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■談話室
CERN Summer Student Programme 2017 参加報告
京都大学 理学研究科
鈴 木 一 輝
[email protected] 2017年10月20日
1 はじめに
私は6月26日から9月1日までの10週間、CERN Summer Student Programmeに参加した。このプログラムは世界各国 から 300 人超の学生が欧州原子核研究機構 (CERN)に集ま り、CERNの実験グループに所属しながらsupervisorから与 えられた課題を行うというものである。私はニュートリノ 実験を行うDUNE実験のDAQグループに配属され、RUN コントロールのためのモニタリングパネルを作成するとい う作業を行った。
私にとって今回のCERNへのプログラム参加が初めての 海外渡航となった。その生活の中で多くの海外学生、研究 者と研究、議論を行うことができたことは非常にかけがえ のない経験となった。以下、その詳細について述べたいと 思う。
図1 CERN Summer Student Programme参加者の集合写真。
２ 活動内容
2.1 Lecture
6月26日から8月4日までの6週間は午前中にLecture が行われた。内容は素粒子・原子核に関わることを基本に、
理論・実験を問わず様々な項目の授業が行われた。中でも 私が特に興味深いと思ったのは、Future Circular Collider
(FCC)についての話である。これは、現在のLHCを前段加
速器として用いことにより、現在の重心系エネルギー14 TeV を大きく上回る100 TeVの陽子・陽子衝突を起こさせる加 速器である。円周100 kmのトンネルを建設するという壮大 な計画であり、LHCが稼動中である現在から議論が行われ ているのは非常に興味深かった。
2.2 Work Project
私はDUNE実験の DAQグループに配属された。DUNE とはDeep Underground Neutrino Experimentの略である。実 際の実験はアメリカで行われる予定であり、2024年のデー タ取得開始を目標としている。DUNE 実験はシカゴ近郊の Fermilabからニュートリノを飛ばし、1300 km離れたサウス ダコタ州のSanford Underground Research Facilityに建設予定
の70000 トンもの液体アルゴンTPCで検出するというもの
である。これにより、ニュートリノ振動などを詳細に研究 することを目的としている。
実際のDUNE実験はアメリカで行われるが、そのための 検出器、DAQテストを行うための検出器の一部が現在CERN で建設中である。そして 2018 年にCERN の Super Proton Synchrotron (SPS)を用いてテスト実験 (ProtoDUNE)が行われ る予定である。私が行ったのは,このProtoDUNE実験のRUN コントロールを円滑に進めるためのモニタリングパネルを GUI で作成することであり、具体的には、検出器から送ら れてくるデータレートなどの情報をグラフにしてモニタリ ングパネルに表示させることである。このモニタリングパ ネルを作成する際に supervisorの Enrico、Rolandから課さ れた条件は、
① DUNE実験は大規模で多人数が関わる実験であり、
さらにDAQに詳しくない人も大勢いるため、誰で も簡単に使用できること。
② 実験の状況が変わり、取得するデータが変更される 可能性があるため、汎用性があること。
の二つであった。
CERNにはGUIを作るための統一の規格としてWinCC-OA というソフトウェアがある。これはC++を基本としてGUI を作るための様々なライブラリが用意されているものであ る。図2はGUIの作成画面であり、データの値を表示する ためのテキストボックス、グラフなどを視覚的に配置する ことができる。
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図2 Win CC-OAでのモニタリングパネル作成画面。
それ れの ブ ェクトには 前を り振り、その ブ ェ クトを 作するためのプログラムを くことができる。一
、検出器からのデータはDate Point Element (DPE)という 変数に れられる。この変数と ブ ェクトを関数で つけることによって、検出器からのデータをパネル内のテ キストボックス グラフに表示させることができる。
図3 プログラム作成画面。
そのようにして作成したモニタリングパネルが図4と図 5である。今回作成したモニタリングパネルには二つのmode を設けた。一つは表示したい てのデータの値とグラフを
表示する SHOW ALL” modeであり、 は したデー
タ の を 表 示 す る SELECT” mode で あ る 。 SHOW
ALL”mode では汎用性を たせるために、パネルの 下に
あるfilterによって したデータを て表示出 るように
した。これにより、たとえ使う検出器 実験が変わったと
してもfilterを変えれば目的のデータを表示することができ
る。また、SELECT” modeに いては誰でも 的に 作 出 るように、グラフに表示したいデータを のテキスト ボックスから のテキストボックスへ ラッグ ロップす ることでグラフを表示できるようにした。
今回のprojectは私にとって初めてのC++でのプログラ ングであったため うとこ も多々あったが、どのよう にすれば使い いパネルになるか、そのようにパネルを動
作させるためには関数をどのように 合わせれば いの かを え、思ったように動作させることができた は非常 に しかった。
図4 Show All”mode。
図5 Show Select”mode。
2.3 Visit
CERNのVisitに すると、CERN内の様々な 設を 学することが出 た。LHCが稼動中であったため、ATLAS
CMSなどの検出器を実際に 学することができなかった のは ではあったが、ATLASのコントロール ンターな ど、LHCが実際に稼動している様子を ることができ るという 重な体験をすることができた。
2.4 Colloquium
CERN は世界 大の加速器 設であるとともに、世界 大規模の人数の科学者が参加している機関でもある。その ため、様々な のコロキウムなどが開 されている。中 でも、 Gravitational Waves: An Entirely New Window onto the
Cosmos”を 題としたコロキウムが大変興味深いものであっ
た。LIGOで された重 を に が えるのか、今 重 学はどう していくのかなどといったことを
LIGOの所 であるDavid Reitze から くことが出
た。素粒子 けでなく、このような様々な の情報 を得ることが出 るのもCERNの素 らしいとこ である と思う。
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図6 supervisorのEnrico( )とRoland( )。
活
基本的には に研究 に行き、18 まで研究をしてい た。そして授業 Visitがある はそ らに出るという生活 をしていた。私を てくれたsupervisorのEnricoとRoland はともにCERNのフェローであり、20 と かった。
そのため、現 で研究している研究者た の研究、生活を 間近に ることが出 た。 らは に集中して取り 、 18 までには研究を り上 CERNにあるレストランで23 まで 日パーテ ーをしていた。CERN の のこと をEnricoは Best place”、Rolandは Heaven”と っていた。
実際、私の目にも、 らは研究、私生活ともに心 し でいるように えたし、 ましくも思った。
また、サ ース ューデントとの では、パキスタン
から たSameemと特に しくなった。一 にCERNの近
くの ュラ に ったり、レストラン内にある で をしたりした。 に らず海外からのサ ース ューデ ントに かされたのは らの行動 の さである。Sameem は 性が であるにも関わらずこのプログラムに参加し ていたし、 年はアメリカにも4 月 ど 学していたと っていた。 の多くのサ ース ューデントた も 様 で、すでに様々な国でサ ース ューデントのようなプロ グラムを経験して り、CERN に行くこと けでも 大
であった私にとっては、大変な衝 を けるとともに、
今 の の行動を える い機 となった。
今回、Summer Student Progammeに参加して たことは、
の重 性と行動することの大 さである。 に関 しては、 理 研究に関してはな とか意思 をはかる ことができたものの、日常 話は非常に しかった。特に 海外のサ ース ューデント 研究者は が で、
その る速さのあまり き取れず、 回も き してしま い をかけてしまった。 ができるのとできないのと では、 の 行動が大きく変わってしまうことを 今回のプログラム参加で く た。日常 話が しいと
supervisorに ったら、 の 画 ラ を て し
図7 サ ース ューデントの とCERNのGlobeの前で。
たらいいと われたので、そのようなことから を していこうと思う。また、 から行動することの大 さ も今回特に く た。今まで、様々なことを れたり、
になったりしていた を するとともに、今 は 多くのことを経験し、学 でいきたいと思う。
に
私が今回このプログラムを ったのは、 研究 の 生がこのプログラムの 在を えてくれたからであっ た。海外からの参加者の中には、素粒子実験 の人 け ではなく、 性 理論、情報など様々な の人が参加し ていた。 しいのかもしれないが、このような多 多様な からの参加者が えるよう、多くの学生がこのプログ ラムを り、 したいと ような になって しい と思う。
に
私にとって今回のSummer Student Programmeは初めての 海外であり、大変なこともありましたが、その も し く、 重な経験を得ることができました。これも とえに、
多くの 々の があったから と思います。私の所属す
る原子核 ロン 理学研究 、ATLASで実験を行なって
いる エネルギー 理学研究 の 、 生の さ には CERN の話から海外渡航の 意 まで詳しく えて きま した。特に である成木 授には、 を いて いたり、私のつたない の を してく さっ たりと多大な を かけしました。また、CERN 在 中には、現 で研究をしている日本人研究者の に CERN での生活の など多くのことを えて きました。KEK の 様にはCERNに行く際の様々なサ ートを、
授には を いて きました。 に、CERN で一 に した 人の日本人Summer Studentの人た にも を述べたいと思います。 様、本 にありがとう いま した。
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