国際ニュース：中国の世界最大ニュートリノ研究所JUNOが本格始動 - NewsTomo

宇宙の謎に挑む、地下700メートルの新拠点

中国南部・広東省の地下700メートルに建設された世界最大のニュートリノ研究施設「Jiangmen Underground Neutrino Observatory（JUNO）」が、2025年8月26日に運転を開始しました。約10年の建設期間を経て動き出したこの国際プロジェクトは、宇宙と地球の深い謎に迫る新たな観測拠点として注目されています。

JUNOとは？地下700メートルの巨大ニュートリノ研究所

JUNOは、広東省にある地下実験施設で、世界最大のニュートリノ研究所とされています。岩盤の中、地表から約700メートル下に建設されており、宇宙線などの雑音を大幅に減らすことで、ごくわずかなニュートリノの信号をとらえることを目指しています。

施設の主な特徴は次のように整理できます。

所在地：南部の中国・広東省
設置場所：地下約700メートル
建設期間：約10年を要した長期プロジェクト
性格：世界初の大規模かつ高精度なニュートリノ実験施設

2025年12月現在、運転開始からまだ数カ月ですが、今後本格的なデータ取得と解析が進んでいく段階に入ろうとしています。

ニュートリノとは何か：ほとんど「見えない」素粒子

ニュートリノは、電荷を持たず、ほとんど物質と相互作用しない非常に軽い素粒子です。私たちの体や地球を、ほぼそのまま通り抜けてしまうため「幽霊のような粒子」と呼ばれることもあります。

JUNOが観測しようとしているニュートリノは、主に次のような発生源からやってきます。

太陽の内部で起きる核反応
遠方の銀河で起きる超新星爆発
地球の大気に宇宙線がぶつかることで生じる粒子反応
地球内部で進行する放射性元素の崩壊

こうしたニュートリノを高精度で観測することで、宇宙の歴史や地球内部の構造に関する新しい手がかりが得られると期待されています。

JUNOが挑む二つの大きな問い

1. ニュートリノの質量の並び順を決める

JUNOの最大の科学目標の一つが、ニュートリノの「質量の並び順（マスオーダリング）」を明らかにすることです。ニュートリノには複数の種類があり、それぞれわずかに異なる質量を持っていると考えられていますが、その軽い順・重い順がどうなっているのかは、まだ確定していません。

質量の並び順が分かると、ニュートリノの起源や、なぜ宇宙には物質が多く反物質が少ないのかといった、より大きな問いに迫るための重要な手がかりになります。JUNOは高精度の観測によって、この難問に挑もうとしています。

2. 太陽・超新星・大気・地球由来のニュートリノを総合的に観測

JUNOは、特定の1種類のニュートリノだけではなく、太陽、超新星、大気、そして地球由来のニュートリノを幅広く観測する計画です。

太陽ニュートリノ：太陽内部での核反応をより詳しく理解する手がかりになる
超新星ニュートリノ：星が一生を終える瞬間の爆発過程を、粒子レベルで探ることができる
大気ニュートリノ：宇宙線と大気の相互作用を通じて高エネルギー宇宙線の性質を探る
地球ニュートリノ：地球内部で生じる放射性崩壊の情報から、地球の内部構造の理解が進む可能性がある

JUNOは、こうした多様なニュートリノを一つの巨大施設で測定することで、宇宙物理学と地球科学の両方に貢献することが期待されています。

17カ国・約700人が参加する国際プロジェクト

JUNOには、17カ国からおよそ700人の科学者が参加しています。研究者たちは、世界各地の大学や研究機関から集まり、共同で観測計画や解析方法を議論しながらプロジェクトを進めています。

このような大規模な国際共同研究には、次のような意味があります。

一つの国や機関では難しい規模の実験を実現できる
データ解析や理論研究で、多様な専門知識を持つ研究者が協力できる
若手研究者や学生にとって、国際的な研究環境で経験を積む機会になる

ニュートリノの研究は、巨大な装置と長期的な観測が必要な分野です。JUNOのような国際プロジェクトは、世界が協力して基礎科学を前に進める象徴的な取り組みと言えます。

私たちの生活からは遠そうで、実は近いテーマ

ニュートリノ研究は、一見すると日常生活から遠い「宇宙の話」のように感じられるかもしれません。しかし、これまでの素粒子物理学の発展が、医療機器や情報通信技術など、意外な形で私たちの生活に影響を与えてきたことを考えると、長期的にはニュートリノ研究も新しい技術や考え方を生み出す土台になる可能性があります。

それ以上に、宇宙や物質の成り立ちを知ろうとする試みは、「私たちはどこから来て、どこへ向かうのか」という根源的な問いに向き合う行為でもあります。JUNOの成果は、こうした問いに対する私たちの理解を、少しずつ更新していくことになるでしょう。