしれませんが)の製品が加速器に投入されています。たとえば,LHCのでネルギーの上限を決めている,ビーム軌道を曲げるための8.3Tの有名な双極電磁石の超伝導材の多くは古河電工が供給しました。正式受注だけでなく,受注を請け負った日本以外の国の会社からの孫請け等もあったそうで,正確な数はわかりませんが(そもそも孫請け分は我々にはわかりません)過半数に達しているのではないかという話です。凄い話ですよね。LHCが高エネルギーを達成するための生命線とも言える超伝導材の過半数が日本製なのです。

その他にも,超伝導電磁石のためのステンレス材などの金属材や,超伝導線の絶縁のためのポリイミドテープやら,LHCの加速器を完成させるために不可欠な部品の多くを日本の企業が供給しています。日本企業なくしてLHCは存在し得ないと言っていいくらいの存在感があります。物理屋も頑張っていますが,電磁石製造などでも日本はLHCに大きく貢献しています。

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文科大臣CERN訪問

今週の大きな山場の一つである文科大臣のCERN訪問が今日ありました。長い時間をかけて準備してきましたが,訪問はあっという間でした。ですが,日本が製造した衝突点近傍のQマグネットの展示を見せることができ(=普段はスペアとして格納されているものを今回のために展示しました),日本の大きな貢献を見ていただけたのは大成功でした。「百聞は一見にしかず」の格言通り,実物を見ていただけたのは本当によかったです。関係者のみなさま,どうもありがとうございました。

個人的には,準備段階で今までにない経験をすることになり,また慣れない要人対応だったので普段使わない気を使い疲れましたが,無事終わって本当にホッとしています。

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トラブルなしの移動

昨日CERNに移動しました。直近2回のCERN出張は,ロンドンで飛行機に乗り遅れ,朝寝坊して成田までNさんに車で送ってもらう,という自分の人生でも稀なイベントとなってしまいました。この勢いでトラブルが続くと今回はどうなることかと恐れていましたが,無事大きなトラブルなくCERNまでたどり着きました。あ,トラブルではありませんが,ちょこっと驚いたのは秋葉原駅でM山くんに遭遇したことです。同じ電車に乗っていたらしく,そこから羽田空港まで一緒でした。基盤Sが通ったそうで非常におめでたいです。今度またぜひ,胃腸の調子が悪くならない程度に祝杯をあげたいところです。

今回の出張はCERN理事会への出席と,複数のVIP対応です。特に今回は後者がかなりヘビーで,ここ最近はそのための準備に多くの人が関わってきました。トラブルなく順調にこれらのイベントが進むことを願っています。

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タイプする音

本当にどーでもいいことなのですが,いや常にどーでもいいことしか書いていませんが,出張の移動の際の電車の中や空港でビジネスマンとおぼしき人達がパソコンに入力する音が気になります。もちろん全員に対してそう感じるわけではないのですが,やけに,タイピングする音の大きい人がいます。特にリターンを入力すると思われるときの音の大きさが半端ではない人がいます。

研究所や大学でも自分以外の人がタイピングする音を聞く機会は多々ありますが,その音の大きさ,特にリターンの入力の音の大きさに驚くことはあまりありません。なのになぜか空港とかでスーツを着た人たちの入力音にはしょっちゅう驚かされます。私自身が集中して仕事をしてるわけではないので多少煩くても迷惑を被ってイライラするというわけではないのですが,パソコンが壊れそうと勝手に心配してしまいます。

単なる自分の感想なので,リターンの入力音の大きさにビジネスマンの方々と物理屋との間に違いがあるわけではないのかもしれませんが,キーボードが壊れるくらいリターンに力を入れている人がいるのは事実のように思います。パソコン,キーボードが可哀想で気になっちゃうんですよね。。

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ルミノシティ最高値

PSのPSの調子が悪くて...と,くだらないシャレみたいですが,PSの電源の調子が悪くてここ数日は調子がイマイチでしたが,その問題は解決できたみたいで,順調にビームが出始めました。バンチ数も2000を超えて,ルミノシティ7.9E33を達成しました。Run1のときの最高値が7.なんぼだったと思うのですが,7.9ではなかった気がするので,きっとLHCのルミノシティ最高値ではないかと思います。

β*はだいぶ前から2016年の目標である40cmになっていますし,バンチあたりの陽子数も設計値ですし,バンチ数も順調に増えていますから,安定して走れれば統計をこれからガンガン増やせるはずです。ちなみに,今年貯めた積分ルミノシティは約1.7/fbで,ICHEPで10/fbの結果を出すのは少し難しそうです。

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