DEPARTMENT 研究室情報一覧

持続可能な社会の実現を目指したゼロエミッションパワーソースの研究2050年を見据えた日本のグリーン成長プログラムに呼応したゼロエミッション（ZEM)エンジンに向けて、カーボンフリーの革新的水素燃焼システムや、熱や摩擦によるエネルギーの損失低減の研究を行っています。水素研究は、次世代高効率＆ZEMエンジンの要素研究を進めています。また、損失低減の研究では、薄膜センサ等の独自手法で研究を行い、国内外との産学共同研究を数多く手掛けています。

模型実験とシミュレーションから自動車衝突を解明する自動車衝突時における車体構造と乗員の安全について、縮尺模型実験とシミュレーションの両面から検討を行っています。乗用車だけでなく今後実用が広まるミニカーや、交通弱者である歩行者と自転車乗員など幅広く検討しています。車体構造については荷重伝達の観点から評価して、効率の良い構造の模索を行っています。また、東京大学生産研究所との共同研究としてドライビングシミュレータを用いて運転支援システムの構築と運転のしやすさの両立を検討しています。

機械構造物の安全性、使いやすさ、高付加価値化の実現実験と解析から構造物の安全性を検証し、事故の無い、あるいは、高付加価値な設計を提案しています。航空機は、軽量化と高容量化というトレードオフの設計要求があり、解決策として、メンテナンスを行いながら構造物の安全性を維持する方法とサンドイッチパネルのような軽量で高性能な複合構造物を創造する方法があります。本研究室では、これら二つの方法によって、利用者あるいは設計の現場での要求事項を満足できるような研究計画を創造し、改善策を提案しています。

流体の運動に伴う現象や流体機械に関する先端的研究「流れの可視化」、「流体機械」、「マイクロ流体」を柱に、流体の運動に関する現象の解明や流体機械の開発に取り組んでいます。主にPIVによる流れ場の可視化や流体機械によるエネルギーの有効利用、マイクロ・ナノ工学と流体工学の融合による最先端の研究を行っています。

材料研究･材料開発を通してサステナブル社会に貢献複合材料・表面改質材料といった先進金属材料の強度特性の予知と制御に着目し、新しい材料評価・試験システムの開発を行っています。金属材料の他にも、イオン性高分子やナノ構造制御を用いた高機能性表面の開発とその発現メカニズムの解明、粉末冶金的手法を用いたホウ素系熱電材料・超硬材料の開発等、多種多様な材料開発を行っています。また、研究活動の一環として、開発した材料の性能を測定するための装置作製も行います。

材料の性能を決める重要なポイント、それは表面である金属やセラミックス材料の表面を物理的・化学的に加工処理することにより、その性質を向上させたり、新たな機能を加える研究を行っています。そのアプローチは「金属皮膜をめっきする」、「工具で削る・磨く」、「微粒子をぶつける」などと多岐にわたります。目指す表面も、目的に応じて超平滑であったりナノスケールの微細構造を有していたりとさまざまです。また、リサイクリングなど環境保全の研究にも重点をおいています。

“材料”の“強さ”を“科学”する機械や構造物に用いられる材料の「強度」や「変形機構」に関する研究を行っています。特にX線や中性子線といった量子ビームを用いた測定を強みとしています。大きな材料も小さな原子の集まりによってできていますから、材料の性質を理解するためには原子レベルの現象から理解する必要があります。量子ビームは原子レベルの現象を統計的に評価するのに優れた方法で、他の方法では困難な非破壊測定や高温など環境雰囲気中や負荷中などのその場測定も可能です。

人体･環境･機械における熱や流体の動きを解析私たちの身の回りにある熱や流体の動きを予測することで、人体の疾病診断や快適性予測、機械の高効率化や省エネ化を目指します。研究には、研究室の大型コンピュータや独自開発した測定機器を用います。具体的なテーマとして、医療機器の計算設計手法の開発、自動車のターボチャージャーの性能評価、車体の空気抵抗低減、空調の省エネ化や快適性向上に取り組んでいます。

車やドローンの自動運転の最先端制御技術の研究自動車の衝突防止や車線追従、航空機のオートパイロットなど、今日のテクノロジーは制御工学によって大きく発展しました。本研究室では移動ロボットや無人航空機を対象として、未来の動きの予測に基づく制御や複数の機体の協調制御など新しい手法を開発しています。また、制御性能を高めるため、実際に移動ロボットを設計・開発し、理論の検証と改善に役立てています。このように本研究室では、ソフトとハードの両面から制御技術の限界にチャレンジしています。

世界に通用する最先端の計測･制御技術開発宇宙機や電力ケーブルに使用される絶縁材料を評価するための計測技術や、磁気浮上して回転するモータを制御する技術の開発を行っています。一見まとまりのないテーマのように見えますが、共通しているのは、実際に計測装置やモータなどを設計・作製し、世界に1つしかないものを作り出していることです。学科で学ぶ電気、機械、制御といった基礎的な学問を活かして、実際に最先端の計測制御機器を作製し、常に最先端の研究成果を発表しています。

先端的な宇宙機構造や推進･帯電についての研究人工衛星やロケットなどの宇宙機システムを研究対象とし、構造、機能モデルの試作による実証実験や検証実験、解析シミュレーション等を行うことによって、研究開発力を養います。また、軌道周回衛星や深宇宙探査衛星等への適用を目指した新たな宇宙構造物概念を創出する他に、宇宙環境が宇宙機に及ぼす影響の定量的把握や、学生によるロケット打ち上げ実験を可能にする新たなロケットエンジンシステムの開発などを通して実践的な設計開発能力を養成します。

ロボットの運動制御技術によって人や社会を支援する人型ロボットの全身協調による力作業の実現、人間の姿勢維持に基づくバランス制御、モジュラーホームロボットの開発、日用品を扱うロボットの自律動作生成を主な研究課題とし、これらの基本となる動力学と拘束を考慮した多体系の運動制御法や実時間動作生成手法、独自のロボットシステムの開発にも力を入れながら、実世界に働きかける機能を持つ知能化システムであるロボットの運動制御技術を研究しています。

エレクトロニクスの持続可能な発展のためにシリコン（Si）という半導体材料は、私たちの生活には欠かすことができません。スマホの頭脳である集積回路、車など高電圧を制御するパワーデバイス、再生可能エネルギーとして年々導入の進む太陽電池。すべてにSiが使われています。しかし最近、それらの性能向上に限界が訪れようとしています。私たちは、Siの上への新しい高性能材料の導入や新しいデバイス構造の提案によって、性能向上の限界を乗り越え、社会の継続的、持続可能な発展を可能にすることを目指しています。

ハード･ソフトの効率的な設計技術を研究開発私たちの身の回りの製品、たとえばスマートフォン、自動運転、ロボット、インターネットに至るまで、LSIは不可欠な存在です。高機能なLSIの設計には、効率よく設計を進めるソフトウェアが必要です。私たちはこのソフトウェアの開発を中心に、よりよいハードウェアを設計できるような技術の研究開発に取り組んでいます。

移動通信方式、無線通信方式に関する基盤技術の研究第5世代及び第6世代移動通信（携帯電話）方式への適用を目指して、無線通信基盤技術の研究を行っています。具体的には、数十ギガビット級のデータレートを実現する大容量の超高速・広帯域の無線ブロードバンドサービス、及び非常に多数のIoT端末の通信を提供するために必要な高効率パケット無線通信の無線伝送技術、無線リソース（時間、周波数、コード、送信ビーム）制御技術、無線回線制御技術の研究を行っています。

次世代小型無線機およびネットワーク技術の研究本研究室では、小型無線機システム、電波の医療応用およびネットワークの研究を行います。無線機システムの研究には集積回路、アンテナ、変復調・信号処理技術、伝搬と広い知識が必要になります。数mm角の無線機実現を目指して研究を行います。

信頼できる通信ネットワークの実現法やセキュリティ対策を研究します通信ネットワークの信頼性の研究とは、予備ルートや予備機の設置など、導入する信頼性対策の効果とコストの間で適切なバランスをとる方法論を確立することです。鍵となるのは、信頼性を一定の尺度で数値化することです。数値で表すことができれば、各信頼性対策の優劣が明確に分かるからです。また、セキュリティの問題にも取り組み、新暗号方式の研究なども行います。

シミュレーションと実験による骨太な研究電波を利用した無線通信のメリットとは何か？ それは点や線ではなく、面で通信できることです。しかし、電波が人に与える影響はまだ完全には分かっていません。そこで、電波の人体への影響を研究すると同時に、電波の放射方法や、反射・吸収方法を研究することで、「人にやさしいモバイル通信」の実現を目指します。

通信システムを支える回路技術とその応用の研究を推進通信エレクトロニクス分野では物理的なアナログ信号とコンピュータ上のデジタル情報の巧みな処理がシステム性能を左右する重要な要素である。本研究室では通信⽤⾼速アナログ信号処理技術や機械学習技術、ソフトウェアとハードウェアの協調設計技術などの研究を⾏い、センサーネットワーク応⽤に関する研究も進めます。

IoT機器とAIチップに向けた大規模集積回路最新技術の開発と応用IoT時代の情報化社会を支えるハードウェア基盤である大規模集積回路の高速化、高精度化、低消費電力化の最先端技術を追求しています。エッジ･コンピューティングに使用されるスマート･デバイスおよびAIチップに欠かせない集積回路の最新技術を開発し、電子回路の応用分野を拡張していきます。

電気自動車から家電まで幅広いモータドライブの最先端研究100年以上の歴史を持つ電気機器ですが、省エネルギーが叫ばれる昨今の代表格にモータが注目されています。当研究室は、電気自動車から家庭用電化製品に至るまで、多種多様なモータの設計開発、それを動かすためのパワーエレクトロニクス分野の回路やドライブ技術の研究をしています。また、大規模な搬送システムに利用するリニアモータの研究も行っています。モータ応用としてロボットハンドやパーソナルモビリティなどのメカトロニクスの研究も行っております。

リニアモーターカーを支える様々な技術の高度化リニアモーターカーに使われている中核技術、特にリニアモータ・リニアアクチュエータ、各種磁気浮上・磁気支持システム、超電導応用機器などの研究を行っています。さらに、モータの概念を大きく変える意欲的な提案として、環境・資源問題に配慮したオールアルミモータの研究も行っています。次世代につながる、新しい電磁駆動システムを提案することが、研究グループとしての大きな目標です。学生の自由な発想を、教員の指導を受けながら現実味のあるモノに発展させていくことが、この分野の研究の醍醐味でもあります。

再生可能エネルギーと調和するスマートな電力システム電力システムは、快適な家庭生活や社会経済活動を支える重要なインフラシステムです。本研究室では、電気特性や電力変換の緻密な解析、太陽光・風力発電の実験、住宅や街を再現するリアルタイム・シミュレーションを駆使して、再生可能エネルギーや電気自動車などの新しいエネルギー機器を統合・調和させる持続可能でスマートな電力システムを実現するための研究を進めています。

エネルギー×情報。デジタルトランスフォーメーションで全体最適解を導く！計測と通信、制御を駆使し、エネルギー問題を電気電子通信技術で解決するための研究を行っています。目指しているのは大規模電源と再生可能エネルギーを共存させる電力流通（送配電・変電）の実現です。「生活・経済」「環境」「エネルギー」などが複雑に絡み合う問題を解決に導くため、「ひと・もの・情報」をつなげ、機器をつないでシステム化し、そのシステム間を連携しマネジメントをしながらDX化していきます。具体的には、電力商取引のアルゴリズムを開発、電力の発電量と消費量との全体最適解を導き出し、既存の発電や送配電技術と再生可能エネルギーをバランスよく導入させる研究、AIを用いた電力設備の経年劣化の検出、エネルギーデジタルトランスフォーメーションを活用した停電を防ぐための高性能遮断器の開発などに取り組んでいます。

ワイヤレスセンシングアプリケーションを実現する日本の生産者人口減や経済の生産性の向上を目的としたモノのインターネット（IoT）に対応するため、ワイヤレスセンシングアプリケーションを実現するためにフレキシブルエレクトロニクスの研究開発を行っています。この研究の範囲は、フレキシブルエレクトロニクスと、高周波やセンシングを使用しさまざまな分野のアプリケーションへの適用を目指します。この研究室での目標は、設計、シミュレーション、試作、評価からモノ作りから設計までを通じて学び、フレキシブルエレクトロニクスの普及によるIOT社会を実現することです。

誰もやらない研究･人に役立つ研究を目指せ！！機械と電気（電子）と医学を有機的に結びつけた医用工学分野（医学の問題を工学的な手法で解決する境界・複合領域）において、機械的な手段を取り入れた技術を構築して臨床、福祉医療などの諸問題を解決することを目指した研究を進めています。主に、実機の設計・試作、および実験的検証を主眼としています。

音響技術や電力伝送技術に関する幅広い知識の習得聴覚特性に関する研究では、脳波を用いた研究を行っています。また、音響信号処理技術については信号処理による立体音響技術の研究を行っています。非接触電力伝送技術では、裁縫技術で作製したコイルによる電力伝送や透明電極を用いた電力伝送技術を研究しています。

医学と電子工学の融合による医用システムの研究･開発医学の知識と電子工学の技術を融合させ、在宅医療、予防医学、日常生活の快適性向上、生体機能の代行、生体認証などを目的とした機器やシステムの実現を目指し、生体からの様々な信号・情報の計測・抽出に関する研究や、得られた信号・情報の解析・処理・伝送に関する研究を行っています。

宇宙工学と医工学をつなげる材料工学本研究室ではバイオマテリアルの開発・宇宙開発技術の応用という2つの異なった分野の研究を行っています。生体材料は機械加工の技術を用いてインプラント材料表面を改質し、その生体適合性への効果を検証の他、新規バイオセラミックスの開発も開始しています。宇宙開発分野では宇宙空間で使用するプラズマロケットの技術を応用して、再使用宇宙往還機の耐熱タイルの開発および大気圏再突入環境模擬の実験設備の開発を行っています。

医療応用を目指した細胞工学本研究室では再生医療や、細胞工学、分子生物学の技術を基本とし、電気生理学などとの組み合わせによる研究を行っており、それらの医療応用における細胞・生体に対しての影響を主に検討しています。具体的には、生体肝移植に用いることが可能な肝細胞の再生技術や、その組織構築に関する研究、また、鍼治療に関する研究なども行っており、医・理・工学を結ぶ、架け橋となるような研究を目指しています。

未知の高分子を探究して次世代デバイス＆新材料を開発高分子合成化学、材料化学、液晶化学、光化学を基盤として、新規な反応開発から、化合物合成、物性評価、構造制御、新機能開拓、デバイス応用まで一貫して行っています。素材としては自然界に存在する天然由来物質や簡単に入手できる汎用化合物を対象にして、産業上有用な物質へ変換することを目指しています。最近では、新しい導電性ポリマーや有機無機ナノ半導体を開発し、それらの蓄電･発電デバイス材料や有機エレクトロニクス材料への応用を試みています。

生物の不思議をものつくりに活かす化学と工学私たち人間をはじめとする多くの生物は、様々な化合物（バイオ分子）が集まってかたちづくられ、多彩な機能を発揮しています。本研究室では、タンパク質、糖質、脂質をはじめとするバイオ分子のユニークな特性を素材開発やものつくりに活かすための研究を行っています。化学やバイオテクノロジーの原理を駆使してバイオ分子の機能を高め、「資源の有効利用」「省エネルギー」「低環境負荷（地球にやさしい）」を実現する機能材料や物質生産技術を開発しています。

有機合成を基盤として環境に優しい材料の開発を目指す有機合成を基盤として環境に優しい材料の開発を目指して研究を行っています。さらに私達は、材料の物性や機能を追求するだけではなく、人体や生態系に安全で、環境負荷の低減を考慮した省エネルギー的な材料の合成法の確立を目標に日々研究に取り組んでいます。

分子デザインを鍵にエネルギー材料･機能材料を創成私たちの生活を豊かにする材料は小さな分子の集合体であり、すなわち材料の機能や性能は材料構成分子の性質・機能ならびに分子の集積構造に依存しています。私たちの研究室では、機能材料の設計を材料構成要素である分子そのものから行い、同時にその高次構造を制御することで新しい機能材料・エネルギー材料の開発を進めています。具体的には、環境を考慮した高効率触媒の開発や新規材料合成法の創成、エネルギー貯蔵への展開などに取り組んでいます。

「太陽の恵み」を利用する触媒の化学と工学地球温暖化の解決策として、植物が蓄える「太陽の恵み」を「バイオエネルギー」として利用することが注目されています。そのためには、植物を造っている巨大な分子を特定の小さな分子へと分解することが必要です。私たちは、触媒を利用した化学反応を駆使して、特定の小さな分子を得ることができる規則正しい分解技術を研究しています。私たちの研究が実を結べば、廃木材、紙屑、生ゴミも「バイオエネルギー」として生まれ変わることができます。

電気を利用して、病気をみつけるナノメートルレベル（1ナノメートルは髪の毛の太さの約10万分の1！）という非常に小さい世界で分子を整列させたり密集させたりすることで作る機能性バイオ界面を用いて、感染症のウイルス粒子や病気の原因物質などを電気的に分析できるようになる材料やデバイスの研究開発に取り組んでいます。

物質の界面制御を利用した機能性材料の調製法を研究両親媒性分子などが形成するさまざまな組織体を利用した機能性材料の調製法について研究しています。これらの分子組織体は構成分子が整然とした配列した秩序構造をもっていることから、吸着や反応のマトリックスに応用することでエネルギーナノ材料の高機能化が期待できます。また、これらの材料を光触媒や新しいタイプの太陽電池に応用する研究にも取り組んでいます。

環境･エネルギー問題の解決を図る新物質材料を開発材料の性質を「フォノニクス」という観点から理解し、材料科学的視点に基づき、結晶化学的アプローチによる新物質・材料設計と新材料の界面及び組織の構築手法を開発しています。これらの手法は、1）高熱伝導材料、2）ケミカルリアクター、3）エネルギー変換デバイスなどへ適用され、特に、排熱放熱材料、ケミカルリアクター用固体電解質及び電極材料、排熱利用熱電半導体、光触媒（人工光合成）、色素増感太陽電池などの性能向上に貢献します。

強く、スマートな無機材料を創り出す近年、材料の高性能化や信頼性の確保に対する要求が高まっており、厳しい環境下でも機能を発揮できる材料の研究開発が進められています。当研究室では、厳しい環境下（高温、高圧、腐食性環境など）において特異な機能を発揮できる材料として、セラミックスやそれらと金属の複合材料に注目し、作製プロセスや機能の設計・制御に関する研究を進めています。また、これまでにない新しい化学組成や微構造、特異な性質を持つ新物質の合成にも取り組んでいます。

物質のなりたちを観察しエネルギーと資源の活用を進める無機化合物を中心に、物質のなりたちと環境による変化、化学反応のしくみ、新しい物質の生成などをいろいろな工夫をして観察することで、物質の活用法を見出したりエネルギーを取り出したりする研究をしています。具体的には、スクラップ鉄からクリーンエネルギー水素をつくる、粘土鉱物のイオン交換反応で環境汚染金属を回収する、産業廃棄物の性質を調べ化学的処理により機能性材料に作り変えるなどの研究をしています。また新しい発想のＸ線分析法の開発も行っています。

ソフトマテリアル、その可能性を探る食品・化粧品から洋服、果ては自動車や飛行機に至るまで、ソフトマテリアル（柔らかい材料）は色々な所で活躍しています。このようなソフトマテリアル、比較的長くて大きな分子からできているため、特徴的な中間構造や階層構造を持ち、複雑な性質を示します。本研究室では、チョコレートやゼラチン・デンプンといった食品から高分子材料まで、ソフトマテリアルについて、分子の結合状態や構造の変化に着目して、その性質の可能性を探っています。

高分子をはじめとするソフトマターの物理化学本研究室では、高分子、ゲル、コロイド、液晶、界面活性剤など、ソフトマターと呼ばれる物質群について、分子が構成する階層構造やその運動状態を調べることにより、これらの物質群が示すさまざまな性質の起源を解明しようと日夜研究しています。

革新的な原子炉概念･核エネルギー応用の追求持続可能な社会を支える革新的原子力概念について研究を行っています。革新炉としては、高速増殖炉、固有安全炉、トリウム炉、溶融塩炉、濃縮・再処理が不要なCANDLE炉などを対象。核エネルギーの応用としては、がん治療用の放射性核種生成、宇宙用の原子力電池、小型原子炉電源、ロケット推進用原子力エンジン、さらには原子力発電の経済性や核燃料デブリの回収技術等について、企業や研究機関との共同研究を通じて、独創的な研究を推進しています。

原子力で現れる重要な熱流動現象の実験的解明原子力プラントが一層安全なものとなるよう、関連する基礎研究を推進するとともに、それらを踏まえて発電システムの安全性を評価するための方法論を追及します。原子力プラントで現れる全ての熱流動現象を平易に説明できることを目標として、技術的に重要であるにもかかわらず未解明な研究テーマに積極的に取り組んでいます。高圧の気液二相流実験は、その代表的な研究テーマです。

原子力施設事故時のリスク評価に関する特化した研究室原子力施設の事故時の評価・分析や確率論的リスク評価（PRA）手法開発に関する研究を行っています。日本の大学・大学院には殆ど例が無い、原子力関連施設のリスクに特化した研究室です。本研究室の主な研究テーマは、原子力施設のシビアアクシデントのシミュレーション、熱／核特性の解明、様々な内的・外的要因に対するPRA手法の開発・高度化を行っています。また、テロ対策やリスクコミュニケーションといった決定論的なリスクに関する研究もカバーしています。

原子力発電施設の機器・配管系を対象に、地震時の損傷挙動の把握や合理的な耐震性評価の実現を目指す原子力発電施設の機器・配管系を主な対象とし、実験による実現象の把握を中心に、地震荷重下の終局挙動の調査、高経年配管系の耐震性評価に関する研究、詳細弾塑性解析による評価を実施しています。また、それらの結果に基づき、現在の耐震設計の高度化を目指した研究も行っています。

放射線を利用し廃棄物処理の最適化を目指す原子力をエネルギー源として用いる以上、その使用済み燃料の処理は、後世に負の遺産を残さないために避けて通れない課題です。当研究室では福島第一原子力発電所事故により生じた損傷燃料の安定化や、放射性廃棄物を長期に亘り閉じ込めることの可能な最適なガラス組成を探すために、X線を用いて物質の内部構造を知り、その知見をプロセスの最適化に繋げるような研究を展開しています。本学原子力研究所と国内外の共同利用施設を併用して研究を進めています。

ミクロな世界の情報をマクロへ取り出す放射線計測放射線計測研究室では、放射線の発生や放射線の可視化を通じ、ミクロな世界からマクロな世界までの様々な情報を入手する研究を行っています。加速器用イオン源の開発から放射線イメージング装置の開発まで、周辺機器開発から応用システムまで幅広く研究開発を実施しています。

核分裂生成物を追いかけ、科学的ロマンを見出す原子炉の廃止措置を進める場合、特に福島第一原子力発電所においては、核分裂生成物（FP）の取扱いが重要となります。当研究室では、FPの挙動に対して注目しています。すなわち、燃料の中に「錬金術的に、神秘的に」発生する元素の（移動、析出等の）挙動を追求していきます。アプローチ方法としては、燃料、廃棄物を模擬した基礎的な実験、熱力学的な平衡計算、動力学的な反応速度論の検討等を行うことで、燃料、廃棄物等におけるFPの挙動を探求します。

地震による被害をなくすために！2011年東北地方太平洋沖地震のような大きな揺れであっても原子力発電所に被害を起こさせないために、地震による構造物（機器・配管、建屋、土木構造物等）の揺れの計算や、構造物が壊れるメカニズムの研究を行っています。また、大きな揺れでも被害を生じさせない構造物にするために、既にある構造物を補強する方法の検討や、その効果を効率的に計算する方法を研究しています。

分析機器やコンピューターによる化学の研究分析化学や計算化学の手法により、身のまわりのさまざまな物質を分子・原子の視点で研究し、化学、生物学、薬学、食品科学、電子工学、環境保全などに役立てます。研究には、超臨界二酸化炭素抽出、ガスクロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー、質量分析法、電子顕微鏡などの分析手法、量子化学計算、分子動力学計算などの計算手法を使います。

植物の生き方から学ぶ植物がもつ化学物質は人類が誕生した時から、薬、香料、色素などに使われてきました。植物はなぜ特有な化学物質を作り出すのでしょうか？本研究室では化学物質を調べることで、植物のしたたかな生存戦略や環境との巧みな相互作用など、植物が繁栄してきた不思議を解明します。また、応用として生物のもつ化学物質を利用した医薬品、抗菌剤、除草剤などを提案します。

多様に分化した生物の本質に迫る生命の誕生以降、数多くの生物が繁栄・絶滅を繰り返すことによって現在の多様な生物種からなる生態系が形成されてきました。そこで本研究室では、菌類から動植物までの多種多様な生物の不思議を解明することを目標とし、野外調査、生物学的試験、遺伝子実験などの方法を駆使し、大学周辺のみならず国内の様々な地域を舞台に研究を行っています。

惑星･地球のおいたちを地層や岩石･鉱物から読みとる生命を育んだ惑星・地球の、大気・海洋・地殻の生い立ちを明らかにしていこうとしています。大陸の分裂・移動・衝突の様子や、現在の地球の生命圏を支える酸素の多い大気、海洋、地殻がどのようにつくられ、維持されてきたかを各地のフィールド調査から探ります。また偏光顕微鏡や機器分析を駆使して岩石に保存された情報を読みとります。各地の海岸砂や湧水の化学組成も研究対象としています。

生命進化の謎を化石から解き明かす生物は約４０億年の歴史の中で姿を変えながら、地球とともに現在の生態系を作り上げてきました。私たち古生物学研究室は、地層に残された生命の痕跡である化石を発掘し、分析し、現在の生物と比較することで、過去にどのような生物がいたのか、どのような生活をしていたのか、進化と地球環境の変化にはどのような関係があるのか、といった謎に取り組んでいます。

宇宙線の観測的研究宇宙線とは、宇宙から降り注いでくる放射線のことです。宇宙線の発見からすでに100年以上が経過していますが、その発生源や発生機構は未だにわかっていません。本研究室では、宇宙線が大気に入射した際に生じる空気シャワー現象（多数の2次粒子が大気中に発生する現象）を観測することによって、宇宙線の謎を解明する研究を行っています。

宇宙望遠鏡を用いた赤外線観測天文学本研究室では、主に近赤外線波長域における観測天文学の研究を進めています。特に宇宙望遠鏡を用いた天文観測を主に進めており、宇宙望遠鏡の開発にも関わっています。関連する主な宇宙ミッションは、NASAの観測ロケットプログラムCIBER-2、JAXAの小惑星探査機「はやぶさ２」、木星圏の小型赤外線望遠鏡計画EXZIT、ガンマ線バースト観測衛星計画HiZ-GUNDAMなどです。

オリジナル装置の応用研究と水分子ダイナミクス解明地球上で最も豊富な分子の一つである水は様々な物質中に存在し、その物質の物性や機能性は水─溶質間の分子間相互作用によって形成された分子集団（液体構造）によって決定されます。本研究室では、オリジナルの広帯域誘電分光法、自己光混合レーザ計測法を用いて、様々な物質中に形成された液体構造の解明を目指しています。

ミクロからマクロまで、多彩な現象を理論的に解明素粒子・原子・分子といったミクロな世界から地球・星・宇宙といったマクロな世界まで、自然界は不思議な現象であふれています。そうした多彩な現象のからくりを、物理学の視点から、理論計算や計算機シミュレーションにより解明します。

量子幾何学と宇宙高校までに円、楕円、放物線、双曲線などを習いますが、曲がった図形は他にもたくさんあり、微分積分を応用するとすべてを統一的に扱うことができます。20世紀のはじめにアインシュタインは、微分積分を応用した幾何学を用いて重力の新しい理論をつくりました。21世紀に入って、精密な観測の結果、宇宙の謎はますます深まりました。謎に挑戦するために、量子力学と融合した新しい幾何学を創ります。

空間や図形の大域的性質を明らかにしますオイラーの多面体定理は（頂点の数）―（辺の数）＋（面の数）＝２が成り立つという主張でした。このように、見た目の形状が異なるにも関わらず同じ値が出る背後には、空間の連続変形による同一視の概念が隠れています。このような観点から建設された幾何学はトポロジー（位相幾何学）と呼ばれ、20世紀に数学の一大領域へと発展しました。本研究室では、代数の理論を駆使してトポロジーの未解決問題に取り組んでいます。

図形や関数の不思議を、素数を使って明らかにします整数は我々が子供の頃から親しんできた、人類にとって最も身近な数の体系ですが、同時に最も謎の多い神秘的な体系でもあります。整数係数の方程式で定義された図形には多くの不思議な性質があり、例えば整数係数のドーナツは、保型形式と呼ばれる「ドーナツの遺伝子のようなもの」を見ると深い性質がよく分かることが知られています。本研究室では、整数係数の図形や保型形式のような不思議な関数の性質を、素数を用いて明らかにする研究を行っています。

素粒子･原子核理論を機軸とした理論物理学の研究陽子や原子核を光速近くまで加速させて衝突させると、原子核を構成する陽子や中性子が溶けだして、クォークやグルオンと呼ばれる素粒子があたかも「液体」の様に振る舞う状態になると考えられています。この状態は、宇宙開闢の極初期（ビックバン後１０万分の１秒後）に存在していた物質を再現すると考えられてます。研究室では、理論物理学の手法を使って実験データを詳細に解析し、素粒子の「液体」の理論の構築や未知の現象の痕跡が含まれてないか探してます。

重イオンビーム加速器施設での世界最先端の実験理化学研究所や放射線医学総合研究所などの重イオンビーム加速器施設で国内・国外の大学や研究機関と共同実験を行います。原子核同士を衝突させることで自然界に存在しない不安定な原子核を生成します。そして、不安定核ビームやそこから放出されるベータ線やガンマ線を観測することで、不安定原子核の性質を調べます。自分自身で検出器を製作したり、データ解析プログラムを開発したりすることで、世界最先端の研究に携われます。

物理学の学びを豊かにする幼少からの経験で私たちは自然観を作りますが、そこには学問的な誤りが含まれています。自然科学は人類の誤解・偏見を克服してきた成果ですが、学校で学んでも単なる知識に留まっていることがよくあります。様々な現象の奥にある共通の仕組みを解明する物理学ではその傾向が強いです。自然現象の捉え方や学習観に関する学生の実態調査から、物理学的世界観という人類の文化を誰にも正しく豊かに受け継いでもらえる物理学の教育方法を研究しています。