物理学コース 教員紹介

素粒子論	藤原 高徳	専門は,　素粒子論と場の理論です．対称性が量子論的な効果で破れる 「量子異常」という現象に関係した物理を研究しています．最近は,　格子 上のゲージ理論のトポロジー的構造が格子場のダイナミックスに及ぼす影 響について調べています． 受験生の皆さんへ 物理は，苦手だという高校生が多いようですが，私にとって物理は単純で， 習得しやすい科目でした．基本的な法則や原理をしっかりと理解すれば， 公式など暗記しなくても自然と覚えることができたし，忘れてしまって も基本原理から導くことができます．問題を解いて得た答が物理的直 観に合致したときはうれしいのはもちろんですが，自分の最初の直観と はまったく違う答を得たときの驚きはそれ以上に楽めます． 両手の指の数にも満たない基本法則から，様々な現象を説明できるので す．物理ってすごいと思いませんか？ 研究者情報
	阪口 真	私の専門である素粒子理論は重要な発展の時期を迎えています。量子論と特殊 相対性理論との結合＝場の理論は、 目覚ましい発展を遂げ超対称大統一理論へと発展しました。スイスのCERNで稼 働しているLarge Hadron Colliderにおいて、この統一理論で予言されるHiggs粒 子や超対称粒子の存在が実証されると期待されています。また、量子論と一般相 対性理論の結合＝量子重力理論は、その唯一無矛盾な最有力候補である超ひも理 論の最終的定式化へ向けて大きく進展し、完成まであと一歩の所まで来ています。現 在私は、ミクロな世界を記述する場の理論とマクロな世界を記述する重力理論の 双対性を導きの糸として、超ひも理論の最終的定式化を目標に研究を進めています。 受験生の皆さんへ コペルニクスの地動説、ダーウィンの進化論、プランクに始まる量子論や アインシュタインの相対論など、自然科学の発展は、我々の世界観を度々一 変させてきました。つまり自然科学は、我々に新たな知識を与えるだけでなく、 それまで持っていた世界観を一新することで、我々を生まれ変わらせてくれる とも言えます。それに伴う驚きや感動は何物にも代え難い人生の宝物です。 しかし学ぶ努力を惜しまない者にしか見つかりません。さあ！宝探しへ出かけよう！ 研究者情報
	百武 慶文	素粒子物理学のテーマは年代ごとに大きく異なります。 それは「素粒子」という概念が常にアップデートされてきたからです。 20世紀前半では「電子、陽子、中性子」が主な研究対象でしたが、 20世紀後半以降は、陽子や中性子の下部構造として「クォーク」や、 電子を含めた「レプトン」等が盛んに研究されてきました。 そして21世紀初頭では、クォークやレプトン等のペアとなる 「超対称粒子」の実験的検証が大きなトピックとなっています。 また、クォークなどの質量の起源を実験的に解明することも期待 されています。理論的にはさらに飛躍して、素粒子を「弦」の振動 とみなす超弦理論の研究も盛んに行われています。アインシュタイン が時空の概念を覆してから100年ほど経過しましたが、それをさらに 覆すような新たなアイデアが必要とされています。 受験生の皆さんへ 現代技術は常に進歩していますが、それは物理学の発展の証でもあります。 皆さんが普段何となく使っている物からもそれは感じ取ることができると 思います。身の回りにある「物理」を感じ取って、自分流に理解してみて ください。そこには発見と驚きがありますよ。 研究者情報
物性理論	五十嵐 潤一	現代の科学技術は、半導体に代表される様々な物質の性質を 利用することに基礎をおいています。 物質は個々の構成要素から 想像できない、超伝導や磁性といった マクロな量子現象を起こしたりします。 このような性質がどうしておこるのか、どのような新しい 現象が可能なのかを、実験家と協力して解明するのが、物性理論の 役割です。自然は深遠で、地上の物質を通して、われわれの想像を越えた 思わぬ現象を提供してくれました。今後も、物理学に新しい概念を 提供し、発展の原動力となっていくと思っています。 受験生の皆さんへ 日常の自然現象への興味から物理ははじまります。 具体的な現象を十分理解することを通してのみ、深遠な 点に到達できるのです。受験勉強でも、典型例を十分 理解することに徹して下さい。道は開けると思います。 研究者情報
	福井 隆裕	我々の世界は数えきれない多くの様々な物質から成り立っています。これらは、また極めて多様な性質を持ち、 数多くの現象を引き起こしています。しかし、同時にこれらは、条件を整ると驚くほど似通った性質を 持つことが分ります。このように、多様な物質に潜む普遍性を研究しています。 具体的には、大学院時代は原子核理論、その後、物性理論の研究を始め、現在に至っています。物性理論の 中では、可解模型やアンダーソン局在の研究をしてきました。現在は、物質の持つトポロジカルな性質に 興味を持っています。 受験生の皆さんへ 社会人になると、自分の専門や本当に自分が興味を持つこと以外の 勉強をすることは無くなるでしょう。つまり、その人の知識全体は、 ほとんど高校で決まってしまうことになります。例えば、理系に進学すると、 文学や歴史は、興味ある人以外は基本的に高校までの知識でその後の人生を 歩んでいくことになります。このように考えると、いろいろなことを 勉強することは大事ですね。物理や数学だけでなく、様々な科目の 勉強をしたり、多くの楽しい経験を積み重ねてください。 研究者情報
	中川 尚子	学問の歴史の中で、物理学はなかなか生命現象に手を出せずに来ましたが、 現代技術の発展により、ようやく「生物物理学」が育ってきました。 例えば生命の基本部分をなすタンパク質やDNAは、原子が数万個程度集まった だけなのに、生命を支える機械として立派に働いています。生きて いるのは当たり前でも、いまだその基本部分の動作原理すら解明されておらず、 現代の物理学が研究すべき対称です。 物理学は応用範囲の広い学問なので、このような新しい分野にも 通用する道具をそろえていますし、同時に新しい分野の研究を通して 新しい道具を作り上げ、より一層発展していくでしょう。 皆さんには、物理学のこのパワフルさを学びとってほしいと思います。 受験生の皆さんへ 「身の周りの自然現象に関心を持ち素直に感動すること」が自然科学の 基本ですが、特に物理学では必須事項です。 受験勉強では目先の問題に正解することに因われて、実際の現象を おいてきぼりにしがちですが、少し立ち止まって現象を想像してみて下さい。 研究者情報
物性実験	佐久間 隆 (応用粒子線)	研究テーマ: 「X線・中性子線によるエネルギー材料」 　理学部の位置する茨城県の北部には、日本原子力研究開発機構 （日本原子力研究所 と核燃料サイクル開発機構が２００５年に統合）があります。 原子炉および加速器か ら発生する中性子線など量子ビームの利用が可能な地域です。 従来の発電のための原 子力科学とは異なり、エネルギー材料などに関連する分野での 粒子線科学の利用が、 茨城大学で行われています。 研究の詳細は、研究室のホームページ （http://stars.sci.ibaraki.ac.jp/~sakuma/index.html）を参照してください。 受験生の皆さんへ 大学に入学し、物理学の基礎を勉強して下さい。 研究者情報
	伊賀 文俊	主として，希土類（レアアース）や遷移金属という磁性を帯びやすい元素群と，硼 素（B）や酸素（O）などの軽元素の化合物を育成し，その物性研究と新しい機能を 発揮すると期待される物質開発を行っています。物質は，実に多彩な結晶構造と物 理的・化学的性質を示してくれます。中には3000度近くの高い融点を示すものもあ るので，いつも結晶育成に成功するとは限りませんが，これに挑戦するのもまた研 究の楽しさです。育成に成功した結晶の電気伝導や磁性，熱物性などを調べ，それ らの物質がどのような機能を示すのか，その仕組みはどうなっているのか明らかに していきます。いずれはエネルギー問題を解決できるような究極の化合物を，この 中から生み出せればと夢みています。 受験生の皆さんへ 物理は机上の理論（そう思っている人はいませんか？），ではありません。物性分 野だけ見ても，私たちの実生活におおいに役立っており，多くの産業分野を支えて います。皆さんには，それらの基礎を大学で学び，将来何かの役に立てる知識を身 につけてくれることを願っています。 研究者情報
	横山 淳	20世紀における量子力学の構築以来、今日まで物質に対する理解やその応用研究は急速に発展し、 私たちの生活を豊かにしてきました。しかしながら、自然界に存在する物質にはまだその性質が未知ものがたくさんあり、 新しい現象が続々と発見されています。私たちは特に希土類や遷移金属化合物が示す磁性や超伝導などの量子現象に注目し、 それらを極低温環境や原子・分子レベルまでのミクロ測定を用いて研究することによって、 それらの性質の解明や更なる新現象の発見を目指しています。 受験生の皆さんへ 物理などの自然科学の基本的性質を勉強によって習得するとともに、 身の回りの物質や自然現象をよく観察し、その仕組みを自分なりに考察することを心がけてください。 研究者情報
	桑原慶太郎 (応用粒子線)	ものがたくさん集まるとその全体としての性質は個々のものの性質の単純な足しあわせからは 思いつかないような多様性をしめします。私はそのようなことに興味があります。その中で、特に 固体の磁性と超伝導について、X線回折・中性子散乱等の手法により研究しています。 受験生の皆さんへ 高校までの物理の印象と大学の物理は違っているところがあるように思います。 大学の物理では、おもしろいなあと思うことが新たに見つかるかもしれません。 研究者情報
宇宙理論	横沢 正芳	専門は宇宙物理学です。宇宙には、地球環境では存在し得ない物質状態が種々様々に実現しています。 極めて高密な天体があり、また逆に極めて希薄な宇宙空間が存在します。また、超高温の物体が形成される一方、 極低音のガス雲も存在します。私たちがいる宇宙は、極めて高温・高密度の状態で誕生しました。 これらの宇宙の物質状態は近年著しい発展を遂げた観測機器によりその情報を入手し、 物理学の諸法則を駆使して私たちは知ることができます。この10年の間にも予期もしなかった天体、 宇宙の現象が次々と発見され、そして新たな知見がもたらされ、あらためて自然界のしくみのもつ凄さを思い知らされました。 宇宙の研究は、自然認識を深めるとともに、柔軟で自由な発想と思考を育成するものと思っています。 受験生の皆さんへ 物理学は、自然界のしくみを解く強力な力をもっています。ミクロな物質状態、あるいは、マクロな宇宙進化、 また、これからは生命のしくみを解く上でも物理学は大きな力を発揮します。 多くの皆さんが、物理学に興味をもちそれらを修得し、その力を開花させる者になって頂きたいと希望します。 研究者情報
	吉田 龍生	私は、宇宙物理学の中でも、特に高エネルギーの現象に興味を持っています。さまざ まな天体の中でも、現代物理学によって素性の解明が最も進んでいるのは、夜空に静 かに輝く星ですが、決して永遠の存在ではないことが知られています。星によって は、最後に大爆発を起こし、星間空間に飛び散ります。星が放出した物質は想像を絶 する運動エネルギーを持って、星間空間の物質にぶつかります。高校の物理でも勉強 するように物体どうしの衝突によって、運動エネルギーはいずれ熱エネルギーへ変換 されて行きます。実際に物質どうしが激しく衝突した場所が、熱いということは、こ の場所がX線という高いエネルギーの光（電磁波）を放っているということからもわ かっています。ところが、最近、X線より非常に高いエネルギーの電磁波であるガン マ線で宇宙を見る望遠鏡が進歩したことで、このような場所のうちのいくつかは、ガ ンマ線も放っていることがわかってきました。簡単な算数でわかるのですが、これ は、単に運動エネルギーが熱エネルギーに変換されたわけではないことを意味しま す。ごく一部の物質（荷電粒子）ですが、幸運にもエネルギーをもらって加速されて いるのです。なぜ、宇宙ではこのようなことが起こっているのでしょうか。私はこの 謎を解きたいと思って研究しています。問題を見つけることが、すべての出発点で、 自分の解きあかしたい問題が何かを探しながら、道を進んで行けば、多くのことを学 ぶことができるでしょう。それは、例え問題が解けなくても、大変愉快なことではな いでしょうか。 受験生の皆さんへ もしも、いわゆる受験勉強に疲れて、物理が嫌いになりそうなとき、以下の文庫本で も寝転がって読んでみて下さい。 「鏡の中の物理学」朝永振一郎著　講談社学術文庫３１（講談社刊） 「僕らは星のかけら〜原子をつくった魔法の炉を探して〜」マーカス・チャウン著　 糸川　洋訳　　SB文庫（ソフトバンク　パブリッシング刊） 研究者情報
宇宙観測	百瀬 宗武	専門分野：「電波天文学」 私は電波で宇宙の観測をする分野（電波天文学）を専門にしています。宇宙には，人 間の眼では見ることができない星の材料になるような物質が存在しています。それら が出す電波を詳しく調べることで，宇宙の中で星がどのように誕生しているのかや， 惑星がどのように生まれるかを調べています。また，学外の研究者と協力して，南米 チリに巨大な望遠鏡を建設する国際協力プロジェクト（アルマ計画）にも参加してい ます。 受験生の皆さんへ 興味をもったことに全力で深く取り組んで下さい。勉強は難しいこともあるかもしれ ませんが，少し分からないことがあっても粘り強く，時間をかけて，取り組んでみて 下さい。どんなことでも，最初に少し時間がかかっても確実な力を身につければ，将 来にわたってずっと役立てることができるはずです。 研究者情報
	岡本 美子	専門分野：赤外線天文学 目で見える光(可視光)以外にも、宇宙からはいろいろな波長の電磁波がやってきます。 可視光以外の電磁波を使った天文学は20世紀後半以降に大きく発展しました。 私はその中でも、温かい物質や天体から放射される赤外線を使って、星や惑星が生ま れる現場の観測を進めています。観測では、ハワイにある国立天文台のすばる望遠鏡 や、JAXAが打ち上げる赤外線天文観測衛星などを使っています。また、すばるで観測装置を 開発した経験を活かし、自分たちで新しい赤外線観測装置を開発して最先端の技術開発 を進め、またそれを使って観測する計画も進めています。 受験生の皆さんへ 学校で勉強する物理学は、どうしても机の上だけの話で終わってしまいがちです。 けれども、物理学は身の回りのいろいろな現象を説明するために発展してきた、 現実の科学です。ただ単に式を使うことに終始せずに、物理学の考え方や説明が どのような現象と結び付いているのかを考えながら学ぶようにして下さい。 研究者情報
	片桐 秀明	私は、ガンマ線で宇宙を観測して高エネルギーの天体現象を研究することを専門と しています。ガンマ線は最もエネルギーの高い光（電磁波）です。太陽の光を可視 光と言いますが、ガンマ線１個は可視光１個の100万倍以上のエネルギーを持ってい ます。そのようなエネルギーの高い光は、宇宙線という宇宙空間を飛び回る高エネ ルギーの粒子から放射されます。その粒子のエネルギーたるや、数kmもある巨大な 人口加速器で作られる粒子に匹敵、あるいはそれ以上です。宇宙からガンマ線が到 来するということは、宇宙では巨大加速器と同様のプロセスが何かしらの物理法則 のもとに働いているということを意味します。そのプロセスを引き起こしている天 体は、超新星爆発（星が進化の最後に起こす大爆発）であったり、巨大ブラックホー ルであったりしますが、プロセスの詳細はまだよく分かっていません。ガンマ線の 観測は、衛星、あるいは地上の望遠鏡を用いて昔から行われてきましたが、本格的 な結果が出始めたのは2000年に入ってからであり、非常に新しい研究分野です。特 に、2008年にNASAによりフェルミというガンマ線衛星が打ち上げられ、現在非常に エキサイティングな成果が出始めています。私は現在、フェルミ衛星を用いて宇宙 線の研究をすると共に、次世代の国際共同研究によるガンマ線望遠鏡であるCTAの開 発を進めています。 受験生の皆さんへ 宇宙の物理学とは何か、と考えると難しいですが、１つの答えは宇宙における様々 な現象の背景にある法則を、観測を拠り所にして追求すること、ではないかと思い ます。この営みは、昔から様々な民族が独自の宇宙観を持っていることから考える と、きっと人類の根源的な欲求ではないかと思います。皆さんが宇宙に興味を持っ て、その中から少しでも私達と一緒にガンマ線観測を楽しむ人が出てきたら幸いです。 研究者情報