研究室選びで困っています

質問

現在物理学科の３年生です。研究室選びの時期がもうすぐやってきます。方向性としては量子実験になります。以下長かったらすいません。

私が物理学科に進むことを決めたのは高校の２年生の時期です、きっかけはテレビや雑誌等で見た宇宙をテーマとした内容でした。宇宙と言っても興味をもったのは惑星がどうとかいうのではなく、宇宙の始めは惑星など無く、最初にできた物質は素粒子と呼ばれるものであり、この世の物質の最小単位であるということです。そして、ＡＴＬＡＳ実験でミニブラックホールを作って、宇宙の始まりの状態を作るだとか、物質に重さを与える粒子を見つけるといった内容をみると、これはすごいと思ったわけです。また、地元の国立大学物理学科のオープンキャンパスにもいきました。そこでは、素粒子に関する簡単なビデオを見せていただき、また教授からは物理とは物事の理を追究する学問であり、物理を用いればその理を説明できるという話も聞きました。当たり前の話を耳にしたのかもしれませんが、当時の私にとっては何ともうれしい言葉だったのです。
しかし、センター試験の結果がダメで、オープンキャンパスに行った地元の大学にはいけませんでした。家庭の事情で浪人はできませんでしたので、他の大学へ。
★そして今、大学３年生です。上記の内容の研究は素粒子実験と呼ばれる分野になるようなのですが、今所属する大学にその研究室はありません。キーワードは宇宙、素粒子、加速器といった感じになると思うのですが、原子核の加速器による構造解析とダークマターの検出器による探索とではどちらが、より分野として近いのでしょうか？大学院進学で他大学に行くことも考えています。☆

回答No.4

61686168

＞陽子中性子を最小単位にする分野としては原子核のクラスター模型がその範囲に入るのでしょうか？

そうですね。アルファクラスターなんてのは原子核構造の分野で
今熱心に研究されているテーマの一つです。

＞ｓクォーク・クォークの階層まで降りる分野としては原子核のハイパー核がそれに当たるのでしょうか？

そうです、まさしくハイパー核のことです。
これはサブアトミックな原子核になります。

回答No.3

61686168

＞原子核のほうに関しても自分のテーマとしてできるのでしょうか？

「そういう原子核の分野を選ぶならば可能です」というのが回答になりそうです。
原子核の分野でもそれぞれ規模があり、
・陽子中性子を最小単位（クォークの階層までは立ち入らない）として核子間力、原子核構造を研究する分野
・クォークの階層まで降りてｓクォークやクォーク間力のグルオンなどのサブアトミックを研究する分野
という感じに二分できると思います。後者の方は素粒子実験に近いものがあり、
小さな階層を調べるにはより強大なエネルギーの加速施設が必要でやっぱり施設の規模は
それなりに大きくなってしまいます。前者の原子核構造と素粒子実験の間の規模ですね。
一応、原子核の分野ならば後者のサブアトミックな分野でも自分のテーマとして
できるのかも（？？）しれません。ちょっとわからないので要確認ですが
それでも複数人でデータを解析しあってるって印象があります。
前者の原子核ならば全データ１００％を自分一人だけで解析することでしょう。

まとめると、

・原子核実験は、５人から１０，２０人のグループの規模で、
一つの実験は数日から１０日前後。実験サイクルも１年単位って感じなので
自分のやりたいテーマを自ら提案することも可能。例えばＤ１で提案して
Ｄ２で実験し、Ｄ３で解析して学位論文を書いて卒業することは十分可能。

・サブアトミックな原子核は、３０人から５０人程度の規模で
一つの実験は月単位（１月から数ヶ月）。実験サイクルは２，３年単位という印象で
博士を三年で卒業しようと思うと修士をとる前に実験を提案しておく必要があり
現実的に自分のテーマで学位をとることは不可能。
（もしくはドクターを５年以上する覚悟があれば自分のテーマでも実験可能か、
　指導教員のテーマで学位を取らせてもらうならば３年でもいけるか（？））

・素粒子実験は、５０人以上で一つの実験は年単位（数年以上）で行い、
その一つの実験のそれぞれの箇所で複数の学生が学位論文を書いたりしている。
実験サイクルは５年、１０年単位。一生のうちで自分の実験が１回できれば十分な世界。
学位はあるプロジェクトの中の一つのテーマで書かせてもらって、ポスドクとかしてるときに
自分のプロジェクトを思いつき、准教授になったときにそのプロジェクトでしようする
検出器の開発を学生にしてもらって結果が出て教授になれる、とかそんな世界です。
（↑私の妄想も入っている一例ですので鵜呑みしないでくださいｗ）

まー素粒子実験とかサブアトミック分野とかは扱っているテーマが物理の分野の花形なので
おもしろそうなのはおもしろそうなのですが、現実は結構つらいということですね。
対して小規模な原子核ならば自分のテーマでできますが、、、
自分のテーマを自分で思いつくのって、これがまた結構難しいんですけどね、、、笑

参考になれば幸いです。

お礼

何度も回答あがとうございます。原子核構造の分野でいうと、陽子中性子を最小単位にする分野としては原子核のクラスター模型がその範囲に入るのでしょうか？また、ｓクォーク・クォークの階層まで降りる分野としては原子核のハイパー核がそれに当たるのでしょうか？

何度もすいません

回答No.2

61686168

＊１です。ああすいません。
＞原子核の加速器による構造解析とダークマターの検出器による探索とではどちらが、より分野として近いのでしょうか？
という質問だったのですね。
分野として近いのはダークマター検出かもしれませんが、実験として
やっていることは、素粒子実験もダークマター検出も原子核構造解析（核構造をやってるってことですよね？）
もどれもほとんど同じだと思いますよ。

回答No.1

61686168

近い分野の院生です。
・加速器を使った素粒子実験
・ダークマター探索
で迷われているようですが、大雑把に言えばどちらを選んでも構わないのではと思います。
というのも両者は方法・手段は違えども目指しているところは同じ（宇宙の構成物質の究極的解明）だからです。
後者は非加速器実験とも呼ばれ、加速器を使わないで宇宙から飛んでくる粒子を
受身的に検出解析することで研究しようとする分野です。以前のカミオカンデ
なんかがそうですね。対して前者は積極的にそういった粒子や状況を加速器で
作ってそれを検出解析していこうとする分野です。
なので部外者の私からするとどちらでも構わない気はしますが、、、

ただ印象的に宇宙により近い研究ができるのは後者のほうだと思います。
研究目的自身が宇宙のまだ見ぬ暗黒物質を探ろうというものですから。

最近はダークマター検出のほうも大掛かりな装置になってきていますが、
印象的には１０人程度（もしくは未満）のグループでやることが多い気が
します。なので自分のテーマとして研究することができます。
対して素粒子加速器実験は装置や実験自体が国家プロジェクト並の規模を
誇りますので（ＡＴＬＡＳなんて世界規模ですよね）、やり遂げた感は大きいと
思いますが、実際に自分が関与できるのは全体の中の装置の一部分だけだったり、解析も全体の内のある一部分だけだったりと、
プロジェクトの中の一駒として働くことになります。そしておいしいことろは
プロジェクトリーダーがさっくりもっていくわけですね。
（例えばカミオカンデのこしｂ、おっと誰か来たようだ、、、）

まーこれも規模が規模だけにしょうがないわけですけどね。

実験自体もプロジェクトですから民主党が政権をとって予算が
下りなくなると計画していた実験が白紙になるとか、
そこまで行かなくとも準備が遅れて年単位で実験が延びる、なんてことはザラにあります。
なので素粒子実験の分野で学位を取ろうとするならば、規定の３年ではまず
卒業できないことを理解しておかないといけないでしょう。
（素粒子分野の友人は軒並みオーバードクターです、、、私もですが、、、orz）
また博士まで行かなくとも修士で一般就職すると言う場合も、素粒子実験分野ならば
ある装置の較正をしました～、という程度のことでしか論文が書けないことが
多々あるということも頭にいれておくといいかもしれません。
とにかく素粒子実験は規模が大きいですから、何でも自分の好きなようにする（自分のやりたいテーマをする）
ということはちょっと難しいということを知っておいてください。

いろいろ書きましたが、学部の研究室ならば（近い分野ならば）どこでもいいでしょう。
そこで基礎を勉強しておいて大学院でやりたいことをやっている
研究室を選んでください！

お礼

ご回答ありがとうございます。なるほど、そういう現実がやはりあるのですね。道理で、大学の素粒子実験分野の研究室のＨＰを見たときに装置の製作がよく目に伺えるわけですね。どうやら、その分野に関しては傍観者としているのがいいのかもしれません。ダークマターに関しては自分のテーマとしてできるとのことですが、原子核のほうに関しても自分のテーマとしてできるのでしょうか？手段としては加速器施設を使うことが多いようですが。