インドに拠点を置くニュートリノ観測所

インドに拠点を置くニュートリノ観測所（INO）は、インド、タミル・ナードゥ州テーニ近郊のINOピークの地下1,200メートル（3,900フィート）^{[1]の深い洞窟で主に}大気 ニュートリノを研究するために建設中の素粒子物理学研究プロジェクトです。このプロジェクトは、ニュートリノ混合パラメータの正確な測定を提供することが期待されている点で注目に値します。このプロジェクトは複数の研究所の共同作業であり、インドで実施されている最大の実験素粒子物理学プロジェクトの1つです。[ 2 ] [ ^{3 ] [4] [5]}

このプロジェクトは当初、2015年に完成する予定で、推定費用は1,500クローレ（150億ルピー、 2億970万米ドル）だったが、タミル・ナードゥ州テーニ地区のボディ・ウェスト・ヒルズ保護林での建設がインド環境省によって承認された。遅れはあったものの、プロジェクトは2015年時点で進行中であった。^{[6] [7][update]}

完成すると、メインの磁化鉄カロリメータ（ICAL）実験には世界最大の磁石が含まれることになり、スイスのジュネーブにある欧州原子核研究機構（CERN）のコンパクトミューオンソレノイド検出器の12,500トンの磁石の4倍の大きさとなる。^{[8] [9]}

INO で提案されている主な実験は、鉄カロリメータ検出器です。これは、大気ニュートリノの伝播に対する地球物質の影響を調査し、2-3 振動セクターのニュートリノ振動パラメータを決定することを目的としています。ICAL は、受動検出器要素として鉄、能動検出器要素として抵抗プレートチャンバー (RPC) を備えた 50,000 トンの磁化検出器になります。つまり、ニュートリノは鉄と相互作用して最終状態粒子を生成します。RPC は、電荷を持つ最終状態粒子を検出し、信号を記録し、位置とタイミングの情報を持つこれらの信号は、最終状態粒子と入射ニュートリノの軌跡やシャワー、およびエネルギーと方向を再構築するのに役立ちます。

ICALの設計は主にモノリス検出器[1]に基づいています。ICAL検出器には3つのモジュールがあり、各モジュールには151層の鉄と150層のRPCが積み重ねられています。検出器全体の寸法は48 m x 16 m x 14.5 mです。検出器は巨大なため、荷電粒子検出のために約30000個のガラスRPCが必要になります。ニュートリノ検出器であるICALは、宇宙線ミューオン信号を減らすために地下に設置されます。

INOとCERNの距離が「魔法の基線」に非常に近いため、INOの位置はニュートリノ物理学コミュニティから大きな注目を集めています。魔法の基線とは、CP位相が測定に与える影響が最小限になる距離です。^[10]しかし、INO ICALの主な物理的利点は、大気ニュートリノを研究することでニュートリノの質量階層を測定できることです。現在、ICALはミューニュートリノと反ニュートリノの生存を研究することで質量階層を解明できる唯一の磁化検出器として提案されています。 ${\displaystyle \theta _{13}}$

ICALの主な目標は以下のとおりです。 ^[11]

1. 大気ニュートリノを用いたニュートリノ振動パラメータの明確かつ正確な決定。
2. 電荷の識別による物質効果の研究。これにより、質量差の 1 つにおける未知の符号を決定できる可能性があります。
3. レプトンセクターにおける電荷共役と電荷パリティ(CP) の破れの研究、および可能性のある電荷共役、パリティ、時間反転(CPT) の破れの研究。
4. コラー事象の研究、超高エネルギーニュートリノおよび多重ミューオン事象の特定の可能性。

モノリス実験とは異なり、ICAL 検出器には受動検出器として厚さ 5.6 センチメートル (2.2 インチ) の鉄板が使用され、その間に能動検出器としてガラス RPC が配置されます。

14層、1m×1m×1mのICAL検出器のプロトタイプは、コルカタのVECCですでに運用されています。35トンのプロトタイプは、宇宙のミューオンを追跡するために地上に設置されています。 ^[12]

2008年、INOは検出器構築とニュートリノ物理学の分野で学生に専門的なトレーニングを提供するために、高エネルギー物理学の博士号につながる大学院トレーニングプログラムを開始しました。^[13]

ICALの600分の1の重さを持つミニICALと呼ばれるプロトタイプが、大型電磁石の構築の経験を積み、検出器の性能を研究し、フリンジ磁場の存在下でICALの電子機器をテストするために構築されました。この4m×4m×1.1mの検出器には11の鉄層があり、中央領域の10層のギャップに1.95m×1.92mのRPC 20個が挿入されています。ミニICALは2018年から稼働しており、宇宙線ミューオンのデータを収集しています。^[14]

プロジェクトの運営面と利用可能な資金の利用方法を明記した覚書（MoU）が、7つの主要なプロジェクトパートナーによって署名されました：ムンバイのタタ基礎研究所（TIFR）、ムンバイのバーバ原子力研究センター（BARC）、チェンナイの数理科学研究所（IMSc）、コルカタのサハ原子核物理学研究所（SINP）、コルカタの可変エネルギーサイクロトロンセンター（VECC）、アラハバードのハリシュ・チャンドラ研究所（HRI）、ブヴァネーシュワルの物理学研究所（IOP）。^[2]

他の13のプロジェクト参加者は、アリーガルのアリーガル・ムスリム大学、バラナシのバナーラス・ヒンドゥー大学、コルカタのカルカッタ大学（CU）、デリーのデリー大学（DU）、ハワイのハワイ大学（UHW）、シムラのヒマーチャル・プラデーシュ大学（HPU）、ムンバイのインド工科大学ボンベイ校（IITB）、カルパッカムのインディラ・ガンディー原子力研究センター（IGCAR）、シリグリの北ベンガル大学（NBU）、チャンディーガルのパンジャブ大学（PU）、アーメダバードの物理学研究所（PRL）、タミル・ナードゥ州のサリム・アリ鳥類学・自然史センター（SACON）、マニパルのマニパル工科大学（ NIPPAL）です。

インドにニュートリノ観測所を設置する可能性は、1989 年に開催されたいくつかの会議ですでに議論されていました。この問題は、2000 年 1 月にチェンナイで開催された高エネルギー物理学現象論ワークショップ (WHEPP-6) 中のニュートリノ物理学および宇宙論ワーキング グループの最初の会議で再び取り上げられ、ニュートリノ検出器の具体的なアイデアをまとめることが決定されました。

2000年8月、コルカタのサハ原子核物理学研究所でニュートリノ物理学に関する会議が開催され、ニュートリノ物理学の熱心な研究者の小グループがその可能性について議論を始め、さらなる議論が行われました。ニュートリノ2001会議は、この分野の実験者と理論家を集めるという明確な目的を持って、2001年2月にチェンナイの数理科学研究所で開催されました。この会議中にINO共同体が結成されました。共同体の最初の正式な会議は、 2001年9月6日と7日にムンバイのタタ基礎研究所で開催され、検出器のオプションと電子機器、物理的目標とシミュレーション、および現場調査を研究するためのさまざまなサブグループが結成されました。

2002 年、インド原子力庁(DAE)に提出された文書には、インドにニュートリノ観測所を設立するという野心的な目標が示され、物理学上の目標、検出器の選択肢、およびその物理学の概要が記されていました。それ以来、ニュートリノ物理学では多くの新しい急速な発展が遂げられています。ニュートリノ物理学の先駆者たちがノーベル物理学賞 (2002 年)を受賞したことは、この分野の重要性を物語っています。

さまざまな研究機関、大学、科学界、資金提供機関であるインド原子力省からの支援を受けて、インドにニュートリノ観測所 (INO) を建設する可能性を研究するニュートリノ共同グループ (NCG) が設立されました。この共同グループは、インド原子力省から資金提供を受けた実現可能性調査を行う任務を負いました。2002 年 8 月 30 日には、参加機関のディレクターによって覚書 (MoU) が締結され、実現可能性調査期間中に NCG が円滑に機能できるようにしました。NCG は、地下ニュートリノ研究所を建設することを目標としており、ニュートリノ物理学における決定的な実験や、このような独自の地下施設を必要とするその他の実験を実施するという長期的な目標を掲げています。^[2]

2009年11月20日、インド環境省のジャイラム・ラメシュ大臣は、原子力省長官兼インド原子力委員会委員長のアニル・カコドカル氏に宛てた書簡の中で、インド原子力省がニルギリのシンガラにニュートリノ観測所（INO）プロジェクトを設置する許可を却下した。同プロジェクトはムドゥマライ・トラ保護区（MTR）の緩衝地帯に該当するためである。ジャイラム・ラメシュ大臣は、森林管理局（PCCF）副主席長官兼国家トラ保護局（MS-NTCA）長官のラジェシュ・ゴパル氏の報告書に基づき、同省はシンガラのサイトを承認できないと述べた。報告書には次のように記されている。

「提案されたプロジェクトサイトは、ムドゥマライトラ保護区の緩衝地帯に位置し、バンディプールとムドゥマライトラ保護区のトラの中心的な/重要な生息地に近接しています。また、ここはゾウの回廊でもあり、西ガーツ山脈から東ガーツ山脈へ、またその逆方向へのゾウの移動を容易にしています。この地域は、人間の居住地やリゾートによる深刻な生物的圧力のためにすでに乱されており、プロジェクトの建設段階では、バンディプールとムドゥマライトラ保護区の中心地域を通過する高速道路を通じて建築資材を輸送する必要があります。 ^」[15]

代わりに、大臣はタミル・ナードゥ州テーニ県のスールリ滝近くの代替地を提案した。大臣は、この場所はシンガラと同じ問題は引き起こさず、環境および森林の伐採許可は深刻な問題にはならないと述べた。大臣はまた、代替地に必要な承認を省が促進することをDAEに保証した。INOプロジェクトのスポークスマンであるタタ基礎研究所のナバ・K・モンダル博士は次のように述べた。

「しかし、スルリヤールも森林保護区にあり、密集しているため、木々の伐採が必要ですが、シンガラではそのような必要はありませんでした。政府は、この場所の森林伐採が確実に行われると保証できますか」と彼は尋ねます。「あるいは、スルリヤール滝から20～30キロ離れた近くのテヴァラムに移転することもできます。この森林地帯には低木しかありませんが、水源はなく、30キロの距離をパイプで送る必要があります。」^{[15] [16]}

2010年10月18日、環境森林省は、タミル・ナードゥ州テーニ地区のボディ・ウェスト・ヒルズ保護林に観測所を設置するための環境および森林の許可を承認した。

2012年2月時点で、この土地はタミル・ナドゥ州政府からINO共同体に割り当てられ、発掘作業が開始されようとしていた。INOプロジェクトのチーフスポークスマンで、ムンバイのタタ基礎研究所の上級科学者であるナバ・K・モンダル氏は、ザ・ヒンドゥー紙に対し、プロジェクト準備作業は2012年4月に開始され、作業には6億6千万ルピーが承認されていると語った。最初の作業は、ラシンガプラムからポティプラム村までの道路接続を確立することである。このプロジェクトは、推定費用1,500億ルピーで2015年に完了する予定である。^{[8] [9]}

2012年9月18日、ケララ州の80代の野党党首でCPI(M)中央委員会委員のVSアチュタナンダンは、環境問題と放射線問題を挙げ、タミル・ナドゥ州とケララ州の境界にあるテーニ・イドゥッキ国境にニュートリノ観測所を設立することについて懸念を表明した。^[17]すぐにINO協力団体は彼が提起したすべての問題を明らかにし、その回答はINOのウェブサイトに掲載されている。

2015年1月5日、ナレンドラ・モディ首相率いる連邦内閣はインドにニュートリノ観測所（INO）を設立することを承認した。^[18]

2015年2月20日、国立環境裁判所の南部法廷は、インドを拠点とするニュートリノ観測所（INO）プロジェクトに与えられた環境認可に異議を唱える請願について、中央政府と州政府に通知するよう命じた。^[19]

2015年3月26日、マドラス高等裁判所のマドゥライ支部は、インドにニュートリノ観測所（INO）を建設する計画について中央政府に差し止めを命じた。裁判所は、政府に対し、工事を開始する前にタミル・ナドゥ州汚染管理委員会（TNPCB）の許可を得るよう指示した。^[20]

2018年3月19日、インド環境省は、NGTの判決を特別なケースとして覆した。承認は条件付きであり、タミル・ナドゥ州汚染管理委員会と国立野生生物委員会の同意が必要である。承認は、「環境影響評価」（EIA）通知2006のスケジュールのカテゴリーBに基づいて行われた。しかし、プロジェクトは環境に配慮した国立公園からわずか4.9kmの場所にあるため、理想的にはカテゴリーAとして扱われるべきだった。さらに、EIAは「非認定機関」であるサリム・アリ鳥類学・自然史センターによって行われた。^[21]

このプロセス全体を通じて、ポティプラム・パンチャーヤットの村民たちは、Poovulagin Nanb​​argal（地球の友）の旗の下で、提案されている天文台の反対運動を続けている。同組織のスポークスマンは、天文台を建設するために山の中に爆破される数十万トンの岩石が地震を引き起こす可能性があることに懸念を表明した。さらに、彼はプロジェクトによる潜在的な放射線と生態系への一般的な害についても懸念を表明した。^[22] 2020年1月、ポティプラムの村民は、西ガーツ山脈に生態系被害をもたらす可能性があることを理由に、自分たちの地域にINOを建設することに反対する決議を可決した。^[23]

2021年7月現在^[update]、INOプロジェクトの建設は開始されておらず、プロジェクトは「行き詰まっている」とされている。施設と実験装置の計画は作成され、プロジェクト実現のための場所が選定され、予算も提案されているが、地元の村民、政府関係者、そして特に環境保護論者や政府の環境機関の反対により、タミル・ナドゥ州ポティプラム村の選定された場所での実際の建設開始の許可を得ることができていない。建設を開始するには環境機関の承認が必要である。実際、2021年6月17日、タミル・ナドゥ州のMK・スターリン首相はナレンドラ・モディ首相と会談し、INOプロジェクトを棚上げするか、他の場所に移すことを提案した。スターリンの提案は、州（タミル・ナドゥ州）森林環境局の助言に基づいたものだった。建設がいつ開始されるのか、あるいはそもそもプロジェクトが実現するのかについては、まったくわかっていない。しかし、プロジェクト組織、つまりINO協力はINOプロジェクトを継続している。INOの科学者たちは、他の著名な科学者たちとともに、スターリン氏に返事を書き、INOの建設をできるだけ早く行うよう主張した。^{[24] [25]}

2022年、タミル・ナドゥ州政府はインド最高裁判所に宣誓供述書を提出し、連邦政府（つまりインドの中央政府）にINOを中止するよう求めた。また、他のニュートリノ実験（実現したものもあれば、まだ開発中または計画中のものもある）が発見の可能性の点でINOを追い越し始めたため、INOは目的を失い始めたと指摘する者もいた。^[26]連邦政府を含むINOプロジェクトの推進者は、INOを支持する独自の主張をインド最高裁判所に提出し、2022年現在^[update]、INOの支持者と反対者の間の議論は最高裁判所で続いており、現場での建設は行われていない。^[27]

ウィキメディア・コモンズには、インドに拠点を置くニュートリノ観測所に関連するメディアがあります。

• Vaiko: スクラップ・テニ・ニュートリノ・プロジェクト
• インドニュートリノ観測所公式ページ
• 科学の疑問 ラージヤ・サバーTV
• INO Singara サイトの写真ギャラリー
• IMScのINOページ
• インドに拠点を置くニュートリノ観測所に関するNBRアライアンスのページ
• インドニュートリノ観測所公式ページ（2021年6月更新）

9°57′20″N 77°17′01″E / 9.95556°N 77.28361°E / 9.95556; 77.28361