スーパーカミオカンデのエンジェルリングと誤測定

質問

４個の問があります。各問い(1)から(4)にお答えをくださるとありがたいです。

　天使の輪（エンジェルリング）とはシャンプーメーカーの宣伝広告で見かける言葉で、艶のある髪の毛に光が当たると浮かび上がる、 頭頂部に近い部分の髪の毛を一周するような光の輪のことだ。
　これがもしスーパーカミオカンデの内壁の面にしょっちゅう表れるとしたら、スーパーカミオカンデにはチェレンコフ光を観察する能力に問題がある。
　ニュートリノが入射していなくても誤観測をする可能性が生まれる。

　なぜならチェレンコフ光では円錐の底辺を一周する光輪を観察するから、それと似たものが表れると致命的な誤信号の原因になるからだ。

　チェレンコフ光は円錐の頂点の一点において高速運動していた量子が急減速している時に発生し、そのためチェレンコフ光の光輪は輪の全体が同時に光る。エンジェルリングはそれととても似ている、が、でも同じ場所にいつも見えていることから量子の急減速ではない。
　だから量子の急減速でないエンジェルリングを、もしかするとスーパーカミオカンデではニュートリノの捕捉と間違える可能性が高い。

　しかしエンジェルリングがスーパーカミオカンデに発生した証拠がある。
　エンジェルリングは多数の反射物があるときに発生する。
　たとえば万華鏡のなかに合わせ鏡の接触点から頂点を結んで正多角形が見えるのも、エンジェルリングの原因と同一のなかまだ。

　しかもスーパーカミオカンデには４万本の鏡面が内壁面に貼られている。４万本の光電管の受光面は鏡面とある意味同一だからだ。だからエンジェルリングの現象には注意を払わねばならない。

　たとえば２０１７年１１月２６日日曜の朝日新聞３５面にスーパーカミオカンデとチェレンコフ光の図解と写真が掲示されているが、その写真にはスーパーカミオカンデの内壁の面の頭上高くにエンジェルリングが見えている。
　このエンジェルリングはどのようにして現れたのだろうか。
(1) その原因を知りたい。
この記事の写真には天井面に７つ以上のランプ光源がみえる。まずこのランプのいくつかがこのエンジェルリングの発生源と推測できる。(2)皆さんはエンジェルリングの発生源にランプ光源を疑うか否か問いたい。

　他にも撮影方法に原因がある場合も疑える。
　スーパーカミオカンデは大規模な構造なので天井からランプ数個で照らしても撮影の光源としては暗い。このようなとき、カメラのシャッターを数分間開いたままにして、ストロボをまんべんなくあちらこちらの方向へ向けて焚く方法で大洞窟のような全体を写すことがある。(3)撮影方法から生まれ出たエンジェルリングなのだろうか。

　(3)エンジェルリングの原因はストロボ撮影の方法に発生したのだろうか。
(4)スーパーカミオカンデでニュートリノがみえたのが、エンジェルリングの誤測定でない証の有無を知りたい。
(1)から(4)の４個の疑問に答えてください。

回答No.1

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(1)エンジェルリング発生の原因を知りたい。
撮影にともうなう光源の反射でしょう
(2)エンジェルリングの発生源にランプ光源を疑うか否か問いたい。
撮影にともうなう光源の反射と思うので疑います
(3)エンジェルリングの原因はストロボ撮影に伴い発生したのだろうか。
撮影にともうなう光源の反射と思うので疑います

(4)スーパーカミオカンデでニュートリノがみえたのが、エンジェルリングの誤測定でない証の有無を知りたい。

そもそもニュートリノの観測は光源が全くない状態で、水の中でニュートリノ減速に伴う発光を精密な機会で行うものだと理解しています。

対してエンジェルリングの定義は光沢あるものに現れる輪のように光度が高い部分が現れる現象理解してます。

つまり発光と反射では現象が違い、暗闇の中で行われる観測ではそもそも反射は無視できるほど小さいか区別ができると思います

証拠があるのかっと言えば観測データがそれになるのではないでしょうか？

お礼

ご回答ありがとう
Q1)エンジェルリング発生の原因(2)発生源にランプ光源を疑うか否か問いたい。(3)原因はストロボ撮影に伴い発生したのだろうか。
A＞撮影にともうなう光源の反射でしょう

ｑ＞当然ご回答は正しいのです。が、その先を回答者も推量してほしくもあるのです。
その先に気が付くはずと私は問いかけてもいるのです。すなわちあらゆる光源に対して反射が起こり、もしかすると輪を生じるのではないかと疑いが起きます。

Q(4)スーパーカミオカンデでニュートリノがみえたのが、エンジェルリングの誤測定でない証の有無を知りたい。

A>そもそもニュートリノの観測は光源が全くない・・と理解しています。
ｑ＞証が無いのですね。残念です。開発者たちの言葉によると、宇宙からやってくるニュートリノ以外にスーパーカミオカンデの内部にも光源は多数存在します。観測には雑音を嫌うので注意しているそうです。
その注意が足りてはいないかもしれません。
測定器には雑音が多数観測されています。チェレンコフ光にも反射は起きるので、他の雑音と区別する差異はありません。神岡鉱山の地層からはニュートリノ以外の放射が多数スーパーカミオカンデの内部に侵入し、チェレンコフ光が多数発生します。それが雑音の一部です。この雑音は当然ニュートリノの観測を妨げます。

A>対してエンジェルリングの定義は光沢あるものに現れる輪のように光度が高い部分・・・つまり発光と反射では現象が違い、暗闇の中で行われる観測ではそもそも反射は無視できるほど小さいか区別ができると思います。

ｑ＞光において、反射しない光というものは存在しません。すべての光は反射します。スーパーカミオカンデは弱い光を強い光と同じに同等に観察する光電管を用いた装置です。
　光電管の能力と人間の目の能力には差があります。
人間が目で観察するといろいろな要素から形状を認識する事ができます。輝度、照度、明暗、形状、方向、時間などが可能かもしれません。
でもスーパーカミオカンデは筒状の円周内面に４万個の点として、単純に明暗の２値（１，０）を表示する観測器です。ですから回答者のおっしゃるような「光度が高いと小さいとで区別ができる」ことには能力がありません。
時間の同時性にも人間の能力と数代続いたカミオカンデのどの測定器にも能力の差があります。
　たとえば、ある一つの光電管が前日に明を記録し、翌日隣の数個が明を記録し、そうして数日をかけて蓄積された明から輪ができたという輪があったとします。それを見分ける力がカミオカンデにはなさそうです。１日の時間差は判別できたとしても、ナノ秒以下の判別ができない装置なのです。
　似た状況で説明を試みれば、遊戯のオセロ盤の駒が白黒碁盤目模様が良いでしょう。それがスーパーカミオカンデの４万個の碁石です。例えば誰かが前日やりかけ遊んでいたオセロ盤に後日に人知れぬ間に駒を足したり引いたり入れ替えたりしたような状況がスーパーカミオカンデの観測状況です。どこをいじられたのか判別できますか。

A> 証拠があるのかと言えば観測データがそれになるのではないでしょうか？

ｑ＞科学者にとって観測データとはどんな科学においてもそうなのですが、一般に常に、検証すべき誤りを含んだ信号です。ですからスーパーカミオカンデでも光の観測そのものだけではまだ証拠にはなり得ません。証が無いのですね。残念です。

補足

A>証拠があるのかっと言えば観測データがそれになるのではないでしょうか？

q>製品を検証すると科学、製品を作成するだけなら事業
　最近は科学がなくて、事業と事業者ばかりに見えます。
　科学者ばかりか、事業者も手抜きで検査偽装、自動車もタイヤ素材も、アルミも、トンネルも　　家の建築も、
政治もそうだと怖いね。