教員・研究員紹介

原子核理論、超重元素合成

原子核反応によるエネルギー利用をテーマに、核反応のダイナミクスの解明に向けて挑戦しています。核融合、核分裂、核変換、再処理、超重元素合成について広く研究を行っています。

位相幾何学、３次元多様体論、結び目理論

3次元多様体は任意の点の周囲に3次元座標系を描ける空間です。全体の姿を見るのは難しいですが、空間や曲面を切ったり貼ったりして、対称性などの幾何的性質を研究しています。

一般相対論、重力理論、宇宙論

宇宙全体のダイナミクスやブラックホールに関する問題を一般相対性理論を用いて解き明かします。特に高い時空次元の可能性を取り入れた高次元宇宙モデルや高次元ブラックホールを研究しています。

宇宙論、宇宙物理学、銀河天文学

井上研究室では、宇宙における未知の物理法則や物理メカニズムを解明するため、理論及び観測の両面から宇宙論的スケールの様々な現象を解明することに挑戦しています。特に、一般相対論的効果による光の経路の曲がり(重力レンズ効果)や光のエネルギーの変化(重力的赤方偏移効果)に着目し、理論と観測のシナジーによって宇宙モデルの整合性を検証しています。近年はアルマ望遠鏡やすばる望遠鏡による観測的研究に力を注いでおり、ダークマターモデルの検証、超巨大低密度領域における銀河進化、深層学習による天体探査、銀河形成に及ぼす活動銀河核(AGN)の影響など、様々な研究を行っています。

有限群の表現論

有限群とその表現の問題を、圏論的手法を用いて考察しています。群作用をもつ単体的複体、半順序集合、加群等を研究しています。

物性理論

絶対零度近くまで冷却された中性原子のボース気体は、ボース・アインシュタイン凝縮と呼ばれる相転移を起こし、超流動に代表される不思議な性質をもつ量子物質になります。この凝縮体が示すさまざまな現象を解明します。

素粒子実験

現在、物質はクォークなどの素粒子で構成されていることが分かっています。では、素粒子は何でできているのでしょうか？このような疑問を、巨大な粒子加速器を用いて解き明かそうとしています。

量子情報、物性物理学

量子情報、量子制御などの量子力学が大きな役割を果たす広い意味の制御に興味を持って、研究を行っています。特に、量子コンピュータは実現すれば、世界を変えることができます。そのような未来のコンピュータの実現に向けての基礎研究も行っています。

位相幾何学

微分可能写像の特異点理論を用いて、4次元多様体やさらに高次元の多様体を研究しています。多様体上のジェネリックな写像には、一般に特異点と呼ばれる写像の微分の階数が退化する点が現れますが、余階数の高い特異点を解消する方法を考察し、それにより多様体の微細な構造の解明を企てています。

経営工学，品質管理，オペレーションズ・リサーチ，応用統計学

生産マネジメントは、生産システムの効率化・合理化・最適化を図るための活動を指します。本研究室では、データ解析やICTなどを駆使した生産マネジメントの方法について研究しています。

解析数論、符号理論

情報を正しく伝える仕組みである符号理論は、さまざまな数学的成果を取り入れた、充実した理論です。数学理論としての符号理論、それに関する群論、環論など代数学を中心に研究しています。また、暗号につながりのある解析数論を研究しています。

準結晶物理学、ソフトマター物理学、物性物理学

2007年世界ではじめて高分子準結晶を発見し、ソフトマターにも、繰り返し単位のない秩序構造である準結晶があることを明らかしました。準結晶の生成起源に関する理論研究は2014年ネイチャーに掲載、その後青銅比準結晶や無数の金属比準結晶タイリングを発見しました。ソフトマター準結晶だけでなく、ソフトマター特有の複雑構造であるジャイロイドの研究も進めています。

レーザー工学

新型レーザーの開発やレーザー光線を使った新しい機能性材料の開発、レーザーピーニング（パルスレーザーによる金属の衝撃加工）、パワー半導体を使った高速高電圧スイッチ開発等々、レーザーおよび電気エネルギー制御に関する研究に取り組んでいます。

代数解析学、超局所解析学

微分方程式の研究から生まれた代数解析学が専門です。組合せ論的手法や超局所解析的手法を用いて、構成可能関数のラドン変換の反転公式や像の挙動を研究しています。

生物物理学、化学物理、構造化学

生体内で複雑な立体構造をとることで機能を発揮する一方、容易に変性して機能を失うタンパク質。その構造変化を、世界最高輝度のX線を使って観測し、立体構造形成のメカニズムに迫ります。

グラフ理論

離散的な構造の多くはグラフとして記述でき、それらを扱うグラフ理論は離散数学の大きな研究分野の一つです。なかでも極値グラフ理論と呼ばれるグラフの部分構造と不変量の関係を研究しています。

光ファイバ工学、レーザー工学、ファイバレーザー

光通信だけではなく、光ファイバーを用いた新型レーザーの開発などを軸に、可能性をもつ光について基礎と応用を研究し、新しい光技術の開拓を進めています。光の未知な現象から発見を楽しめます。

物理化学、ナノ構造化学

レーザーの光を使うと物質を瞬時に数千度以上の高温に加熱でき、普段は見られない分子を作り出すことができます。その光吸収や光散乱、蛍光などユニークな物性を調べます。宇宙空間にも存在するサッカーボール型分子C60の生成機構を調べます。

ナノデバイス、超伝導デバイス、微細加工プロセス、

素粒子物理（理論）

我々の知らないミクロな世界には何があるのか。宇宙初期には何が起こったのか。未だ未解明な素粒子を取り巻く物理を解明すべく、幅広い可能性を考え新物理の検証方法を理論的に探究していきます。

特殊関数、可積分系

複素領域上の微分・差分方程式、およびその解として定義される特殊関数について研究しています。特殊関数は純粋数学及び応用数学の様々な分野と繫がりのある、とても魅力的な研究対象です。

プラズマ工学

プラズマはプラズマテレビや溶接などさまざまに利用され、産業技術としてなくてはならない存在となっています。そのプラズマを応用して、さらに色々な分野で役に立つために研究を行っています。

有機エレクトロニクス、有機太陽電池

有機半導体が主役となる新しいエレクトロニクスデバイスについて研究します。無機半導体の知識を土台として、有機半導体の特長を活かしたデバイス開発に、基礎・応用の両面から取り組みます。

凝縮系理論、原子・分子・光学物理学理論、量子制御理論

固体中の電子集団や液体ヘリウムなどの凝縮物質では、構成粒子の量子性と相互作用の結果、直感に反する数々の物理現象が起こります。新奇な量子多体効果の開拓を目指して、さまざまな解析手法を開発します。

結び目理論

結び目理論、および低次元（3、4次元）トポロジーを研究しています。結び目を数学的に調べるためには、多くの場合結び目の不変量を用います。不変量の代数的な性質と結び目の幾何的な性質の関係に興味を持って研究しています。

解析的数論、計算代数解析

留数を用いた多重ポリログ関数の解析接続や多重ゼータ値に関する研究をしています。

生命動態物理学、バイオイメージング、生物物理

私達の体の中ではたらく生体分子はどのようにして駆動しているのか、その仕組みを明らかにする研究をおこなっています。

半導体工学，材料工学，デバイスプロセス，半導体計測

放射線計測学

純粋なポアソン統計現象である放射性崩壊と、時系列相関のある統計現象である原子炉内の核分裂連鎖反応との違いを、コンピュータシミュレーションを用いることにより解明していきます。 プログラミングだけではなく、原子炉物理学や統計学、放射線計測学など幅広い知識を動員して行う研究は非常に心躍るものです。

物性物理学（実験）

物性物理は、自ら試料を作り測定することで研究が可能な分野で、巨大科学とは違った面白さがあります。新奇な物理現象や新物質の発見、また長年の謎の解明をめざします。

理論物理学　場の量子論　素粒子論

万物の根源的要素である素粒子は「場の量子論」と呼ばれる理論によって記述されます．場の量子論においては粒子の存在が不確定になり，粒子が無から生成されたり逆に消滅したりする驚くべき状況が生じます．本研究室では，この理論のさまざまな解析手法を提案・研究し，実際の物理現象に応用することで自然の深い理解を得ることを目標としています．

光工学、ホログラフィ、情報ストレージ工学

ホログラフィを応用した計測技術、表示技術、可視化技術、情報ストレージ技術についての研究・開発に取り組んでいます。

光ファイバセンシング，光通信

光ファイバをセンサとして用い、さらにセンサ信号の通信路として利用する光ファイバセンシングや光ファイバ通信など、光計測技術や光通信技術に関連する研究に取り組みます。

高エネルギー宇宙物理学（観測）

X線で観る宇宙は超高温で莫大なエネルギーを放出しています。そのなかでも天の川銀河で起きる高エネルギー現象を研究しています。また、X線天文衛星に搭載する検出器の開発を行っています。新型検出器の実証実験のため、国際宇宙ステーションに検出器を搭載する計画も進めています。

代数解析学，超局所解析学，佐藤超関数論