理 学 類

物理科学課程物理科学課程授業科目の概要
Department of Physical Science

Department of Physical Science

物理科学課程のおもな 授業科目
科学にる
的
理科学のににる

1 年次

からをン

ーのまで

学
電磁気学は古典物理学の一分野で、電気と磁気の性質や相互関係を明らかにする学問です。現在でも、世の中にある電気・電子製品は電磁気学の法則に従って動作しており、また、身の回りで起こる全ての電磁気現象はこれによって説明することができます。

物理学

理科学

化学
物 理 科 学 課 程生物学

物

解析学基礎・線形代数

理科学課程では、自然現象、特に物理現象の解明とその背後にある基礎的な原理・法則の発見、およびその応用を目指しています。光、電子、原子、分子などが主役となって多彩な現象を示すミクロな世界から地球、宇宙のマクロな世界までを対象としています。本課程では、自然科学の根底に横たわる物理科学の基礎を学びます。
ある現象がどのようにして起きるのか、どのような法則に基づいているのかを認識するために、実験的、理論的手法を学習するとともに、論理的な思考方法の修得に努め▲色素をドープした有機半導体薄膜に紫外光をあ ます。
『 NatureからVentureてたときの発光まで』を合言葉に、将来、自然科学に関連した様々な分野で広く活躍できる人材を養成することを目指しています。
Rhyolitic table mountain(Southern caldera margin)
物理科学課程は進取の精神と熱意あるみなさんをお待ちしています。
▲アイスランド北部のクラフラ火山リフトゾーン（割れ目帯）

物 理 科 学 課 程

2 年次・3 年次
学

力学

流体力学

電磁気学

計算物理科学
物理数学

相対性理論
量子力学

地球物質科学
１年次では、専門基礎科目として数学と物理学、化学、宇宙地球

１
生物科学などの幅広い分野にわたる自然科学の基礎を学
年 科学、
次びます。

２年
次以降

▲星形成領域の観測に使用している電波望遠鏡と観測結果

Department of Physical Science

物理学実験

プログラミング入門

固体物理学

カリキュラム2 年次からは、講義と演習、実験を組み合わせたカリキュラムのもとで、力学、電磁気学、量子力学、統計物理学など、物理学の基礎を徹底的に学びます。
これにより、論理的な思考法を修得するとともに、将来、様々な物理科学の分野での研究が可能となる基礎的な知識の修得を目指します。
また、理論的、実験的手法とともに、コンピュータを用いた計算物理の基礎も学びます。
さらに、卒業研究への接続として、いくつかの専門分野の科目を選択して履修します。

本課程では、物理科学の基礎・基本を学ぶことに徹し、本格的な専門分野に関する学習は主として大学院理学系研究科ですることになります。卒業研究では、未解決な問題への取り組み方を実践的に学びます。
また、4 年間にわたり、現代の自然科学の研究に欠くことのできない英語の勉強に、物理科学の話題を通して取り組みます。

11

地球システム科学

統計物理学

Curriculum

http://www.p.s.osakafu-u.ac.jp/

物理現象を記述する方程式が実際にどのような振る舞いを示すかを知るためには、物理量を数値で表すことが不可欠です。
さらに、コンピュータの発達に伴い、自然現象を模した計算により法則性を探ることは、科学の研究において重要な手段となっています。
この科
目では、精度良く、また効率的に数値計算を実行する手法を学ぶとともに、計算機を用いた実習を行います。

量子力学は、現在人類が到達した唯一の力学法則です。
その基本原理はシュレーディンガー方程式で記述されています。
この原理は、相対性原理が速度の限界を示したと同様に、われわれの認識の限界が存在することを明らかにしています。
巨視的世界の現象と非常に異なる電子や原子などの微視的現象の振る舞いは、この基本原理によって説明されます。

地球学

理学

地球物理学

私たちの宇宙はビックバンで始まり、現在も膨張を続けています。その証拠といえる観測的事実が続々と見つけられてきています。
電波での 3K マイクロ波背景放射の発見が決定打となり、宇宙年齢は約 140 億年であることがわかりました。
こうしてビックバンの宇宙論が確立しました。銀河はビックバン後にいつ生まれたか、現在研究されています。
写真は、M51 銀河（国立天文台提供）

宇宙物理学
地殻進化学
構造地質学

演示学生実験

物理科学専門実験

4 年次
卒業研究

物理科学演習学
講義や実験などで習得した物理科学の専門知識を基に、学生が自ら実験課題を企画提案し、その実験結果を学生および教員の前で演示実験・発表を行うことにより、物理科学の知識を一層深めるだけでなく、プレゼンテーション能力やコミュニケーション能力を養います。

12

物理科学課程

物理科学課程教員メッセージ・卒業研究

進路・先輩メッセージ

Department of Physical Science

物 理 科 学 課 程

Department of Physical Science

Message

物 理 科 学 課 程

教員からのメッセージ
細越裕子 教授

卒業後の進路分子磁性分野物理科学課程の特色の一つは、物質を対象とする物性研究を行う４つの分野（物性理論、構造物性、光物性、分子磁性）と宇宙物理、地球科学から構成されることです。天然磁石は古くからその存在が知られ、磁石は私たちの生活と密接に結びついています。物質の磁性は、物質を構成する多数の電子が協奏的に織りなす性質です。これを理解するためには、電磁気学のほかに、量子力学や統計力学といった現代物理学を学ぶ必要があります。磁性現象は未だ完全には理解されていません。私たちの研究室では、様々な磁性を示す物質を人工的に合成し、新しい磁気状態を創り出すこと、そしてその磁性発現の機構解明を目指して研究を行っています。
「新しい物理現象は新しい物質によって拓かれる」という立場から物質合成に力を入れています。
分子集合体としての物質の磁性を、分子レベルで設計し、化学的手法で合成します。そして結晶を作成し、回折現象を利用して分子配列を明らかにします。さらに低温や磁場中で様々な物性測定を行う実験物理学の手法を用いて、電子スピンの配列、磁気状態を明らかにしていきます。
高校までは教科書に沿って勉強してきましたが、自然科学の探求は、教科書に新しいページを加えることにつながります。卒業研究ではその一端に触れることになります。未知の現象に出会い、何故だろう？と感じ、その疑問を解決するために自ら行動してください。
主体的に考えながら疑問を解明するプロセスは、卒業後に社会人として問題解決をしてゆく能力を養います。大学生活では、自己を律し、とことん打ち込める何かを見つけてください。皆さんは大きな可能性を持っています。充実した４年間を送ることができることを願っています。
物 理 科 学 課 程Thesis

卒業研究Career Paths

大西利和 教授

物理科学課程の卒業生は、その半数以上が大学院理学系研究科に進学しており、また、企業をはじめ多方面で活躍しています。近年の卒業生の就職先には次のような企業があります。

宇宙物理学分野

天体からは我々の目には見えない様々な種類(波長)の電磁波も放射されています。天体の性質を知るためには、物質からどのような電磁波が放出されるのかを物理学的に理解する必要があり、その知識をもとに様々な波長での観測を行い、天体の性質を明らかにします。天文学の歴史は、様々な波長の電磁波の検出システム開発の歴史と言ってもいいでしょう。
恒星は宇宙の最も基本的な構成要素の一つであり、その進化を追うことは宇宙の進化を明らかにする上で非常に重要です。
星・惑
星形成のもとになる星間ガス・ダストからは、主にミリ波・サブミリ波・赤外線にかけての電磁波が放出されます。最近の高性能望遠鏡・検出器開発により、サブミリ波(波長1mm以下の電波)での観測が急速に発展してきました。
この波長帯では、星が形成される直前・直後の高密度・高温の星間ガスを集中的に観測することが可能になり、天体形成のメカニズムの解明が急速に進んでいます。
我々は独自に口径1.85mの電波望遠鏡を開発し、国立天文台野辺山宇宙電波観測所内に設置して観測を続けています。
また、観測条件が非常に優れた、南米チリのアタカマ高地(標高5000m)が世界的なサブミリ波観測の中心となっています。NANTEN2、ASTEといったサ
ブ ミリ 波 望 遠 鏡も 稼 働 し 、合 計66台の望遠鏡を有 する 巨 大 電 波干渉計・アルマ望
遠鏡の本格運用も始まっています。
AKARI、Spitzer、Herschel、Planck等、赤外線 -サブミリ波
天文衛星による観測データも続々得られ、天体形成の研究が急速に進んでいます。
このようにエキサイティングな状況の今、皆さんと一緒に研究できることを楽しみにしています。

関電システムソリューションズ、トプコン、シャープ、セイコーエプソン、コニカミノルタ、双日、ネクシオン、大塚製薬、日立製作所、ダイレク
ト出版、みんなのウエディング、テクノプロ・デザイン社、セック、フリークアウト・ホールディングス、JFE商事、三菱電機、SCSK、NTTドコモ、
スカパーJSAT、コクヨ、ＯＧＣＴＳ、IMV、ルネサスエレクトロニクス、三社電機製作所、デンローコーポレーション、NTT西日本、NTN、東京
コンピュータサービス、福井村田製作所、スカパーJSAT、大阪府教育委員会、宇宙技術開発など

物 理 科 学 課 程Message（理学系研究科物理科学専攻および物理科学課程卒業者のデータです）

先輩からのメッセージ

徳田一起さん

河口彰吾さん

大学院物理科学専攻
博士後期課程2014年9月修了
公益財団法人高輝度光科学研究センター（JASRI）勤務

大学院物理科学専攻
博士後期課程2016年12月修了
国立天文台チリ観測所 特任研究員/大阪府立大学 客員研究員
日常生活で体験する様々な現象や私たちから遠く離れた宇宙空間

私たち物理科学課程では、物理学に関する専門的な講義だけでなく、で起こっている星や銀河の誕生をもっとよく知りたい、調べてみたいと化学、生物、地球科学や、演示学生実験のような学生個々のアイデア

子力学などの古典 / 現代物理学の基礎となる科目を学び、その知識が問題を自分で考えて、自分で解決する能力が大きく養えると思います。

思いこの物理科学課程を専攻しました。この課程で力学、電磁気学、量

実際に実験で確かめることができた時などは、非常に感動しました。
物理学という世界はなかなか簡単に道を通らせてくれないこともありますが、こちらの努力に応えてくれるかのように自然の本当の姿を私たちに教えてくれると信じています。

が問われる面白い授業もあり、幅広い視点かつ専門的な学問、さらに熱心な物理科の先生からは、学業や研究の内容だけでなく、卒業してからの社会人や研究者としてのあり方も教わりました。今でもとても感謝しています。

このようなこともあってか、私は4回生で研究室に入り、博士前期・私は、大学 4 年生の時に宇宙物理学研究室に所属し、それから現在ま後期課程に進学し、博士の学位を取得できました。研究や専門的な星の誕生現場の観測を行っています。これらの望遠鏡のおかげで続々と生活を送ることができました。また、在学中にイギリス、カナダ、韓国で大阪府立大学が所有する望遠鏡や南米チリのアルマ望遠鏡を使って新しいデータが得られており、時には誰も予想していなかった宇宙の姿に遭遇することがあります。これは人類が築き上げてきた自然科学の歴史に新しい1 ページに刻む瞬間であり、このような体験ができる道筋を開いてくれた本課程に深く感謝しています。物質や宇宙の真の姿をもっとよく知りたい人はぜひこの物理科学課程で一緒に学びましょう。

奥田恭平さん

大学院物理科学専攻博士前期課程2017年3月修了
IMV 株式会社勤務

物理の勉強はとても大変でしたが、学科内の雰囲気も良く、充実したなど国際会議に参加する機会が与えられ、多くの経験を積むことができました。現在は、SPring-8と呼ばれる研究施設で、最先端の実験装置を使用して結晶学の研究を行っていますが、この物理科学科で養われた経験や知識がいきていると思います。

大阪府立大学の理学類1・2回生の時に、理系分野の基礎となる力学・電磁気学等の内容を勉強、実験の授業でも装置の扱い方や実験データのまとめ方等の基礎的な内容を習得しました。3回生で高度な研究に必要となってくる統計力学・量子力学といった分野を中心に学び、4回生で研究室に配属されて、卒業研究を行いました。卒業研究では特異な磁気性2017年から現在の職場に勤務しており、 質をもった物質を扱い、様々な問題について豊富かつ優れた設備と教員その中で受諾試験場のエンジニアとして活Department of Physical Science動しています。この仕事は簡単にいうと、他の企業が作った製品について、実際の使用の方々の助力を得ながら腰を据えて立ち向かうことで、一つの物事について深く考え、問題を解決する能力を養うことができたと思っています。

1・2回生で様々なことに興味を持って接する姿勢を、研究室で先に述時や輸送時あるいは地震の振動によって簡単に壊れないかを確かめるべたような思考力、問題解決能力を学ぶことができるのですが、そのどれを代行するというものです。大学での研究内容と直接つながる業務ではにも幅広く活かされるものであり、私の現在の業務にも間違いなく活き試験をする必要があるときに、私達が所有している装置でその振動試験もが研究者として必要な能力だと私は考えます。その能力は研究職以外ありませんが、エキスパートとしての知識と経験が必要となる仕事であり、 ています。
その知識と経験を短期間で自身のものとするノウハウは、大学での「研地震探査で見た断層の地下構造

13

究者として必要な能力を伸ばす」
教育課程によって得られたものだと感じています。

大阪府立大学 生命環境科学域 理学類で学べることは、きっとあなたの飛躍的な成長につながるはずです。大きく成長した皆様と、将来ともにお仕事ができることを楽しみにしています。

14

研究分野紹介
Department of Physical Science

Department of Physical Science
細越裕子・小野俊雄・山口博則
新物質開発による新しい物理現象の開拓
物質中の電子は、電気を担う電荷と磁気を担う電子スピンを持っています。私たちは、電500μm

子スピンの集団が織りなす多彩な磁気的現象を発見・明らかにすることを目的として実 （図上）Ni系三角格子磁性体結晶験的研究を行っています。特に有機合成の手法を用いて、分子の多様性・設計性を利用した新しい磁性体を開発することにより、新たな物理現象を拓くことを目指しています。

久保田佳基・石橋広記

より深い専門知識の物 理科学専攻では、物理科学課程で修得したことを基礎として、修得および、新たな事象の発見と、これに対する緻密原子や電子の空間的分布から物質の性質を解き明かす
物質を構成している原子・分子・電子の空間的分布、すなわち結晶構造をX線の回折現象を利用して調べています。世の中では、光・磁気による記録やエネルギー変換などの面な論理的思考・洞察力を養うことを目指して教育・研究活

白い機能や性質を持つ物質が多数合成されています。私たちは精密な結晶構造を基にこ動を展開します。そして、数理物理学、物性物理学、宇宙物れらの性質の起源を解明し、新規機能性物質の開発や物質科学の発展に貢献します。

理学、地球科学いずれの分野においてもその最先端の研細孔内に気体分子を取り込んだ結晶の構造

究活動の一翼を担うことになります。これらの活動を通し理て、課題を解決する高い能力の養成だけでなく、論文・学会発表などコミュニケーション能力も高め、国際的に態制御に関する基礎研究から出発し、ナノ分析・医療応用などバイオ関連分野にもDNAの二重鎖形成の光誘導加速に成功( Sci. Rep. 6, 37768 (2016) )役立つ生化学反応の「光誘導加速システム(LAC-SYS)」に関する先駆的な研究も

abr

fs

cx

固体の熱物性と電子物性、すなわち熱電物性に関する実験的研究を行っています。具体的には、

ppqtz

光によるネットワーク形成

非線形物理学

物性物理学分野

田中 智・神吉一樹・野場賢一・Savannah Garmonu

6つの角運動量の合成と再結合

非平衡統計力学および量子光学

ポーラロン・モデルにおけるリウビル演算子のスペクトル溝口幸司・河相武利・大畠悟郎

超短パルスレーザーを用いたテラヘルツ電磁波の発生・検出装置

物 性物理学野口 悟

50Tは地磁気の約100万倍という強烈な磁場です。人類は今のところ、50Tを一瞬しか発生できません。この一瞬のパルス強磁場と0.1Kという絶対零度に極めて近い極低温を組み合わせた複合極限環境を創製し、新奇物性を探し求めます。

size

日本人（研究者）の姓及び名に対するZipf則
0.50.450.2 T T=77 K

40Vc=13 kV

3020
10250kJコンデンサ電源（上）と磁場波形（右）00246Time(ms)810

大西利和・前澤裕之・村岡和幸

宇宙物理学

電波で探る宇宙・銀河・星の進化・地球型惑星圏

0.35

電波の分光観測により、様々な天体や星間物質の性質を明らかにします。特にミリ波・サブミリ波・テラヘルツ波領域に豊富に存在する分子・原子スペクトルを観測し、0.25星の誕生・銀河の進化過程、地球型惑星圏環境の研究を行います。また、生命の起

0.20.15

源を宇宙に探ります。微弱な電波信号を検知するための超伝導低雑音受信機の開発

0.1や電波望遠鏡の開発も行います。

0.050-2050

宇宙物理学分野
理学

0.45-15-10-505101520

軸外し放物面鏡 テラヘルツ波発生素子

地球科学分野地 球科学
科学

物質の新奇光応答と超高速ダイナミクスの解明
レーザーなど様々な光学装置を組み合わせて、物質の光学的性質を調べたり、新たな光機能を有する物質の探求や作製を行ったりしています。
特に、非常に早い時間領域（約１兆分の１秒の単位）の現象に注目し、物質内で光と電子や原子などが瞬間的に相互作用する様子やその振る舞い（ダイナミクス）を調べています。

温度差により熱電モジュールに電気が発生している様子

50Tの強磁場と0.1Kの極低温の複合極限環境で遊ぶ

0.3

理論物理学はこれまでに物質の構成要素である素粒子やそれらが従う基本法則についてはある程度明らかにしてきましたが、それらを基にして、私たち生命体を含む巨視的物質の働きを理解するという広大肥沃な未開拓の分野が広がっています。微視的な力学原理に基づいて、生命体を含む進化発展し続ける世界のあり方を理解することを目的として研究を行っています。

新奇熱電材料の作製及びその構造と熱電特性の相関を明らかにする研究や、新奇機能を付与

tdd

非線形物理学は線形な方程式では表しきれない多様な現象を取り扱います。非線形性は予測不可能な時系列や複雑で多彩な構造を生み出すことでも知られています。生き物や社会現象など、いわゆる普通の物理では相手にしない対象を取り扱う柔軟さも持っています。

Department of Physical Science

光によるナノ形態・機能抑制した熱電材料の探求を目指しています。

pece

新奇物質の熱物性と電子物性を明らかにし制する

ryx,y,zu

prrfb

Σ

tqt

非線形なものの見方でフロンティアを探求する

15

３次元

小菅厚子

sa

非線形物理学分野

理

光輸送とナノ分離分析

２次元μ0H(T)

数 理物理学

ニュートン以来、物理と数学は手をとりあって発展してきました。それは21世紀の現代まで続いており、わくわくするよう発見が続いたり、何十年ものあいだ未解決であった問題が解かれたりしています。私たちは代数学の手法を用いて自然界やそれを記述する物理の理論の数理構造を理解すること、新しい数理構造を見出すことを目指して研究しています。

理

神経ネットワーク

異分野横断により行っています。
これらの取組により、ライフサイエンスの革新や、理論物理から数学まで横断的に研究します

線光合成アンテナ

環境問題の解決も見据えた次世代の量子・光科学技術の基盤を構築します。

数理物理学分野

水口 毅

１次元

倣ナノ光エンジニアリング」の開拓を目指しています。
具体的には、光による物質状研究分野の紹介
会沢成彦

生体分子モーター

生体機能を模倣した光科学の研究とナノ・バイオ応用

Research area

数理 理

生命現象とのアナロジーに基づく新しい光物理科学の創成

飯田琢也

多種多様な生命現象とのアナロジーに基づく光物理科学の新分野である「生体模活躍できる高度専門技術者・研究者の育成を目指します。

ナノ細孔に捕まえられたアセチレン分子( Nature 436, 238 (2005) )（図右）
スピンラダーを形成する分子積層フェムト秒パルスレーザー

伊藤康人・三浦大助・石井和彦

プレート沈み込み帯ダイナミクスの解明

過去から現在にいたる地球の運動とダイナミクスを、おもに岩石や地層にテラヘルツ波光伝導アンテナ

テラヘルツ波検出素子

LT-GaAs

金電極

記録されている変形作用・古地磁気などの情報および火山活動を読み取ることによって調べています。

マイロナイト（深部断層岩）の顕微鏡
写真（上）と野外調査風景（右）16