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まず「量子」とは、とても小さな物質の単位のことです。馴染みのあるものでは、物質の原料である原子そのものや、その原子を形づくっている電子・中性子・陽子、そして光の正体である光子（こうし）、ニュートリノやクォークなど、これ以上分けられない素粒子も量子です。私たちは普段の生活の中で、地球の重力を感じています。これは「ニュートン力学」で説明されるものですが、量子レベルのミクロの世界では通用せず、「量子力学」という、とても不思議な法則が働いているのです。

そして「ビーム」とは、細く、平行にまっすぐそろった物質の流れのことです。水に例えると、広い蛇口からはじゃばじゃばと乱れた流れで出てきますが、シャワーのような小さい出口からは、まっすぐに強い勢いで出てきます。これが「ビーム」なのです。そして「量子ビーム」は、物質に当てることでその組成の解明や、人間の手ではとてもできない、ナノサイズの加工も可能になるのです。

量子ビームの研究施設にはX線自由電子レーザー施設「SACLA（さくら）」、大強度陽子加速貴施設「J-PARC（じぇいぱーく）」、大型放射光施設「Spring-8（すぷりんぐ　えいと）」があります。それぞれ、私たちが肉眼では見ることができない分子、原子の形や動きを見たり、中性子やニュートリノのビームを活用する方法を研究したりしています。

ニュートリノやヒッグス粒子のニュースで、素粒子の名前だけでも耳にしたことがある、という人も多いのではないでしょうか。量子力学、なんて聞くと難しそうですが、とても分かりやすく面白い動画が揃っているので、ぜひのぞいてみてはどうでしょう。

量子ビームMOVIES