【実験装置レポート】IceCubeの観測装置、D-Eggを見てきた

宇宙からやってくるニュートリノを観測するために、南極の地面の下の巨大な氷を実験装置にしてしまう実験、IceCube（アイスキューブ）。

ひっぐすたんでもたびたび紹介させていただいています。

4コマ：ニュートリノハンター！（+En ver.）

宇宙を観測している他の装置たちとコラボレーションしてみたりで大活躍！

ニュートリノでマルチメッセンジャー！（incl En ver.）

そんなIceCubeさん、装いをちょっぴり新たにしたIceCube-Gen2としての実験の準備の真っ最中です。

4コマ：ペンギンIceCubeさん（incl En ver.）

このIceCube-Gen2の前段階となるIceCubeのアップグレードでは、ニュートリノが氷の中の原子にぶつかって出てくる粒子が放つ光を検出する装置に、千葉大学が開発したD-Eggを一部採用しています。

従来のIceCubeで使われていた光の検出器「DOM」とIceCube-Gen2で使う予定の検出器「D-Egg」の比較。光電子増倍管（フォトマル）が2個入りです。

今回、このD-Eggの実機を千葉大学ハドロン宇宙国際研究センターで見学させていただきました！

ICEHAPへ行ってきた！

千葉大学西千葉キャンパスにあるハドロン宇宙国際センター（ICEHAP）はIceCubeで研究を行っているニュートリノ天文学部門とプラズマ宇宙研究部門の2つの研究部門がありますが、今回はニュートリノ天文学研究室にお邪魔してきました。

実験室の入口にはIceCubeさんがいました。

こちらがハドロン宇宙国際センターニュートリノ天文学研究室です。

いかにも研究室的なところなのですが、部屋の中央に段ボール箱がたくさん並んでいます。実はこのはこの中にD-Eggが！

（21.08.30 写真を少しきれいなものに差し替えました）

IceCube-Gen2の前段階となるIceCubeのアップグレードでは、D-Eggが300個以上使われる予定になっています。そのすべてがここの研究室を経由して南極に向かっていくため、たくさんのD-Eggが研究室に滞在しているのです。

D-Eggで研究室がいっぱいになってしまう日はそう遠くないのかもしれません（？）

これがD-Egg！

たくさんある段ボール箱を開けてみると。

D-Eggが入っていました。このままではその全貌がわかりづらいので、試験用に外に出したものも撮影させていただきました。

卵型のガラス容器に、上と下の2箇所に光を検出するための光電子増倍管、中央に信号を読み取るための基板が組み込まれています。細いワイヤーは吊るすためのもの、太いケーブルは電源と信号をやり取りするためのものです。

写真では少しわかりづらいかもしれませんが、光電子増倍管とガラス容器の間には透明のゲルのようなものが詰められていて、せっかく容器に入ってきた光が反射して外に出てしまうことを防いだり、光電子増倍管を容器内に固定する役割をしています。

上から覗いてみると、光電子増倍管の光を検出するための部分が見えます。

この中央の黒い部分に光が飛び込むと、光が電子に変換・増幅されて、最終的に電気信号になります。

こちらは中央部の基板。IceCubeのプリントがかっこいい！

実際に南極の氷に埋めるときには、この写真のようにワイヤーでD-Eggを数珠つなぎにして氷の中に降ろしていきます。

D-Eggの性能試験は氷点下40度で

D-Eggは南極の氷の中に埋めて使うものなので、とてもとっても寒い環境でもしっかり動作することが求められます。そのため、性能試験は大きな冷凍庫の中で行われます。

この冷凍庫の中には、試験をするために冷やされたD-Eggがずらり。

ちょうど試験をしていないタイミングだったので、箱を開けてもらいました。ひえひえのD-Eggです。

霜を指で落とした結果、なんだかちょっと汚い見た目になってしまったD-Eggとひっぐすたん（マイナス40度くらい）

南極という極端な環境下で、さらに氷に埋め込んだら取り出せないような状況で実験するのですから、しっかり1台1台性能試験を行っています。実験はたいへん。

搬入されるD-Egg

実は見学させていただいたこの日に、新しく製造されたD-Eggが搬入されてきていました。

この箱のひとつひとつにD-Eggが入っています。だいたい25kgくらいでしょういか。トラックから降ろされたこの段ボール箱を部屋まで運ぶのは、研究者です。この日のD-Eggは4階にある空き部屋に運ばれていったのですが、とてもとても重労働。研究者には体力がだいじです。研究者になりたい人はぜひ体力もつけてください、絶対に役立ちます。