【IWCDさん（仮称）ぷちにっき 01】着工式がおこなわれたよ！

みんなだいすきニュートリノ！

茨城県東海村のJ-PARCで作ったニュートリノを、岐阜県神岡町のスーパーカミオカンデで観測するT2K実験。人工的に作ったニュートリノでニュートリノ振動を確認したり、ニュートリノと反ニュートリノでニュートリノ振動に違いがあるのかを調べたりと、これまでにもたくさんの成果をあげてきました。そして今、そのT2K実験をさらにパワーアップさせた次の実験、ハイパーカミオカンデ計画の準備がちゃくちゃくと進められています。

ニュートリノを観測する側では、ひっぐすたんでもたくさんご紹介しているとおり、スーパーカミオカンデの後継となるハイパーカミオカンデの建設が進んでいます。それにあわせて、ニュートリノを作る側のJ-PARCでも、いろいろなパワーアップが計画されています。そのひとつが今回ご紹介する、IWCD（Intermediate Water Cherenkov Detector、中間距離水チェレンコフ検出器）と呼ばれるニュートリノを観測するための検出器です。

なぜなにIWCDさん

ハイパーカミオカンデ計画は、T2K実験の後継として2028年度からの観測開始を予定しています。ハイパーカミオカンデ計画を含む長基線ニュートリノ振動実験については、以前の記事でもまとめていますので、そちらもぜひチェックしてみてください！

K2K実験、T2K実験、そしてハイパーカミオカンデ計画【実験装置さんぽ】

そんなハイパーカミオカンデ計画の中で、ひときわ重要な役割を担うのが、今回の主役、IWCDさんこと「中間水チェレンコフ検出器」（かんたんに「中間検出器」とも呼ばれます）です。

IWCDさんは、J-PARCで作られるニュートリノの発生場所から約1キロメートル離れた場所に設置される予定の、高さ12メートル、直径9メートルの円筒形の水チェレンコフ検出器です。水チェレンコフ検出器といえば、やっぱり思い浮かぶのは「スーパーカミオカンデ」。つまりこれは、J-PARCのそばにちっちゃいスーパーカミオカンデを作っちゃおう！ということなんです。トウカインデ！

ニュートリノが純水で満たされたタンクに飛び込むと、ごくまれに水の原子核や電子とぶつかって、ミューオンや電子が飛び出します。そして、そのミューオンや電子が水の中を通るときに出すチェレンコフ光という弱い光を、タンクの壁面にびっしり取り付けられた光電子増倍管で検出します。こうして「ニュートリノが来た！」という信号をつかまえるんです。

そんなちっちゃいスーパーカミオカンデには、スーパーカミオカンデにはなかったびっくり機構が搭載されています。それはなんと…検出器が上下にうごくこと！スーパーカミオカンデはもちろん動くことはできないですが、IWCDさんは立坑の中を上下に40メートル移動することができちゃうんです。J-PARCから飛んでくるニュートリノのビームは、実は30メートルくらいの幅をもって広がっているので、検出器を上下に動かすことでいろいろなエネルギーのニュートリノを調べることができます。これによって実験の精度がぐっと上がっちゃうんです。動くちっちゃいスーパーカミオカンデ…すごいねIWCDさん！

2025年11月のIWCDさん

ハイパーカミオカンデ計画でとっても大事な役目を担うIWCDさん。まずは、以前訪れた2025年6月時点でのようすを見てみましょう。

周囲を囲って、もともと田んぼだった地面を造成しているところでした。これからはじまります！という、準備の段階ですね。

そしてこちらが、今回訪れた2025年11月時点での写真です。しっかりと整地された地面に砂利が敷かれていて、「これから何かを建てちゃうぞ！」という雰囲気が出てきました。よく見ると、「実験棟」と書かれている看板も。少しずつですが、どんな施設になるのか、その輪郭が見えてきたような…気もします。

こちらが、IWCD（中間検出器）が建設される予定の場所です。写真をよく見ると、赤いヒモで2つの同心円が描かれているのがわかるでしょうか？このうち内側の円の部分に、深さ50メートル、直径10メートルの立坑が掘られる予定になっています。

工事の進め方もちょっぴりユニーク。まず、内側と外側の円のあいだに、「高さ3メートルのドーナツ型のコンクリートの構造物」を何個も何個も打ち込んでいき、その後で中央の土をくり抜いていく、そんな手順で立坑を作っていきます。この工法は「オープンケーソン」と呼ばれていて、費用を比較的抑えられるうえに、地下水を汲み上げずに工事ができるのが大きな利点となります。まわりには田畑が広がっていますから、こうした配慮はとっても大切。

そちてこちらの写真の中央にある1本のライン、これがニュートリノが飛んでいく予定のルートです！J-PARCで作られたニュートリノは、このラインの下を通り、IWCDを経由して、約295キロメートル離れた岐阜県神岡町のハイパーカミオカンデへと飛んでいくのです。ひっぐすたんもラインの上に立って、ワクワクしていそう。