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領域概要

光子や電子に続く第三の素粒子である「ミューオン」に関する研究は、我が国が長年にわたり国際的にリードしてきた分野であり、近年では、宇宙空間を飛び交う宇宙線と地球大気との衝突により生成される宇宙線ミューオンの利用や、加速器による人工的なミューオンの生成・加速の研究が進んだことで、イメージングにおける新たな量子プローブとして、学術分野のみならず産業界からも注目を集めています。ミューオンはエネルギーに応じて物質に対する透過力が異なり、宇宙線に含まれるミューオンの一部は、数キロメートルの山体を透過できるほどのエネルギーを有しています。このような特性により、ミューオンは光（可視光、X線、ガンマ線）や電子、中性子などの他の素粒子・原子核と比べ、空間的により深部まで到達でき、非侵襲かつ遠隔から深部の状態を計測するプローブとして機能します。

本研究領域の目的は、素粒子「ミューオン」が有する卓越した透過力を活用し、多彩なミューオン計測技術と情報科学を融合・発展させることで、アトメートル（10^-18m）から数億光年（10²⁶m）に亘る幅広いスケールの事象の可視化を実現するマルチスケールミューオンイメージング（MSMI）の学理と技術基盤を確立することです（図1）。計画研究A01～04では、革新的なミューオン計測技術の開発を通じて、多様な事象を新たに『視る』手法を追求します。計画研究B01では、加速器を活用した新しい『視る』手段を実証します。計画研究C01では、AおよびBで得られた計測技術と数理情報処理技術との融合を通じて、可視化の精度と有用性をさらに高めることで『視る』手法と手段を洗練します。これらの戦略に基づき、異なる技術と研究対象を専門とする研究グループの協働により幅広いスケールの事象の可視化を一体的に進めることで、技術開発の速度と質を飛躍的に向上させるとともに、 ミューオンイメージングの高解像度化・高感度化・高速化・三次元化・四次元化などを進め、学術分野における知の深化と変革を促進します。MSMIを確立することで、素粒子の「現象」、材料の「機能」、堤防・ピラミッド・火山の「内部」、さらには気象・宇宙の「環境」に至るまでの可視化を実現し、従来は兆候の観測にとどまっていた事象の可視化と解明を可能にします。こうした学術的・技術的進展を通じて、学術および産業を支えるイメージング技術にパラダイムシフトをもたらし、文理工を横断する幅広い分野を革新し、豊かな未来社会の実現に貢献することを目指します。

研究組織

公募研究

公募内容については、本Webサイトで公開する予定です。