学際基礎科学専攻

Division of Interdisciplinary Science

学際基礎科学講座

Department of Interdisciplinar y Science
基幹的理学研究の最先端とその学際領域における教育と研究を行う。異分野基礎科学研究所の人的・物的資源を活用し、国内外の先導的研究者の協力のもと、量子宇宙・光合成と構造生物学・超伝導と機能材料の研究分野及びその境界・融合領域における先端研究を推進する。

This division offers exciting opportunities for study and research at the frontiers of fundamental natural sciences
and their interdisciplinary fields. The PhD course is strongly linked to Research Institute for Interdisciplinary
Science (RIIS) at Okayama University, where leading researchers collaborate with colleagues across the university
and beyond to explore the most fundamental scientific issues in the three research fields: Quantum Universe,Photosynthesis and Structural Biology, and Superconducting and Functional Materials.

【プロジェクトの紹介】【Introduction to Projects】

光合成分子機構の学理解明と時空間制御による革新的光 ー物質変換系の創製
Innovations for Light-Energy Conversion◆科学研究費補助金(新学術領域研究)◆リーダー：沈 建仁◆平成２９年度〜令和3年度

植物や各種藻類が行っている光合成は、太陽の光エネル
ギーを利用して水と二酸化炭素から有機 物を合成し、酸素を放出している。これによって地球上ほぼすべての生物に必要なエネルギーと酸素を供給している。光合成における水分解・酸素発生反応を触媒しているのが光化学系
II(PSII)と呼ばれる巨大 膜タンパク質複合体で、我々はこの複合体の構造を高分解能で解析した。これによって、可視光を利用した水分解触媒の人工合成に重要なモデル化合物を提供した。

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OKAYAMA UNIVERSITY GRADUATE SCHOOL OF NATURAL SCIENCE AND TECHNOLOGY◆Grant-in-Aid for Scientific Research on
Innovative Areas (MEXT)◆Leader：Jian-Ren Shen
◆Period：2017/7 – 2022/3
Photosynthesis by plants and various algae utilizes lightenergy from the sun to synthesize organic compounds fromcarbon dioxide and water, concomitant with the release ofmolecular oxygen. Both of the two products are indispensable
for sustaining almost all life forms on the earth. We are studying
the mechanism of light-induced water-splitting catalyzed byphotosystem II (PSII) in photosynthesis, and have solved thehigh-resolution structure of PSII. The results provide important
clues to developing artificial water-splitting catalysts that will be
important for realization of artificial photosynthesis.

2020 ■ OUTLINE

プロトン駆動力による電子伝達のフィードバック制御

Feedback regulation of photosynthetic electron transfer by proton motive force◆科学研究費補助金（新学術領域）◆リーダー：高橋裕一郎◆平成28年度～令和2年度

チラコイド膜に形成されるプロトン駆動力が光合成反応を制御する分子機構を解明する。

◆Grant-in-Aid for Scientific Research (JSPS)◆Leader：Yuichiro Takahashi◆Period：2016/7 – 2021/3
We analyze molecular mechanisms how the proton motiveforce generated across thylakoid membranes regulates thephotosynthetic electron transfer.

バルク敏感・高分解能スピン分解光電子分光によるハーフメタルにおける多体効果の研究

Many-body effect of half-metal studied by bulk sensitive and high-resolution spin resolved photoemission spectroscopy◆科学研究費補助金◆令和2年度〜令和4年度◆リーダー：横谷尚睦
ハーフメタルにおける特異な多体相互作用を実験的に解明する。
◆ Grant：Grant-in-Aid for Scientific Research (JSPS)◆ Period：2020/4 – 2023/3◆ Leaders：Takayoshi Yokoya
We directly observe spin-resolved electronic structure ofhalt metals to understand the exotic many-body interactions.

量子宇宙物理学の開拓

Exploitation of Quantum Universe◆科学研究費補助金（基盤研究S：1件、基盤研究A：3件）◆令和元年度～令和5年度◆リーダー：吉村浩司、植竹智、吉見彰洋、増田孝彦、笹尾登、吉村太彦
原子物理分野で発展した技術を利用した新しい素粒子実験手法を開発研究する。 (1) レーザーにより生成した原子間のコヒーレンスを応用し、(1a) ニュートリノの基本的性質の詳細決定や、(1b) 宇宙空間を満たす暗黒物質の候補である未発見の素粒子アクシオンの検出を目指す。(2) 素粒子であるレプトンのみで構成される特殊な原子「ミューオニウム」の精密レーザー分光により、素粒子標準理論の精密検証を進める。(3) トリウムの同位体229を用いた超精密原子「核」時計の開発により、暗黒エネルギーの正体解明を目指す。

◆Grant: Grant-in-Aid for Scientific Research (S) andthree of Scientific Research (A)◆Period：2019/6 – 2024/3◆ Leaders：Koji Yoshimura, Satoshi Uetake, AkihiroYoshimi, Takahiko Masuda, Noboru Sasao, andMotohiko Yoshimura
We develop a new experimental method for fundamental
physics research by using the most advanced
technologies in AMO (atomic, molecular, and optical)
physics field. (1a) We determine the basic propertiesof neutrinos by using atomic coherence induced bylaser. (1b) We also search the ‘Axion’ –a candidate ofdark matter that is not yet discovered– by using thesame technique. (2) We perform a precision test of theStandard Model by laser spectroscopy of purely leptonic
atoms: muonium. (3) We search a possible mechanismof dark-energy through the development of ultimately
precise ‘nuclear clock’ using thorium-229 atoms.

OKAYAMA UNIVERSITY GRADUATE SCHOOL OF NATURAL SCIENCE AND TECHNOLOGY

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