「暗物質」是一種據說在宇宙中廣泛分佈但無法觀測到的神祕物質。透過在真空中使兩種不同波長的雷射碰撞來探索作爲候選暗物質的未知基本粒子的實驗即將起動。廣島大學和京都大學的研究團隊將利用全球最高強度的雷射發生器驗證之前研究的理論觀測方法。此舉有望成爲繼天體觀測和大型加速器之後的基本粒子物理可用能學新研究方法。
驗證暗物質探索方法的京都大學雷射設施（圖片由廣島大學的本間副教授提供）
根據最新的宇宙學認爲，目前能觀測到的物質只佔宇宙的5%，其餘全是完全未知的暗物質和暗能量。世界各地的研究人員一直在對暗物質進行觀測和探索，但遲遲沒有進展。
廣島大學的本間謙輔副教授率先推進了「藍寶石（Sapphires）國際聯合實驗」。近年來，世界各地以藍寶石爲生成強雷射晶體材料的高強度雷射的實驗設施越來越多。「藍寶石（Sapphires）之所以採用了複數形式，就是爲了反映各個基地尋找暗物質最佳環境的願望」（本間副教授）。目前正準備做實驗的場所在羅馬尼亞。
| 專案概要 | |
| 名稱 | Sapphires（藍寶石）國際聯合實驗 |
| 概要 | 利用超強雷射探索尚未發現的暗物質。在地面建設可以直接觀測的高性能實驗裝置。 |
| 時間 | 2016年~ |
| 預算 | 約3億日元（實驗設施建設費用） |
| 機構 | 廣島大學、京都大學、極端光核物理可用能中心（羅馬尼亞） |
2016年利用歐洲共同體投資建成的極端光核物理可用能中心（ELI-NP）是由2018年獲得諾貝爾物理可用能學獎的熱拉製爾·穆魯博士構思的。本間副教授與熱拉製爾·穆魯博士的交流互動始於2011年，當時本間副教授發表了提出使用雷射進行研究的論文。
ELI-NP於2019年開發出了世界最高水平的10 PW（1PW爲1000MW）雷射發生器，並徵集了國際聯合研究課題。本間副教授利用京都大學化學研究所的10TW（1TW爲1MW）雷射反復進行了初步實驗，並於2020年發現了探索未知基本粒子的方法。具體爲使兩束雷射在真空中碰撞後，可以生成被視爲有力候選的基本粒子「軸子」，然後檢測軸子迅速放射衰變時釋放的光。
激光強度越高，越適合做此實驗，所以ELI-NP是最佳選擇。這是證明理論假說的絕佳機會。本間副教授充滿期待地表示：「不再等候檢測出暗物質。如果能透過實驗造出暗物質，就能獲得決定性證據，觀測也能獲得補正。」
日文：永田好生、《日本經濟新聞》，2022/02/28
中文：JST客觀日本編輯部
