【第17回高校生科学技術チャレンジ(JSEC2019)】科学技術政策担当大臣賞 大阪府立大手前高等学校 定時制の課程

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【第17回高校生科学技術チャレンジ(JSEC2019)】科学技術政策担当大臣賞 大阪府立大手前高等学校 定時制の課程

2020.01.21

提供:マイナビ進学編集部

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【第17回高校生科学技術チャレンジ(JSEC2019)】科学技術政策担当大臣賞 大阪府立大手前高等学校 定時制の課程

世界で活躍する科学者を目指す高校生・高等専門学校生が、研究成果を競うコンテスト「第17回高校生科学技術チャレンジ(JSEC2019)」の最終審査会が12月14日・15日に行われました。このJSECでの上位入賞者は、世界最大級の学生の科学研究コンテスト「ISEF」に日本代表として参加します。審査の結果、グランドアワードである科学技術政策担当大臣賞には大阪府立大手前高等学校 定時制の課程 橋本晃志くん(3年)が選ばれました。表彰式のあと、橋本くんに受賞した感想と研究内容を伺いました。

この記事をまとめると

  • 学校の授業がきっかけで、クレーターのでき方に興味をもった
  • JSECに参加したのは、より多くの人に実験結果を知ってもらいたかったから
  • 予算が限られた中で、アイデアを尽くして最適な実験機構を考えた

自作の装置でクレーターを作り、クレーターの直径と重力の関係を測定

橋本くんの研究テーマは、「クレーターの直径は重力に支配されるか?~重力可変装置を用いた衝突クレーター重力スケーリング則の実験的検証~」です。

月のクレーターのでき方はまだはっきりとは分かっていません。理論的にはクレーターの直径は重力の-1/4(-0.25)乗に比例すると言われています。ただ、NASAが行った実験によると直径は重力の-0.16乗に比例するという実験結果が出ています。一方、MGLAB(日本無重量総合研究所)で行った実験では直径は重力のゼロ乗に比例し直径と重力は無関係という結果も出ています。この2つの異なる実験結果に白黒をつけようと橋本くんは実験を行いました。

大手前高校定時制の科学部には、先輩が作成した微小重力発生装置と重力可変装置があります。この装置を使って、いろいろな重力でクレーターを作ってその直径を測り、直径と重力の関係を測定。その結果から計算すると、驚くことに理論の値と同じく、直径は重力の-1/4(-0.25)乗に比例するという結果が出ました。なぜ科学部の結果が理論と同じになったのか、その原因を探っています。

クレーターの直径と重力との関係が分かっていないからこそ、研究のテーマにした

―― 受賞された感想をお聞かせください。

名前を呼ばれた瞬間にパニックになるくらいうれしかったです。上位3人の発表が始まった時に、「これはもう呼ばれないかな」と思ったのですが、名前を呼ばれたから驚きました。事前に科学部の顧問の先生には「発表次第ではいいところまで行くかもしれない」と言われていたのですが、自分の発表がまだまだだと思っていたので半分諦めていました。それでもグランドアワードに入ったので驚きました。


―― なぜクレーターの研究を始めようと思ったのですか?

学校の「土曜講座」で月の授業を受けたのがきっかけです。そのときに月のクレーターの話があり、クレーターのでき方がまだきちんと分かっていないということを知りました。クレーターの直径と重力との関係にまだ決着がついていないと先生から教えていただき、それならわれわれ科学部が挑戦しようと研究を始めました。

予算を抑えつつも実験のレベルを下げないように器具を自作した

―― JSEC2019に応募した理由を教えてください。

実験の結果をいろいろな人に聞いてもらいたかったからです。ポスター発表は今までに物理学会やJpGU(日本地球惑星科学連合)で何回か経験していましたが、JSECという大きな大会でどんな反応が来るのか気になって応募しました。想像していた以上に参加者のレベルがかなり高くて驚きましたね。


―― 研究を行った場所や環境を教えてください。

学校の科学部の活動として、物理講義室を中心に活動していました。先輩が作った微小重力発生装置や重力可変装置を利用して実験を行いました。


―― 研究において最も苦労したことは何ですか?

重力可変装置で作った重力の値が振動してしまうことに苦労しました。さまざまな方法でその振動をなくすことを考えましたが、今は手で離れる瞬間の振動を吸収する方法がベストとして実験をしています。

また、カプセルの落下中に弾丸を発射する仕組みを考えるのが大変でした。予算が少なかったので、電動ガンを用いてできるだけ簡単な仕掛けを作りました。
赤外線や電波で弾丸発射の信号を送るような、高精度な器具を作るなどの手もありましたが、それだと高価になるし、プログラミングの技術も問われてくる。材料も普通の木では作れないから、それに応じたパーツが必要になります。それよりは、電動ガンを改造して弾丸発射機構を作った方が予算は抑えられるのでは?と考えました。

今後は実験の条件を変えてデータをたくさん取ることに集中する

―― 今後の研究での目標はありますか?

NASAの結果と我々の結果がどうして異なっているのかまだはっきりと判明していないので、条件を変えながら実験を重ねて、なぜそのような実験値がでるのか調べたいです。


―― 進路が決まっていたら教えてください。

まだ明確には決めていませんが、農業関係かゲームを作ることをしてみたいと思っています。



放課後の短い時間を使って結果を出した橋本くん。しかも予算に限りがあるという制限のなかで、できるだけ精度の高い実験を行うためにはどのような器具を作ればいいのかを考えに考えつくしたとのこと。その結果、電動ガンを使う方法を思いついたといいます。世界中の研究者が分からなかったテーマに対して、果敢に挑んでいる姿を見ると勇気が湧いてきますね。

【profile】大阪府立大手前高等学校 定時制の課程 科学部
橋本晃志(3年)

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