SESAMEシンクロトロンが中東の科学、歴史、政治に新たな光を当てる
GeekWire の Alan Boyle が、今夏の中東科学ツアーの訪問地の 1 つであるヨルダンでの外交的な趣向を凝らした 9,000 万ドルの科学プロジェクトについてレポートします。
アラン、ヨルダン — イスラエルの研究者にとって、SESAME は聖書に記されている乳香が正確に何から作られていたのかを解明する道を開く可能性がある。
アラブの研究者にとって、SESAME は、ヨルダンのペトラ遺跡に何千年も前に建てられた畏敬の念を起こさせる建造物がどのように装飾されていたかを明らかにする可能性がある。
そして、潜在的な発見と同じくらい素晴らしいのは、イスラエル人とアラブ人がSESAMEで協力してその発見に取り組んでいるという事実です。
ではSESAMEとは何でしょうか?
文字通りの意味は、「中東における実験科学と応用のためのシンクロトロン光」の頭文字です。これは、ヨルダンの首都アンマンから車で約1時間のアランにある施設の科学的目的を反映しています。
研究者たちは、直径436フィート（約130メートル）のシンクロトロンリングを用いて電子を励起し、磁気を帯びた障害物コースを高速で通過させることで、鮮やかな閃光を発生させます。この光線が、死海文書が発見された場所から採取された乳香の破片やペトラから借り受けた岩絵などのサンプルに含まれる原子に当たると、その化学組成を驚くほど詳細に明らかにすることができます。
「基本的に、シンクロトロンは非常に大きな電球です」と、SESAMEの運営委員会でイスラエルを代表しているテルアビブ大学の生物物理学者ロイ・ベック・バルカイ氏は言う。
しかし、SESAME を別の観点から見ることもできます。シンクロトロン物理学が材料科学、化学、生物学、考古学などの分野に光を当てることができるのと同じように、SESAME の国際的な影響力は、世界の切実に必要としている地域に橋を架けることができます。
「シンクロトロンの真髄は、つながりです。…シンクロトロンは、あらゆる科学分野間のつながりを築くのに効果的ですが、個人的なつながりを築くのにも役立ちます」とベック＝バーカイ氏は述べた。
ビッグサイエンスのためのツール
シンクロトロンは、例えばフランスとスイスの国境にある大型ハドロン衝突型加速器（LHC）やレーザー干渉計重力波観測所（LIGO）のような科学的な魅力は持ち合わせていないかもしれない。しかし、ワシントン州とルイジアナ州にあるLIGOの検出器と同様に、シンクロトロンはビッグサイエンスのツールキットにおける最先端の機器である。
世界中で60台以上のシンクロトロンが稼働しており、そのうち6台は米国にあります。SESAMEは中東で稼働している唯一のシンクロトロンです。
アラブ・イスラエル共同プロジェクトは1990年代に構想され、2003年にヨルダンで正式に起工式が行われ、勢いを増しました。ヨルダンがホスト国に選ばれたのは、ヨルダンが創設メンバー国（バーレーン、エジプト、イスラエル、パキスタン、パレスチナ、トルコ）すべてと外交関係を有していたことが一因です。（その後、バーレーンはコンソーシアムから脱退し、キプロスとイランが参加しました。）
建設は、2,500万ドルの現金寄付に加え、欧州連合（EU）から寄贈された数千万ドル相当の機材のおかげで進められました。この組織は、大型ハドロン衝突型加速器（LHC）を擁する素粒子物理学研究所、欧州原子核研究機構（CERN）をモデルにしています。ジョーダンによる土地と機材の提供により、推定投資額は9,000万ドルを超えました。
寄付された機器のおかげで、SESAMEは支援者にとってお買い得な存在となった。「これはこれまでで最も低コストのXAFSビームラインです」と、シンクロトロンのX線ビームラインを担当するメサウド・ハルフーシュ氏は述べた。
中東情勢の浮き沈みに加え、2013年には異常な吹雪でシンクロトロン棟の屋根が崩落するなど、建設には10年以上を要しました。しかし、2017年にようやく施設が稼働を開始しました。2月には、SESAMEに必要な電力をすべて賄う6.48メガワットの太陽光発電所が稼働を開始しました。
SESAMEのイタリア生まれの科学ディレクター、ジョルジオ・パオルッチ氏の厚意により、シンクロトロン施設の内部を見学することができました。ツアーは、シンクロトロンリングを外界から遮断する壁を抜ける厚い扉から始まりました。ハイライトの一つは、リングの高電圧機器の上に吊り下げられた鋼鉄製のキャットウォークに登ることです。（慌てないでください。訪問中は機器の電源が切れていました。）
シンクロトロンの実験の燃料となる電子は、マイクロトロンと呼ばれる幅6フィートの円盤状の装置で生成され、高出力の磁石のセットによってリングの真空チャンバーの周りを誘導されます。
他の磁石は電子を偏向・集束させ、特定の波長に集中した光線を生成します。X線分光法と赤外分光顕微鏡法用の2本のビームラインが既に稼働しており、さらに5本のビームラインの増設が計画されています。
SESAME実験から得られた最初の査読付き研究論文が6月に発表されました。この実験では、トルコの科学者たちがX線を用いて、合成燃料の製造に期待される触媒の分子構造を研究しました。
進行中のプロジェクトの一つは、3400万年前のカメの骨を保存する最善の方法を検討するものです。もう一つのプロジェクトは、パレスチナの土壌と水のサンプルを分析し、環境汚染の兆候を探すものです。
他にも中東の古代の謎を探る実験がある。
- キプロスの研究者たちは、古代の食生活や環境ストレスについてより詳しく知ることを目指し、キプロス、イラン、トルコ、シリアの数千年前の骨、歯、髪の毛をSESAMEの赤外線ビームラインを使って分析している。
- エルサレムのヘブライ大学の研究チームは、死海文書に関連する遺跡で発見された2000年前のインクと乳香のサンプルの化学組成を判定したいと考えている。
- ヨルダンとドイツの研究者たちは、ペトラの有名なナバティーン時代の石造建築物から採取された彩色された破片のサンプルを分析している。「どのように着色されたのか、そして金や顔料がどのように石に付着していたのかを解明したいのです」と、SESAMEの赤外線ビームラインを担当するエジプト人研究者、ギハン・カメル氏は述べた。
やるべきことリストにあるプロジェクトの一つは、カメルにとって身近なものだ。「10月にエジプトのミイラが届く予定です。頭部です。そこからサンプルを作らなければなりません」と彼女は言った。
このビデオでは、Open SESAME プロジェクトの目標について説明します。
期待…そして不安
SESAME は、宗教や政治の断層によって分断されている世界の一部地域でも、科学的協力が足場を築くことができるという考えから生まれました。
「私たちはこれを示したのです」と、SESAMEの設立に携わったエルサレム・ヘブライ大学の物理学者、エリエゼル・ラビノビッチ氏は述べた。「誰もそれを私たちから奪うことはできません。そして今、私たちは第二段階にいます。…これからは、科学の質によって評価されることになると思います。」
SESAMEで実験を主導する最初のイスラエル人科学者は、テルアビブ大学の材料科学者、ブライアン・ローゼン氏です。彼はエネルギー貯蔵の最先端技術を進歩させる可能性のある触媒を研究しており、SESAMEは文字通りそれらの触媒の分子特性に光を当てる可能性があります。
「私たちは、この非常に明るい電球の下に設置できる燃料電池を開発しました」とローゼン氏は語った。
ローゼン氏は、アラブ系が多数を占める国への初めての旅行に少し不安を感じたと認めた。
「今は少し緊張していますが、少なくとも施設の計画のためにSESAMEサイトを訪れたイスラエル人はたくさんいます。そして彼らは戻ってきて、圧倒的に良い経験をしています」と彼は語った。「ですから、私も彼らの経験を活かし、イスラエルに戻ってSESAMEサイトの活用をイスラエルで訴えていきたいと思っています。」
学業のための移動時間を短縮できることは彼にとって大きなプラスだ。「もしイスラエルの北部か南部に行くとしたら、SESAMEよりも家から遠く離れてしまうことになるでしょう」と彼は言った。
パレスチナ側には、より深刻な不安がある。一部の研究者は研究に参加する機会を断念している。費用と手間を負担できないことに加え、イスラエルとの協力関係を示唆されるのを懸念しているからだ。
「この政治状況では協力について話し合うことは不可能だ」と、ヨルダン川西岸最大の学術機関であるアン・ナジャ国立大学のマヘル・ナトシェ学長代行は語った。
ナシェ氏によると、パレスチナの研究者はSESAMEやその他の機関でアラブの研究者と共同研究を行っているものの、教育当局はイスラエル人を共著者とする研究論文の出版を否定しているという。「彼らはそれを正常化と呼んでいますが、現状ではそれは不可能です。…本当に、この状況が改善されることを祈っています。」
中東の政治的逆風により、今後数日、数ヶ月、そして数年にわたって状況はどちらに転ぶか分からない。イスラエルとパレスチナの間で和平合意が成立するかもしれない（ただし、現時点では可能性は低いと思われる）。今週のイスラエル選挙後、緊張が高まるかもしれない。欧州の専門家の支援を受けて独自のシンクロトロン施設を建設しているイランをめぐって、劇的な展開が起こるかもしれない。
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米国がSESAMEへの関与を深める可能性さえあります。米国はすでにSESAMEの運営評議会にオブザーバーとして参加しており、下院で承認された法案では、実験設備に1,000万ドルが提供される予定です。
この修正案の提案者であるビル・フォスター下院議員（イリノイ州選出、民主党）は、フェルミ国立加速器研究所で素粒子物理学者として20年間勤務し、科学協力の力を目の当たりにしたと述べた。「たとえ国の政治家同士がうまくいかないとしても、科学者同士はうまくやっていることが多いのを目の当たりにしました」と、フォスター議員は同僚議員への支持を求める書簡の中で述べた。
フォスター氏の修正案は上院で不確実な見通しに直面しているが、それでも彼の発言の真実は裏付けられそうだ。政治的な挫折にもかかわらず、SESAME の科学者たちは戦い続けるだろう。
「私はいつもSESAMEは私たちのものだと言っています。この地域は私たちのものなので、この地域が持つものもまた私たちのものです。私たちは、私たちが持っているものを活用するのにふさわしい人々だと思っています」と、カメル氏はビームラインの前に立ちながら語った。「科学に地域性はありませんが、ここで研究できることは素晴らしいことです。」
GeekWire の航空宇宙および科学編集者であるアラン・ボイル氏は、CERN と欧州連合の Open SESAME プロジェクトの支援を受けて世界科学ジャーナリスト会議が企画した現地視察で、7 月にイスラエル、ヨルダン川西岸、ヨルダンを訪問しました。
