SCIENCE CASTING

調査テーマ

• 霧箱で素粒子のエネルギーを測ろう！

  高エネルギー加速器研究機構

  KEKでは、宇宙で一番小さい粒「素粒子」をぶつけて高いエネルギーを作ることで宇宙の始まりを調べています。粒子と粒子をぶつけてできたエネルギーから別の粒子が飛び出してきて、それらの粒子を測定器でキャッチして研究をしているのです。では、どのように目に見えない小さな素粒子の測定をしているのでしょうか？
  実習では、実際に加速器で実験をすることはできませんが、私たちの身の回りにある素粒子「宇宙線」を使って素粒子の測定を体験します。測定に使うのは「霧箱」という装置。霧箱を使ってノーベル賞が3つも取られていますが、実は身近な材料でも作れてしまいます。自分で霧箱を組み立て、簡単な計算で素粒子のエネルギーを計算して、実験物理学者の気分を味わいましょう。

  

  つくばの代表的大規模研究実験施設を運用しているこの研究所では,高いエネルギー状態の素粒子を作り出し、これを利用した多様な研究を進めています。加速器施設の巨大さは航空写真でなければ全貌が分からないぐらいですが、今回は身の回りにあふれる素粒子自体を認識する経験ができる機会をいただく予定です。：実行委員会

• 私たちのくらしとバイオテクノロジー ー光るカイコから最先端技術を考えようー

  農業・食品産業技術総合研究機構 生物機能利用研究部門 絹糸昆虫高度利用研究領域

  カイコは約5000年前からヒトが絹(シルク)を取るために利用してきました。家畜化が極端に進んだ結果、人間の手助けなしには生きていくことも命をつなぐことも出来ない生物となっています。
  ゲノムの解読や遺伝子組換え技術の確立により、実験材料としての存在感も増していますが、産業動物としても医薬品の原料となるタンパク質の生産や光るシルクや超極細シルクの開発が行われています。また2014年、富岡製糸場等が世界遺産に登録されて以来、カイコをめぐる歴史は改めて注目を集めています。ここでは、ノーベル化学賞で話題になったオワンクラゲの緑色蛍光タンパク質(GFP)等を利用した世界初の光るカイコの最先端研究を紹介し、実習を行います。カイコの歴史や遺伝子組換えカイコの作り方と利用法を学んだ後、卵にDNA等を顕微注射したり、GFPを抽出します。さらに希望者はカイコを解剖して、体内で光る蛍光を観察します。また、蛍光タンパク質とシルクを融合させた光るシルクを用いて試作した洋服等の貴重な実物を見学します。

  

  我が国を代表する高級繊維素材であるシルクの世界的な評価は引き続き高く、新用途開拓も含めた研究が進められています。今回も農研機構さんには、蚕研究の将来発展について最先端の研究体験をさせていただけます。：実行委員会

• その空気、ホントに安全？～見えない化学物質の招待に迫る～

  国立環境研究所 環境リスク・健康領域 生態毒性研究室

  私たちは毎日、無意識のうちに約1万リットル、重さにして約14kgもの空気を吸い込んで生活しています。一見すると透明で清浄に思える空気ですが、時折ふっと何かの臭いを感じたり、都会の空気が少し重く感じられたりすることはありませんか。
  実は、空気の中には多種多様な化学物質が混在しています。例えば、髪の毛の太さの100分の1よりも小さなPM2.5や、さらに小さな超微小粒子、そしてガス状物質といった、さまざまな姿で漂っています。これらは目には見えませんが、呼吸の際に空気とともに体内へ入り込み、私たちの健康に影響を及ぼしています。
  本コースでは、最新の分析技術を用いて空気の正体を客観的に捉えるプロセスを体験します。
  まずは、大気中にどのような物質が潜んでいるのか、その物理的、化学的な性質や発生メカニズムについて、専門的な知見から学びを深めます。続く実験パートでは、実際にディーゼルエンジンの排気ガスをサンプリングし、最先端の分析装置を駆使して化学物質を特定するプロセスを体験します。

  

  化学物質の環境や生物に対する影響をあまり実感する機会がないかもしれませんが、こちらは特に大気中に漂う物質の生態影響を研究する国内有数の研究室です。実際の実験室での一連の試験の体験はとても貴重なものです。：実行委員会

• 生物リズムと睡眠を理解する

  筑波大学 医学医療系

  2024年つくば奨励賞若手研究者部門を受賞された平野有沙先生のラボを訪問します。受賞対象は、「概日時計の破綻による概日リズム障害発症メカニズムの解明と、その治療法の開発に資する研究」でしたが、先生は地球の自転が生み出す24時間周期の環境変化が生命にどのように反映されているのか、そして現代社会においてそのリズムを乱れる原因やその解決策を提案すべく研究を進めておられます。：実行委員会

  

• 日本と極域における雪氷圏変動

  気象庁気象研究所

  気象研究所は、天気予報や将来気候予測などの精度を高めるための研究を行う、気象庁の研究機関です。気象研究所では、国内外に存在する雪や氷に覆われた場所(雪氷圏)で、太陽光や天気、雪の積もり方などを観測しています。そして、その観測で得られたデータをもとに、雪や氷のしくみと気象・気候との関係をより正確に理解し、得られる知見を予報や予測の高度化に役立てることを目指しています。
  このコースでは、世界的に見て特に顕著な温暖化が進行している北極・南極などの極域や、私たちが暮らす国内に存在する雪や氷がどのように変化してきているのか理解することを通して、気候変動を学びます。さらに、その変化が日本での生活や地球全体にどのような影響を与えるのかについても知ることができます。また身近にある物を使って人工的に雪を作って、雪の結晶を観察する実験も行います。雪や氷、地球環境問題について考えてみたい人はぜひ来てみてください。

  

  地球を知るための知識や技術は、標本試料が基礎となって蓄積されていきます。わが国では国立科学博物館が有名ですが、実は地球標本ではここ地質標本館もそれに勝るとも劣りません。地下数百メートルの岩石や、紙より薄い鉱物などとの意外な出会いと、博物館の裏方仕事に触れる貴重な機会です：実行委員会

• 未来のデザイナー&クリエイター体験：VR技術と認知心理学の文理融合研究によるXRコンテンツ制作(プログラミングは不要)

  産業技術総合研究所 人間社会拡張研究部門 インターバース研究グループ

  VR(仮想現実)を使って、ショッピングモールや歴史的施設などの空間を「もっと便利に、もっと楽しく」する新しいデザインの世界を体験できます。これからの時代は、商品やサービスや空間や街のデザインをXRで再現して、効果やリスクを科学的に検証しながら設計できるようになると考えられます。皆さんには、産総研が独自開発したXRアプリケーションを使って、マウス操作で画像や3Dモデルを配置しながらXR空間を制作してもらい、自分たちで創った世界に没入して、認知心理学の手法を用いて見やすさや楽しさなどを分析する方法について学んでもらいます。VRのプログラミング知識は不要です。
  さらに、自分のアバターを作ってもらう体験や、他者と身体が入れ替わったように感じる不思議な体験も予定しています。工学や数学などの理系分野と、心理学やデザイン、社会をより良くするための研究を組み合わせた、文理融合の最先端研究に触れてみましょう。将来のデザイナーやクリエイターのように、人の心や行動を理解しながら新しい社会や体験をデザインする面白さを学べるプログラムです。人や社会を科学する研究に興味がある人、心理学やデザインに興味がある人、文理どちらにも興味がある人にもおすすめです。

  

  今回初めて気象庁気象研究所に受け入れていただきます。わが国で2021年から運用が始まっている気象庁の「顕著な大雨に関する情報」の提供は、ここで開発された自動検出技術が支えているのだそうです。ぜひ最先端の気象検出技術の一端に触れてください。：実行委員会

• 超高温超高圧発生装置を用いた新物質探索

  産業技術総合研究所 電子光基礎技術研究部門

  当研究グループでは、超伝導材料研究の一環として六方型キュービックアンビルを用いた超高温超高圧発生装置による新規材料開発を行っております。この装置の多くは地球科学等の研究分野で利用されておりますが、これをエレクトロニクス分野の材料開発に応用しております。
  超伝導の実用化は、産業面では既に医療用MRI等に用いられており、半導体材料と同様、現代の基盤技術を支えております。しかしながら現在のところ、超伝導現象が生じる温度まで冷却しなければならない為、冷媒が必要不可欠となることから、応用範囲は極めて限定的となり、理想的には室温でも作動する高温超伝導体の開発が望まれています。当グループでは、対象材料として主に液体窒素温度を超える超伝導転移温度(Tc)を持つ銅酸化物系や、それに次ぐ高いTcをとる鉄系超伝導体を中心に研究することにより、従来の金属系超伝導体の超伝導発現機構とは異なると考えられている発現機構の解明をするとともに新規超伝導体の開発へと繋げるという、どちらかといえばやや基礎的な研究を行っております。
  当日は、この装置を用いて試料合成を行い、得られた試料をX線回折装置によって評価し、物性特性評価として例えば、磁化測定による温度依存性の測定を行う予定です。

  

  超電導という言葉を聞いたことがあっても、目の前で超電導現象を見る機会はほとんどありません。この研究室では、新しい材料開発として始まった超電導現象の基礎から実際の現象の観察まで、皆さんが体験できる機会を与えていただけます。：実行委員会

• 宇宙から見た地球：電子の眼リモートセンシング

  産業技術総合研究所 地質情報研究部門

  人工衛星のセンサーを使った「リモートセンシング技術」の開発や、衛星から送られてくるデータを使った解析研究により、現地に行かずに地球のどこでも情報を収集できるようになります。衛星に搭載された「電子の目」による光のセンサーは、植物の特徴、地面温度や大気中の酸素・二酸化炭素濃度、岩石の中の特定の元素や地下浅いところにある地盤の構造なども捉えることができます。また同じ場所を繰り返し観測することで「環境の変化を捉える」「地質情報を知る」「資源探査に役立てる」「防災に関わる情報の収集・・」などに利用されています。
  当日は、最初に衛星リモートセンシングの概要について知ってもらい、実際の衛星データを使った地球や月などの最新研究をご紹介します。その後、皆さんに実際のデータと解析ソフトを使った課題研究をやっていただきます。データやソフトは産総研が提供し、操作なども研究者がサポートしますので、ぜひ最先端の衛星リモートセンシングの現場に触れてください。

  

  今や日常生活に溶け込んでいるGPSやお天気衛星なども、宇宙から地球を見る技術の一環です。この研究室では、皆さんのお住まいや学校などを当日衛星から見せていただけるかもしれません。：実行委員会

• 超音波で計測してみよう ～物質の特性を音で測る～

  産業技術総合研究所 セルフケア実装研究センター

  超音波という「音を使って体を傷つけずに中身の硬さや状態を診断する技術」とは、中高生の皆さんにも馴染みがある言葉で言うと、「ハイテクなエコー検査」の進化形になります。音は、伝わるモノの「硬さ」や「密度」によって伝わり方が変わります。この性質を利用して、外からは見えない体の内部(組織や臓器)が「どれくらい硬いか」「どういう状態か」を正確に測るシステムを開発していますが、これは、がんの早期発見や外科手術のサポートといった「未来の医療」に繋がります。
  また、ただ「測る」だけでなく、それを「誰でもどこでも使えるように社会へ届ける(実装する)」ことにも力を入れて研究しています。例えば、専門の医者でなくても、AI(人工知能)と組み合わせた音の計測器を使うことで、精度の高い診断ができる仕組みを作ろうとしています。その一端を体験してください。

  

  初日夕刻のエポカルトークサロン(夕食会)に引き続いて、全員が参加できる特別なナイトセッションを企画しました。今年は産業技術総合研究所・筑波大学連携大学院の大山潤爾先生にお越しいただいて、心理学とxRで伝える未来デザインを紹介していただきます。何人かは体験できますよ：実行委員会

• 机の上で見てみよう：地質現象を模擬する実験

  東京理科大学 教養教育研究院 理学研究科

  地球と宇宙の時間と空間の全てを対象とする地学では、調べようとする現象と同じサイズ(何千キロとか)とスピード(何万年かけてとか)で実験を行うことができません。そこで、地震、津波、火山噴火、高潮、斜面災害などの自然災害を模擬する実験が必要になります。まずその基本的な考え方や装置の設計・製作について、自身で種々の模擬実験をしながら学んでもらいます。
  流体の圧縮や圧力開放に際しての基本的な挙動を知っていただいた上で、地下水・溶岩・火山ガスなど、多くの自然現象で主役として振舞っている流体について実感しましょう。具体的には地震による揺れや地滑り、地盤の液状化現象、河川洪水時の堤防の破堤現象、火山噴火の駆動力、火砕流の流動など、流体に注目すると多くの自然災害の基本的なプロセスが見えてきます。

  

  東京理科大学野田キャンパスは距離があるので、つくば国際会議場にラボから実験装置を持ち込んで探求活動をしていただきます。：実行委員会

• ナイトセッション

  初日夕刻のサイエンスラウンジ(夕食会)に引き続いて、全員が参加できる特別なナイトセッションを企画しました。今年はTsukuba Science Edge 2026で文部科学大臣賞を受賞された、茨城県立並木中等教育学校チームのみなさんを招いて、受賞研究や探究活動を含めた学校生活と将来の夢など、身近な話題も提供していただきます。ぜひ、気楽な会話で盛り上がってください。

イベント参加の中で取得された写真やデータは、つくば国際会議場やサイエンスキャスティングに参加する公的研究機関等に共有される場合があります。また、個人を特定できない形で、機関広報や学会発表等で使用される場合がありますのでご承知おきください。