物理教室年次報告書
平成２０年度

２００９年３月
九州大学大学院理学研究院物理学部門

目次
はじめに
２０年度の研究テーマと成果
素粒子理論
理論核物理
宇宙物理理論
粒子物理学
物性理論
統計物理学
凝縮系理論
磁性物理学
極限電子物性
量子微小物性
低次元電子物性
複雑物性基礎
複雑流体
構造物性
客員教授
教職員一覧
物理学部門各種委員
物理学教室談話会
物性理論セミナー
九大原子核セミナー
非常勤講師
外国人研究者等受入
教育課程委員会
物理学教室ファカルティー・デベロップメント (FD)入学者数と卒業者数
就職・進学状況
体験入学
社会貢献活動

1
2
12
37
56
76
93
99
104
114
124
130
143
159
163
176
177
178
179
180
181
183
184
185
186
187
188
190
192

はじめに

九州大学理学部物理学教室の年次報告２００８年度版をお届けします。
今年度は大学院組織が改組され、これまで基礎粒子系科学専攻と凝縮系科学専攻に分かれていた物理学部門に関連する専攻は物理学専攻に統一されました。また、六本松キ
ャンパスが平成２１年３月をもってその長い歴史に幕を閉じることになり、全学教育は
平成２１年度より伊都キャンパスで行われることになりました。これに伴い、六本松キ
ャンパスの物理学部門の教員は箱崎地区に移転することになり、３月に工学部旧３号館への引越しが行われています。理学部２号館とはすこし離れているものの、大学院重点化以来初めて物理学部門は同じキャンパスに集結することになりました。組織の統一化とキャンパスの一体化によって、今後は学生教育や管理運営がよりスムーズに行えるよ
うになるものと期待されます。その反面、全学教育に対する労度が増えますが、これは今後物理学部門全体で対応すべき課題であると認識しています。景気対策の影響からか、
理学研究院の伊都キャンパス移転も当初の平成 26 年度より早くなりそうな気配です。
人事面では、長年教育や研究と教室運営にご尽力いただきました小田垣孝教授と日高昌則准教授がご定年をお迎えになり、大学を去られました。また、複雑物性基礎研究室の市川正敏助教が京都大学理学研究科の講師に、統計物理学研究室の御手洗菜美子助教
がデンマークのニールス・ボーア研究所の准教授にご栄転となりました。一方、素粒子理論研究室には奥村健一助教が着任されています。物理学部門では本年度から助教ポス
トには任期制（５年+再任１回）が導入されましたが、彼が任期制のポストの第一号となりました。さらに現在３名の助教人事が進行中で、このような教員の流動性は今後の部門のさらなる活性化につながるものと期待しています。
本冊子は物理学教室の平成２０年度の研究活動ならびに社会貢献活動に関する報告書です。その他の教室の活動および物理学部門の最新情報などにつきましては、当教室のホームページ、http://www.phys.kyushu-u.ac.jp/ をご覧下さい。物理学教室の将来のために諸賢のご批判とご指導を賜れば幸いです。
２００９年３月
平成２０年度物理部門長

1

和田裕文

素粒子理論研究室
研究室構成員
井上 研三 教授
原田 恒司 准教授
奥村 健一（H21.4.1 東北大から転入） 助教⟨⟨ 博士研究員 ⟩⟩澤中 英之 (九州大学学術研究員)⟨⟨ 大学院 博士課程 ⟩⟩
一色 弘

石原 雅文

長瀬 智信

二宮 温

山津 直樹

⟨⟨ 大学院 修士課程 ⟩⟩
岩下 裕一

山本 圭介

榮田 達也

濱川 如人

田港 朝貴

⟨⟨ 学部 卒業研究生 ⟩⟩
久保 幸貴

楢崎 弘二

林 祐輔

吉本 一世

⟨⟨ 研究生 ⟩⟩
久保 博史
担当授業
井上 研三
量子力学 II、素粒子物理学、場の量子論、ゲージ理論、M １ゼミナール
原田 恒司
解析力学・同演習、物理学ゼミナール、物理学特別研究、素粒子物理学特論
研究・教育目標と成果⟨⟨ 今年度の目標 ⟩⟩井上 研三[研究] 素粒子の世代の起源について、さらに深めた研究を進める。特に、SU (1, 1) 世代対称理論における強い相互作用の Strong CP 問題の解析を通して、基本的な世代構造を究明する。

2

[教育] 大学院講義科目「場の量子論」について、昨年度に作成した英文の講義ノート
をさらに改善し、ホームページに掲載する。また、「ゲージ理論」の講義ノートを、素粒子分野だけでなく、他の分野の大学院生にも対応できる内容で作成する。
原田 恒司[研究] 昨年度の研究で明らかになったことを順次論文にまとめ、また、実際にパイオンを含む系の繰り込み群の解析を実行する。

[教育] 昨年度の問題点を整理し、「解析力学・同演習」および「素粒子物理学特論」の内容の充実を図る。
澤中 英之
将来の精密実験などから観測が期待される tribimaximal 混合からの微小なずれが与えうる効果について解析を進めたい．
久保 博史
平成 19 年度の問題を解決し、pionful NEFT の繰り込み群を解析することによりパワー
カウンティングを決定する。
石原 雅文
ゲージ/重力対応を用いて、ゲージ理論の非摂動な性質についてさらに詳しく調べる。
また、この対応を様々な物理現象の解明に応用していく。
長瀬 智信
今年度に引き続き超対称性の破れに関するパラメータに理論的制限を与えることと超対称性の破る模型構築を目指して研究を行うつもりである。
二宮 温
来年度は引き続きパイオンを含めた理論の解析を続ける。
山津 直樹
今年度に引き続き SU(1,1) ホリゾンタル対称性に基づく模型の解析を進める．

⟨⟨ 今年度の成果 ⟩⟩井上 研三[研究] 素粒子の世代の起源に関する研究を進め、SU (1, 1) 模型が C, P, T 対称性の自発的破れを自然に容認し得ること、特に、強い相互作用における大課題である Strong CP
問題を解決する新たな可能性を秘めていることを示した。

[教育] 大学院の講義科目「場の量子論」の英文の講義ノートを、豊富な量の演習問題を加えて完成し、ホームページに掲載した。また、「ゲージ理論」の講義についても、他分野の受講生にも興味が持てるようにノート作成を工夫した。
原田 恒司

3

[研究] いわゆるVlow k ポテンシャルが満足する繰り込み群方程式について考察し、その導出には束縛状態の存在を考慮しなければならないことを指摘し、またその収束は繰り込み群の普遍性によるよりも、逆散乱問題としてよりよく理解されることを指摘した。
非線形シグマ模型の摂動論に現れる、「外見上不変でない項」(Apparently noninvariant

terms, ANTs) を、格子上の摂動計算によって示した。格子上でよく定義された理論では経路積分の測度も含めてよく定義されていて、カイラル対称性を壊す原因がないので、ANTs の存在がカイラル対称性が失われていることを意味するものではない、ということを明確に示した。

ANTs がなぜ現れるのかについて、Zinn-Justin 方程式に基づく考察を行った。
[教育] 「解析力学・同演習」の特に演習のやり方を工夫し、密接な指導ができるようにした。
「物理学ゼミナール」では、一般相対性理論に関する英文の講義ノートの輪講を行った。対応する講義がなされていないのを考慮しつつ、レベルの高いゼミを行えた。「素粒子物理学特論」の見直しは不十分にしか行えなかった。
澤中 英之
レプトンセクターの tri-bimaximal 世代混合パターンからのずれ, 及び，ニュートリノ
の質量階層構造に着目し, ニュートリノ振動パラメータとレプトン稀崩壊現象の予言との相関を調べ，将来のレプトン稀崩壊探索実験から期待されるニュートリノ振動パラ
メータに対する示唆を得た．
久保 博史
自発的対称性の力学的破れに伴い現れるパイ中間子を記述する理論として、非線型シグマモデルがある。この理論を Wilson 流繰り込み群の方法で調べる場合に、一見対称性と矛盾する形の寄与が現れるという困難がある。この種の寄与は非線型性に由来すると思われるが、我々の研究では、このような寄与が現れる事、それが対称性と矛盾しない事を格子正則化を用いた摂動計算によって確認した。
石原 雅文

D5 ブレーンを用いて、有限温度領域でのバリオンのモデルを構築した。その結果、カラーのある束縛状態が有限温度では励起状態として存在しうることを示した。また、複数のクォークと反クォークの束縛状態に対応する D5 ブレインの解を構成することに成功し、その解がある有限なサイズで安定であることを示した。
山津 直樹
ノンコンパクトなホリゾンタル (世代) 対称性 SU (1, 1) を持つ超対称ベクターライク模型による素粒子の世代構造の議論を進めた。特に、量子色力学に存在する強い CP 問
題についての議論を行い、この模型での強い CP 問題の解は素粒子の世代数と真空の位相構造に密接な関係を要求することがわかった。

4岩下 裕一弦の場の理論の真空構造について、特に開弦に含まれるタキオンの凝縮に注目して研
究した。
山本 圭介
超対称性を含む最も簡単なモデルである最小超対称標準模型 (MSSM) についての研究を行った。その結果、超パートナー粒子の性質が決まる際には超対称性の破れとその伝播機構が重要な役割をし、超パートナー粒子の性質によって異なる伝播機構を判別出来る可能性を認識した。

⟨⟨ 来年度の目標 ⟩⟩井上 研三[研究] 素粒子の世代を支配する SU (1, 1) 対称性の自発的破れに関わる諸々の基本的問
題 (真空の決定、各種の真空期待値の相対位相の決定、正ノルムの粒子状態を実現するための条件の明確化等) に取り組む。

[教育] 「量子力学 II」の講義を新カリの学生に十分配慮して進める。
原田 恒司[研究] ANTs について、Zinn-Justin 方程式に基づく理解についての論文を作成する。
分散理論が低エネルギー有効理論に与える拘束について、原子核有効場理論を例として研究する。有効場理論の、中間エネルギー核反応への応用について研究を行う。

[教育] 「一般相対性理論」の講義内容を変更し、多様体の微分幾何を用いたものにする。
奥村 健一[研究] ミラージュ伝達を中心に超対称性の破れの機構を考察し、その LHC における検証方法を研究する。特にミラージュ伝達と大統一理論の関係や、ミラージュ伝達における暗黒物質の正体と起源、LHC における準安定粒子の振る舞いなどを調べる。

[教育] 解析力学演習の内容の改訂を行う。ゼミナールや日常のやり取りを通じ学生の積極的な研究活動への関与を促す。個々の学生の資質に合わせた指導を行う。
澤中 英之
今年度は、原子炉ニュートリノ振動角が観測され得る場合に有用な解析と大混合角を導く統一理論に基づく理論的模型の研究を行いたい。
久保 博史
有効場理論における、場の理論の公理的原理の要請についての理解を深め、核子有効場理論、カイラル摂動論のパラメーターにどのような制限が付くかを調べる。
石原 雅文
超弦理論のゲージ重力対応を用いて、さらにハドロンの性質を調べていく。とくに、D55

ブレインを用いて、核力の導出を目指す。
山津 直樹
前年度と同様に、ノンコンパクトなホリゾンタル対称性を持つ超対称ベクター

ライ

ク模型に基づく素粒子の世代構造の理解を深める。
山本 圭介
超対称性の破れの伝播機構の具体的なモデルについて詳しく調べ、研究を行う。

発表論文⟨⟨ 原著論文 ⟩⟩• Kenzo Inoue and Naoki Yamatsu,
Charged Lepton and Down-Type Quark Masses in SU (1, 1) Model and theStructure of Higgs Sector
Progress of Theoretical Physics 119 (2008) 775∼796• Kenzo Inoue and Naoki Yamatsu,
Strong CP Problem and the Natural Hierarchy of Yukawa Couplings
Progress of Theoretical Physics 120 (2008) 1065∼1091• Koji Harada,
Problems in the derivations of the renormalization group equation for the
low momentum nucleon interactions,
Prog. Theor. Phys. 120, No.4 (2008) 741 - 749.
• Koji Harada, Nozomu Hattori, Hirofumi Kubo, and Yuki Yamamoto,Apparently noninvariant terms of nonlinear sigma models in lattice perturbation theory,
Phys. Rev. D79, (2009) 065037.
• Koji Harada, Atsushi Ninomiya, and Hirofumi Kubo,
More about the Wilsonian analysis on the pionless NEFT,
Int. J. Mod. Phys. (2009), to appear.
• Kentaro Kojima and Hideyuki Sawanaka,
Probing neutrino masses and tri-bimaximality with lepton ﬂavor violation
searches,arXiv:0901.4812[hep-ph]6• 郷六 一生, 石原 雅文, 中村 昭洋, 豊田 文彦,
Multi-quark baryons and color screening at ﬁnite temperature,
arXiv:0806.0195[hep-th] Physical Review D79 066009• 郷六 一生, 石原 雅文, 中村 昭洋, 豊田 文彦,
Baryonium in conﬁning gauge theories,
arXiv:0809.1137[hep-th] JHEP 0904:041

講演⟨⟨ 海外での講演 ⟩⟩• Masafumi Ishihara,
D3/D7 holographic Gauge theory and Chemical potential,
Max Planck Institute セミナー, ドイツ, ミュンヘン, マックスプランク研究所, 2009 年 3 月 4 日⟨⟨ 国内での講演 ⟩⟩• 石原 雅文,
D3/D7 holographic Gauge theory andChemical potential,

京都大学素粒子論研究室セミナー, 京都大学,

2008 年 5 月 7 日• 石原 雅文,
D3/D7 holographic Gauge theory and Chemical potential,
KEK 素粒子原子核研究所（理論）セミナー, KEK, 2008 年 5 月 20 日
• 石原 雅文,
Baryons with D5-brane vertex

and k-quark states,

北海道大学素粒子論研究室セミナー, 北海道大学,

2008 年7 月 25 日• 石原 雅文,
Multi-quark baryons and color screening at ﬁnite temperature,
基研研究会「弦理論と場の理論–量子場理論と弦理論の発展」, 京都大学基礎物理学研究所, 2008 年 7 月 30 日

7• 小島 健太郎, 澤中 英之,
レプトン稀崩壊探索から得るニュートリノ振動パラメータへの示唆,
日本物理学会 2008 年秋季大会, 山形大学, 2008 年 9 月 21 日

• 井上 研三,
素粒子の世代構造の理解の試み
日本物理学会 2008 年秋季大会 (企画講演), 山形大学, 2008 年 9 月 22 日

• 井上 研三，山津 直樹，Strong CP Problem and MSSM from Supersymmetric Vectorlike Model
日本物理学会 2008 年秋季大会, 山形大学, 2008 年 9 月 23 日

• 郷六 一生, 石原 雅文, 中村 昭洋, 豊田 文彦,
Multi-quark baryons and color screening at ﬁnite temperature
日本物理学会 2008 年秋季大会, 山形大学, 2009 年 9 月 24 日

• 石原 雅文,
Baryonium in Conﬁning Gauge Theories,
東京工業大学素粒子論研究室セミナー, 東京工業大学, 2008 年 10 月 10 日

• 原田 恒司,
Problems in the derivations of the renormalization group equation for the
low momentum nucleon interactions
九大原子核セミナー, 九州大学理学研究院, 2008 年 11 月 7 日• 井上 研三，山津 直樹,
自発的 P-C-T 対称性の破れ、湯川結合の自然な階層性と強い CP 問題,
第 114 回日本物理学会九州支部例会, 福岡工業大学, 日本物理学会九州支部，

2008 年 12 月 6 日，
• 小島 健太郎, 澤中 英之, 高橋 亮,
Cascade Hierarchy in Grand Uniﬁed Theories,
第 114 回日本物理学会九州支部例会, 福岡工業大学, 2008 年 12 月 6 日• 澤中 英之, 小島 健太郎,
レプトン稀崩壊探索実験で期待されるニュートリノ振動パラメータへのイン
パクト,
第 114 回日本物理学会九州支部例会, 福岡工業大学, 2008 年 12 月 6 日

8• 原田 恒司, 服部 望, 久保 博史, 山本 裕樹,
Nonlinear Sigma Model に現れる non-invariant な発散について,
第 114 回日本物理学会九州支部例会, 福岡工業大学, 2008 年 12 月 6 日• 郷六 一生, 石原 雅文, 中村 昭洋, 豊田 文彦,
Baryonium in coﬁning gauge theories,
第 114 回日本物理学会九州支部例会, 福岡工業大学, 2008 年 12 月 6 日• Naoki Yamatsu,
An Approach to Strong CP Problem without Axion,
宇宙線研究所理論研究会「初期宇宙と素粒子標準模型を超える物理」, 東京
大学宇宙線研究所 (柏キャンパス), 東京大学宇宙線研究所, 2008 年 12 月 8 日• 石原 雅文,
Baryonium in Conﬁning Gauge Theory,
九大若手研究会「九州大学量子色力学の相構造研究の現状と展望」, 九州大学, 2008 年 12 月 26 日

• 山津 直樹,
素粒子の世代構造と強い CP 問題,
新潟大学素粒子論研究室セミナー, 新潟大学素粒子論研究室, 2009 年 1 月 22 日

• Hideyuki Sawanaka,
Implications of LFV searches for neutrino masses and tri-bimaximal lepton
mixing,16th YKIS Conference ”Progress in Particle Physics 2008”, 京都大学 基礎物
理学研究所, 2009 年 2 月 16 日

• Naoki Yamatsu,
Possible Solution to Strong CP Problem in Supersymmetric Vectorlike Model,
16th YKIS Conference ”Progress in Particles Physics 2008”, Yukawa Institute, Kyoto, 2009 年 2 月 16 日
• 石原 雅文,
Baryonium in conﬁning gauge theories,
日本物理学会第 64 回年次大会, 立教大学, 2009 年 3 月 27 日

• 澤中 英之, 小島 健太郎,
レプトン稀崩壊探索によるニュートリノの質量及び tri-bimaximal 世代混合

9への示唆,
日本物理学会 64 回年次大会, 立教大学, 2009 年 3 月 28 日

外部資金⟨⟨ 文部省科学研究費補助金 ⟩⟩• 特定領域研究 (B)「ヒッグス粒子と超対称性の発見が切り拓く２１世紀の素粒子物理学」 (領域代表者：東京大学大学院理学系研究科 駒宮 幸男) 計画研究 C03「時空構造と統一理論」
研究代表者 ：井上 研三• 特別研究員奨励費「膨張している宇宙の中のクォーク、グルーオンの性質の超弦理論を用いた解析」
研究代表者：石原 雅文

日本学術振興会特別研究員等及び共同研究の採択 (学外からの受け入れを含む)
石原 雅文（DC １）
学部４年生卒業研究
研究テーマ：素粒子の標準理論および場の量子論（担当教員：原田 恒司）
卒業論文
久保 幸貴 : 「小林益川行列と CP の破れ」
楢崎 弘二 : 「2 次元イジングモデルとその場の理論的展開」
林

祐輔 : 「ホーキング輻射について」

吉本 一世 : 「対称性の自発的破れについて」
修士論文• 岩下 裕一（指導教員、井上 研三）：開弦場の理論における真空構造• 山本 圭介（指導教員、井上 研三）：MSSM と超対称性の破れの媒介機構について10

学外での学会活動• 日本物理学会代議員 (井上 研三)• 日本物理学会若手奨励賞素粒子論領域選考委員 (井上 研三)

その他の活動と成果• 先端基礎科学加速器研究会 (福岡県 · 佐賀県共催) 会員（井上 研三）• 先端加速器科学技術推進協議会 (産 · 官 · 学連携) 広報部会会員（井上研三）

11

理論核物理研究室構成員八尋 正信 教授
清水 良文 准教授
緒方 一介 助教⟨⟨ 博士研究員 ⟩⟩江上 智晃⟨⟨ 大学院 博士課程 ⟩⟩
小路 拓也

柏 浩司

浜田 政智

角 剛典

花田 真也

小野 寿哉

⟨⟨ 大学院 修士課程 ⟩⟩
境 祐二

田上 真伍

甲斐 貴則

松本 健史

蓑茂 工将

⟨⟨ 学部 卒業研究生 ⟩⟩郷田 創一郎
松本 優一

佐々木 崇宏

濱田 泰賀

小田 輝

山本 潤輝

担当授業
現代の物理学（八尋正信）、特殊相対論と電気力学 (八尋正信)、核物理学 II（八尋正信）、原子核反応論（八尋正信）、計算物理学 (清水良文)、原子核物理学 (清水良文)、
量子力学 I・同演習 (清水良文・緒方一介)、物理学基礎演習 (緒方一介)、物理学特別研
究 I（八尋正信・清水良文・緒方一介）、物理学特別研究 II（八尋正信・清水良文・緒方一介）、基礎粒子系科学特別研究 I（八尋正信・清水良文）、基礎粒子系科学特別研究

II（八尋正信・清水良文）、基礎粒子系科学講究 I（八尋正信・清水良文）、基礎粒子系
科学講究 II（八尋正信・清水良文）
研究・教育目標と成果⟨⟨ 今年度の目標 ⟩⟩12

純虚数化学ポテンシャルの情報を用いた QCD 相図の解明 (八尋正信、松崎昌之 [福岡教育大学]、河野宏明 [佐賀大学]、柏浩司 (D2)、境祐二 (M2))
純虚数化学ポテンシャル領域では格子 QCD 計算が可能である。この虚数化学ポテン
シャル領域で、Polyakov-loop extended Nambu–Jona-Lasinio (PNJL) 模型が QCD の持つ周期性を再現することを、昨年度、示した。そこで、純虚数化学ポテンシャル領域において、PNJL 模型の結果と格子 QCD の結果を直接比較し、現時点での最良のパラメータを見つける。さらに、そのパラメータでの PNJL 模型計算から実化学ポテン
シャルの相構造を決定する。
実数および純虚数化学ポテンシャルにおける擬スカラー中間子質量の計算 (八尋正信、
松崎昌之 [福岡教育大学]、河野宏明 [佐賀大学]、柏浩司 (D2)、境祐二 (M2))
中間子質量は、PNJL 型模型のパラメータの影響を強く受ける物理量の一つである。
このことは、純虚数化学ポテンシャル領域において PNJL 模型のパラメータを決める
際に使う物理量として、中間子質量が有望である事を意味している。そこで、今年度は実数・虚数化学ポテンシャル領域での中間子質量の性質を調べることで、将来のより定量的な議論への足がかりを作ることを目標とする。
実数および純虚数化学ポテンシャルにおける 2 + 1 フレーバー PNJL 模型の計算 (八尋正信、松崎昌之 [福岡教育大学]、河野宏明 [佐賀大学]、柏浩司 (D2)、松本健史 (M1))
これまで 2 フレーバー系（アップクォーク＋ダウンクォーク系）の研究を進めてきた。新たにストレンジクォークを加えた 2 + 1 フレーバーでの研究を PNJL 模型を用いて行う。今年度は、純虚数化学ポテンシャル領域での 2 フレーバー PNJL 模型で得られた結果が 2 + 1 フレーバー PNJL 模型においてどのように変更されるかを調べる。
カイラル相転移と閉じ込め・非閉じ込め相転移の相関の解析 (八尋正信、松崎昌之 [福岡教育大学]、河野宏明 [佐賀大学]、柏浩司 (D2)、甲斐貴則 (M1))

PNJL 模型は、カイラル相転移のみが記述できる NJL 模型を、閉じ込め・非閉じ込め相転移を近似的ではあるが記述できるように改良された模型である。しかし、カイ
ラル相転移の秩序変数と閉じ込め・非閉じ込め相転移の秩序変数との相関が十分に模型に含まれているかについては原理的な疑問が残る。そこで、PNJL 模型に相関を調整できる関数を手で足すことで相関を変化させ、相転移の相関に対する応答を調べる。
クォークプロパゲータによる閉じ込め・非閉じ込め相転移の解析 (八尋正信、中村純 [広島大学]、河野宏明 [佐賀大学]、斉藤卓也 [高知大学]、浜田政智 (D2))
格子 QCD 計算を用いてクォークプロパゲータを計算し、ポール質量の温度依存性を13調べた。その振る舞いと閉じ込め・非閉じ込め相転移の関係を解析する。
動的相対論的補正を考慮した不安定核分解反応の記述 (緒方一介、C. A. Bertulani [Texas

A&M 准教授])
不安定核の分解反応において、クーロン相互作用による分解を相対論的に記述し、その影響を見積もる。

3 重 α 反応の量子力学的記述 (緒方一介、上村正康 [理化学研究所研究嘱託])
3 つの α 粒子によって 12 C が形成される、いわゆる 3 重 α 反応の量子力学的記述を行う。特に、共鳴過程と非共鳴過程を統一的に扱い、低温領域における 12 C 生成率を正確に評価することを目指す。
加速器中性子源設計に関連した重陽子入射反応核データの研究 (緒方一介、渡辺幸信 [九州大学総合理工学研究院准教授]、叶涛 [九州大学総合理工学研究院博士後期課程 3 年])
包括的反応過程を簡便に記述する Glauber 模型を用いて 7 Li(d, np) 反応の解析を行い、実験データとの比較を行う。また同時に、弾性分解反応の断面積を Glauber 模型と CDCC で計算し、両者を比較することにより、Glauber 模型の有効性を定量的に評価する。
離散的 4 体分解断面積の連続化 (八尋正信、緒方一介、江上智晃 (博士研究員)、松本琢
磨 [理化学研究所リサーチアソシエイト]、井芹康統 [千葉経済短大教授]、上村正康 [理化学研究所研究嘱託])
離散化チャネル結合法によって得られる分解反応断面積は、入射核の励起エネルギーに関して離散的な量である。一方、実験で測定される断面積は、励起エネルギーに関して連続的な量である。よって、理論計算と実験データを比較する為には、計算によって得られる離散的断面積を連続化しエネルギーの滑らかな関数として求める必要がある。今年度は、昨年度提案した新しい連続化の方法を 3 体系入射反応に適用し、6 He のクーロン分解反応における電磁遷移確率 B(E1) および分解反応断面積 (S 行列) の連続化を試みる。
重陽子分解融合反応の純量子力学的記述 (緒方一介、八尋正信、橋本慎太郎 [日本原子力研究開発機構博士研究員]、千葉敏 [日本原子力研究開発機構主任研究員])
原子核が衝突した際に起こる融合反応は、核反応の中でも最も重要な反応過程のひとつである。しかし、融合過程を純量子力学的に記述する方法は確立しておらず、特に入射原子核の一部のみが標的核と融合する、いわゆる不完全融合反応を計算する手法

14

は多くの仮定を含んだものとなっている。本研究では、重陽子入射反応を解析の対象とし、純量子力学的に不完全融合反応の断面積を計算する方法を新たに提案する。重陽子を構成する陽子と中性子に標的を加えた 3 体系の反応を離散化チャネル結合法を用いて記述する。その上で、陽子或いは中性子が標的に融合される反応を、それぞれの核子と標的との間の距離で表現し、不完全融合反応や完全融合反応の断面積を計算する。
歪曲波に対する局所半古典近似を用いた (p,2p) 反応の DWIA 解析 (緒方一介、角剛
典 (D1))
スピン偏極量の計算を行うコードを完成させるために、偏極分解能計算において重要な役割を果たすことが知られている、光学ポテンシャルのスピン-軌道結合力部分を計算に組み込む。この数値計算コードを用いて (p,2p) 反応の全ての実験量、すなわち 3
重微分断面積、偏極分解能および 5 種類の偏極移行係数の計算を実行する。特に、既存の DWIA 計算では再現することができない、偏極分解能の分析に力点を置き、(p,2p)
反応解析において核内 2 核子散乱の運動学を正確に取り扱うことの重要性を明らかにする。また、偏極移行係数を含む全てのスピン偏極量を解析し、2 核子間有効相互作用のオフシェル要素の寄与を評価する。
中高エネルギー核反応に対する微視的理論の構築 (八尋正信、緒方一介、河合光路 [九州大学名誉教授]、蓑茂工将 (M1))
不安定核反応実験を正確に解析するためには、核力から出発した微視的反応理論が不可欠である。本研究では理化学研究所の RI ビームファクトリー (RIBF) で行われる実験の解析を主な目的とし、中間エネルギー及び高エネルギーに対する微視的反応理論として Glauber 理論に注目する。しかし既存の Glauber 理論の枠組みでは、強い斥
力芯を持った核力を直接用いることができないため、必然的に相互作用についての不定性が生じてしまう。そこで我々は、多重散乱理論に基づいて Glauber 理論を定式化
し、相互作用に関する不定性を含まない新しい理論的枠組みを提案する。
有限温度での超変形回転バンドの生成・崩壊 (清水良文、松尾正之 [新潟大学教授]、

S. Leoni, G. Benzoni 他 [ミラノ大学])
励起超変形状態の生成と崩壊を統一的に記述する理論的模型 (Yoshida-Matsuo-Shimizu,

2001) を用いて、ミラノ大学の実験グループによる EUROBALL 実験データを分析する共同研究を 3 年前から行っている。今年度は実験データの現実的分析を行う。

Woods-Saxon ポテンシャルを用いた低励起集団運動の記述 (清水良文、小路拓也 (D3))
15昨年度までは、「クランキング平均場上の乱雑位相近似」の方法で、代表的な回転・振動集団状態に対し、Woods-Saxon ポテンシャルの優位性を確かめたが、今年度は、より系統的計算により、この現実的理論模型の有用性を確かめる。
ガウス基底関数展開法による対相関の研究 (清水良文、松尾正之 [新潟大学教授])
数年前から、ガウス基底関数展開法の平均場計算への応用により、不安定核の研究を行っているが、昨年度の開発研究により、対相関を取り入れた Hartree-Fock-Bogoliubov
計算が可能になった。これを応用し、不安定核を含む現実的な場合の対相関についてさらに調べる。
連続状態の効果を考慮した Strutinsky 法の開発 (清水良文、高原哲士 [杏林大学講師]、
田嶋直樹 [福井大学准教授])
原子核の変形状態としてプロレート変形が優勢である理由を調べることを目的として3 年前から研究を始めたが、現実的な Woods-Saxon ポテンシャルを用いると、連続状態の効果を正しく取り入れた計算方法を開発することが重要であることがわかり、昨年度からこのことに集中的に取り組んでいる。今年度は計算法の確立を目指す。
不安定核における回転運動 (清水良文、山上雅之 [理化学研究所基礎科学特別研究員]、
中務孝 [理化学研究所准主任研究員])
中性子スキンの発達した不安定核における対相関には連続状態が重要な役割を果たすと考えられており、典型的な集団運動である回転運動に対する効果を調べている。しかしながら、どのようなゼロレンジ力が不安定核の現実的記述に必要かが分かっておらず、今年度はこの点を明らかにすることを試みる。
原子核におけるエキゾチック変形の研究 (清水良文、田上真伍 (M2)、J. Dudek[Strasbourg
大学])
昨年度作成した角運動量射影の計算プログラムにパリティ射影を組み込み、四面体
変形した原子核の回転スペクトルの計算を行って、実験データとの比較を試みる。その後、多くの原子核で重要である対相関を考慮可能な計算プログラムを作成し、より広い領域の核で解析を行う。

⟨⟨ 今年度の成果 ⟩⟩16

純虚数化学ポテンシャルの情報を用いた QCD 相図の解明 (八尋正信、松崎昌之 [福岡教育大学]、河野宏明 [佐賀大学]、柏浩司 (D2)、境祐二 (M2))
・QCD のもつ Roberge-Weiss (RW) 周期性を PNJL 模型が再現することを数学的に証明した。RW 周期性が拡張された Z3 対称性と見なせることを提案した。PhysicalReview D に掲載された。
・純虚数化学ポテンシャルの情報からベクター型 4 点相互作用の強さを決定できることを示した。Physical Review D に掲載された。
・第一原理である格子 QCD 計算が可能な純虚数化学ポテンシャル領域において、格子 QCD 計算を定量的に再現するように有効模型 (PNJL 模型) を拡張し、パラメータを決定した。この拡張された模型を用い、より信頼できる実化学ポテンシャルにおける

QCD 相図を得た。Physical Review D に掲載予定である。
実数および純虚数化学ポテンシャルにおける擬スカラー中間子質量の計算 (八尋正信、
松崎昌之 [福岡教育大学]、河野宏明 [佐賀大学]、柏浩司 (D2)、境祐二 (M2))
実数・純虚数化学ポテンシャル領域での σ 、π 中間子質量の計算を行い、その性質を調べた。その結果、虚数化学ポテンシャル領域において、これらの中間子質量が Roberge-

Weiss (RW) 周期性を持つことが分かった。更に、π 中間子質量が虚数化学ポテンシャ
ル領域においてカレント質量の影響を強く受け、その振動の方向が反転することも分かった。この結果は Physical Review D に論文掲載が決まっている。
実数および純虚数化学ポテンシャルにおける 2 + 1 フレーバー PNJL 模型の計算 (八尋正信、松崎昌之 [福岡教育大学]、河野宏明 [佐賀大学]、柏浩司 (D2)、松本健史 (M1))

2 + 1 フレーバー系の PNJL 模型のプログラムを作成し、カイラル凝縮等の熱力学量の計算を行った。その結果、すべてのクォークの化学ポテンシャルが縮退した場合、カイラル凝縮や中間子質量等の熱力学量が RW 周期性を持つ事が分かった。
カイラル相転移と閉じ込め・非閉じ込め相転移の相関の解析 (八尋正信、松崎昌之 [福岡教育大学]、河野宏明 [佐賀大学]、柏浩司 (D2)、甲斐貴則 (M1))
カイラル相転移と閉じ込め・非閉じ込め相転移の相関を、PNJL 模型を用いて、分析した。その結果、化学ポテンシャルがゼロの領域において、二つの相転移の相関を強くしていくと、もともと離れている二つの相転移の擬臨界温度が一致していく傾向が得られた。
クォークプロパゲータによる閉じ込め・非閉じ込め相転移の解析 (八尋正信、中村純 [広島大学]、河野宏明 [佐賀大学]、斉藤卓也 [高知大学]、浜田政智 (D2))

17格子 QCD 計算を用いてクォークプロパゲータを計算し、ポール質量の温度依存性を調べた。閉じ込め・非閉じ込め相転移前後で、ポール質量の値に変化があることが分かった。この結果は現在論文としてまとめているところである。
動的相対論的補正を考慮した不安定核分解反応の記述 (緒方一介、C. A. Bertulani [Texas

A&M 准教授])
クーロン相互作用を相対論的に記述し、不安定核 8 B および 11 Be の 208 Pb による分解
反応断面積を求めた。分析の結果、核子あたり 250 MeV のエネルギー領域で、動的相対論効果によって分解反応断面積が 10%程度増大することが明らかになった。この成果は Progress of Theoretical Physics に投稿中である (2009 年 6 月号に掲載決定)。この研究は緒方助教を中心に推進された。

3 重 α 反応の量子力学的記述 (緒方一介、上村正康 [理化学研究所研究嘱託])
離散化チャネル結合法を用いて 3 重 α 反応の量子力学的計算を行い、1 億度よりも低温の環境では、12 C の生成率が従来の結果よりも劇的に増大する (例: 1,000 万度で 1026倍になる) ことを明らかにした (arXiv.0905.0007[astro-ph])。この研究は緒方助教を中心に推進された。
加速器中性子源設計に関連した重陽子入射反応核データの研究 (緒方一介、渡辺幸信 [九州大学総合理工学研究院准教授]、叶涛 [九州大学総合理工学研究院博士後期課程 3 年])
前年度までの研究成果を Phys. Rev. C に発表した。7 Li(d, np) 反応のうち、標的核が励起しない分解過程を離散化チャネル結合法で、標的核の励起を伴う過程を Glauber
模型を用いて記述することにより、応用上重要となる 40MeV 入射の実験データを再現することに成功した。調整パラメータを一切含まない本研究によって、核データを理論的に整備する可能性が開かれたと考えられる。この研究は叶氏を中心に推進された。
離散的 4 体分解断面積の連続化 (八尋正信、緒方一介、江上智晃 (博士研究員)、松本琢
磨 [理化学研究所リサーチアソシエイト]、井芹康統 [千葉経済短大教授]、上村正康 [理化学研究所研究嘱託])
離散的断面積 (S 行列) の連続化に必要な連続化係数を求めるため、昨年度提案した模型空間内で近似的に Lippmann-Schwinger 方程式を解く方法を用いた。まず、6 He の
ハミルトニアンを対角化して得られる離散的励起状態へ遷移する電気的双極遷移確率に対し、新しい方法によって連続化を行った。分析の結果、実験の分解能を計算に取り入れることにより、比較的小規模の模型空間で計算結果が収束することがわかった。
次に、クーロンバリア近傍の 6 He+209 Bi 散乱の S 行列を同様に連続化することにより、

18

実験データと比較可能な分解断面積のエネルギー分布を得ることに成功した。この成果は Progress of Theoretical Physics に投稿中である (2009 年 4 月号に掲載決定)。本研
究は江上氏を中心に推進された。
重陽子分解融合反応の純量子力学的記述 (緒方一介、八尋正信、橋本慎太郎 [日本原子力研究開発機構博士研究員]、千葉敏 [日本原子力研究開発機構主任研究員])
リシウムを標的とした重陽子入射反応の解析を行った。本研究では、離散化チャネ
ル結合法で求めた波動関数を用いて、光学ポテンシャルの虚数部の期待値を計算する。
提案する手法とは、その計算を行う際、陽子-標的間の距離及び中性子-標的間の距離の2 変数に関する空間積分を分割することで、各々の積分範囲に対応した融合反応断面積を求める、というものである。本年度は、はじめに融合反応を計算するための定式化を行い、次に数値計算を実行するための計算コードを作成した。反応解析は、重陽子の入射エネルギーが 10 から 50 MeV の反応を対象とした。各融合反応の断面積がこのエネルギー領域において数 100 mb であるという結果を得た。また、各融合反応のエネ
ルギー依存性を調べ、それが陽子及び中性子の光学ポテンシャルが持つ性質と関係していることがわかった。
歪曲波に対する局所半古典近似を用いた (p,2p) 反応の DWIA 解析 (緒方一介、角剛
典 (D1))
偏極分解能の分析を行い、核内陽子の軌道角運動量が 0 でない場合、核内 2 核子散乱の運動学を正確に取り扱う必要があること、また、偏極分解能と光学ポテンシャルの
スピン-軌道結合力部分との間に明快な関係があることを見出した。この研究は角氏を中心に推進された。
中高エネルギー核反応に対する微視的理論の構築 (八尋正信、緒方一介、河合光路 [九州大学名誉教授]、蓑茂工将 (M1))
多重散乱理論を基礎として Glauber 理論を再定式化した。最も重要な点は、核力ではなく、有効相互作用を用いることにより、Glauber 理論が準拠する 2 つの近似、すなわ
ちアイコナール近似と断熱近似の双方が高い精度で成立する、ということである。このことは、テスト計算として近似的に導出された有効相互作用を用いた計算で数値的にも確認された。この成果を、Progress of Theoretical Physics に発表した。本研究は八尋教授と蓑茂氏を中心に推進された。
超変形回転バンドの生成・崩壊 (清水良文、松尾正之 [新潟大学教授]、S. Leoni, G. Benzoni
他 [ミラノ大学])

19

ミラノ大学の原子核実験グループによる 151 Tb, 196 Pb 核における、超変形回転バンド
からの準連続 γ 線の実験データの分析を昨年度以来進めているが、なかなか満足の行
く結果が得られなかった。特に、実験的に引き出された γ 線の経路数を超変形励起回転バンドの数を理論的予測と比較すると、どちらの原子核でもバンド数の方がずっと大きくなる。ミラノ大学グループでは、ガンマ線遷移の統計的シミュレーションを行っているが、今回始めて超変形状態と通常変形状態の両方を取り入れた拡張されたプログラムを開発し、現実的なシミュレーションを行なうことによって、初めて観測された γ 線の経路数が再現できることが確かめられた。これは、励起超変形回転バンドがかなり早く脱励起して基底超変形回転バンドに到達するためであり、実際には多くの回転バンドが存在するにも関わらず、観測された同時計測 γ 線の統計的分布にはその影響が抑えられるからである。この結果は、有限温度での回転状態の減衰メカニズムの興味深い例を与えており、論文としてまとめられた。この研究は S.Leoni 氏を中心に進められた。

Woods-Saxon ポテンシャルを用いた低励起集団運動の記述 (清水良文、小路拓也 (D3))
本年度は、昨年度までの β-,γ-低励起振動運動、ウォブリング回転運動に加え、プリセッション回転運動の系統的な分析を行った。昨年度の分析から、Nilsson ポテンシャ
ルを用いた時に β-,γ-低励起振動運動の振動的電磁遷移確率を大きく過大評価する問題
が、Woods-Saxon ポテンシャルを平均場として用いることによって著しく改善することを示したが、それと同時に、Nilsson ポテンシャルですでに説明できていた、β-,γ-低励起振動運動に対する集団的回転の効果も同程度にうまく記述できることが分かった。
また、プリセッション回転運動の計算結果は、Nilsson ポテンシャルを用いた場合にう
まく行かない状態を含めて、エネルギースペクトルおよび電磁遷移確率ともに非常に良く実験データを再現することが分かった。このことから、これまで開発してきた、

Woods-Saxon ポテンシャルを用いた乱雑位相近似 (RPA) 理論の枠組みは、高スピン状態における回転および低励起集団振動状態を統一的に記述できる枠組みであることが確かめられた。本研究は小路氏を中心に進められ、博士論文 (2009 年 4 月) となった。
ガウス基底関数展開法による対相関の研究 (清水良文、松尾正之 [新潟大学教授])
昨年度我々が開発したガウス基底関数展開法を用いた計算方法の長所を生かし、Hartree-

Fock-Bogoliubov 近似の範囲内で、現実的な核力を用いて有限核における対相関を調べた。対相関については、有効核力を用いるべきか、現実的核力を用いるべきか、長年議論されており、ミラノ大学グループの計算では、現実的核力のみでは、実験的に引き出されたペアリングギャップの 6 割程度しか出ないという結果が得られているが、我々の計算でもほぼ同様の結果になった。ただ、我々の結果は、重い核では軌道角運動量20について十分収束しておらず、確定的な結論を得るためにはもう少し分析が必要である。この研究は清水准教授を中心に進められた。
連続状態の効果を考慮した Strutinsky 法の開発 (清水良文、高原哲士 [杏林大学講師]、
田嶋直樹 [福井大学准教授])
一昨年度より、すべての物理量の計算で自由粒子の効果を引き去る Kruppa の方法を拡張することにより、Strutinsky の殻エネルギーや対相関エネルギーに対し、Woods-

Saxon ポテンシャルを用いて、連続状態の効果を正しく取り込んだ計算ができることを確認してきた。本年度は、この方法論を適用して、実際にドリップラインまでの原子核の基底状態の系統的な計算を行った。変形としては軸対称な四重極・十六重極変形までを入れたものであり、半現象論的質量公式として有名な Möller-Nix の計算にほぼ対応する。彼らの計算では連続状態の効果は正しく取り入れらておらず、我々の計算結果との比較は興味深い。これまでの分析では、変形の大きさやドリップライン等は比較的近い結果が得られている。この研究は高原氏を中心に行われた。
不安定核における回転運動 (清水良文、山上雅之 [理化学研究所基礎科学特別研究員]、
中務孝 [理化学研究所准主任研究員])
一昨年度より、Hartree-Fock-Bogoliubov 法を正確に解き、連続状態の効果を正しく取り入れた上で、Belyaev のクランキング公式を用いて変形不安定核の慣性能率の計算を行ってきたが、その結果はどのような対相関相互作用を取るかに敏感である。従って、本年度はどのような密度依存ゼロレンジ対相関力を用いるべきかを調べた。通常
よく取られているアイソスカラー型の密度汎関数では中性子過剰核における陽子の対相関をうまく記述できず、アイソベクトル型の密度汎関数が必要であることをかなり一般的に示し、結果をまとめた。また、安定核から不安定核に到る偶奇質量差を系統的に HFB 計算することにより、アイソベクトル型密度について 2 次まで展開した汎関数を用いれば、実験データをかなりよく説明できることが分かった。この研究は山上氏を中心に進められた。
原子核におけるエキゾチック変形の研究 (清水良文、田上真伍 (M2)、J. Dudek[Strasbourg
大学])
一般的な四重極変形核で解析した結果、現実の原子核との定量的な比較を行うためには、対相関とともに平均場が回転している効果を正しく取り扱う必要があることが判明した。そのため、対相関ポテンシャルと回転している平均場から得られる状態に対して、角運動量射影と粒子数射影が同時に可能な計算プログラムを作成した。このような状態に角運動量射影を適応する場合、正確に実行するには数値計算上の困難が21あった。しかし、本年度にこの問題を回避する方法が発表されたため、上記のプログ
ラムではその新しい方法を用いて計算を行っており、新たな方法が機能することを数値的に確かめた。この研究は田上氏を中心に進められた。

⟨⟨ 来年度の目標 ⟩⟩純虚数化学ポテンシャルでのダイクォーク質量を利用したクォーク間相互作用の解析(八尋正信、松崎昌之 [福岡教育大学]、河野宏明 [佐賀大学]、柏浩司 (D2))
PNJL 模型を用いてダイクォーク質量の実数・虚数化学ポテンシャル領域での性質を調べる。
アイソスピンおよび純虚数化学ポテンシャルの情報を用いた QCD 相図の解明 (八尋正信、松崎昌之 [福岡教育大学]、河野宏明 [佐賀大学]、境祐二 (M2))
前年度に引き続き純虚数化学ポテンシャル領域を PNJL 模型を用いて解析するとともに、格子 QCD 計算が可能なアイソスピン化学ポテンシャル領域を解析する。
実数および純虚数化学ポテンシャルにおける 2 + 1 フレーバーでの QCD 相図の解明 (八尋正信、松崎昌之 [福岡教育大学]、河野宏明 [佐賀大学]、柏浩司 (D2)、松本健史 (M1))
擬スカラー中間子 (π, K, η, η ′ 中間子) の質量を詳細に解析する。
実数および純虚数化学ポテンシャルにおけるカイラル相転移と閉じ込め・非閉じ込め相転移の相関の解析 (八尋正信、松崎昌之 [福岡教育大学]、河野宏明 [佐賀大学]、柏浩
司 (D2)、甲斐貴則 (M1))
有限の実数および純虚数化学ポテンシャルにおける二つの相転移の相関を調べる。
離散化チャネル結合法を用いた不安定核の反応解析 (緒方一介、八尋正信、井芹康統 [千葉経済短大教授]、橋本慎太郎 [日本原子力研究開発機構研究員]、松本琢磨 [理化学研究所リサーチアソシエイト])
理化学研究所の RI ビームファクトリー (RIBF) が本格的に稼働し、実験データが出始めている現状に鑑み、これまでの研究で構築された反応解析の手法を再整備し、反応解析の要請に即座に対応できる体制を構築する。

3 粒子入射反応の量子力学的記述 (緒方一介、上村正康 [理化学研究所研究嘱託])222008 年度の成果を学術誌上に発表すると共に、天体核物理における 3 粒子入射反応の役割を系統的に模索する。
加速器中性子源設計に関連した重陽子入射反応核データの研究 (緒方一介、渡辺幸信 [九州大学総合理工学研究院准教授]、叶涛 [九州大学総合理工学研究院博士後期課程 3 年])

2008 年度の研究成果を学術誌上に発表し、これまでに得られた知見を総括する。
離散的 4 体分解断面積の連続化 (八尋正信、緒方一介、江上智晃 (博士研究員)、松本琢
磨 [理化学研究所リサーチアソシエイト]、井芹康統 [千葉経済短大教授]、上村正康 [理化学研究所研究嘱託])
離散化チャネル結合法の計算を実行し、その結果得られる S 行列の連続化を行い、低エネルギーから中間エネルギーの実験データと理論計算の結果を比較する。また、複素スケーリング法を用いた S 行列の連続化を試みる。さらに、3 体系の角度相関やエネ
ルギー相関を見ることで、6 He や 11 Li などのようなハロー核に特徴的な構造の解明を目指す。
重陽子分解融合反応の純量子力学的記述 (緒方一介、八尋正信、橋本慎太郎 [日本原子力研究開発機構博士研究員]、千葉敏 [日本原子力研究開発機構主任研究員])

2008 年度提唱した不完全融合反応を計算する手法を研究論文として発表する。
離散化チャネル結合法を用いた 2 核子移行反応の記述 (緒方一介、八尋正信、橋本慎太
郎 [日本原子力研究開発機構博士研究員]、井芹康統 [千葉経済短大教授]、宇都野穰 [日本原子力研究開発機構研究員]、千葉敏 [日本原子力研究開発機構主任研究員])(18 O,16 O) 反応に代表される 2 核子移行反応を精密に解析する方法を確立することは、応用の面で極めて重要である。革新的原子炉の設計の際、マイナーアクチノイドの核反応データが必要となるが、これを直接測定するのは困難であるため、間接的に測定することが可能な「代理反応法」が注目されている。原子力研究開発機構のグループ
は (18 O,16 O) の実験を行い、代理反応法により間接的に上記の核データを得るための研究を進めており、その際には信頼性の高い 2 核子移行反応の解析手法が必要となる。
この反応を、離散化チャネル結合法を用いて記述することを来年度の目的とする。
歪曲波に対する局所半古典近似を用いた (p,2p) 反応の DWIA 解析 (緒方一介、角剛
典 (D1))

2008 年度の成果を学術雑誌上で発表する。次に、原子核構造論の計算によって得られた波動関数を計算に組み込み、また、光学ポテンシャルを微視的に求めることによ23

り、不安定核が関与する (p, 2p) 反応の理論的記述に着手する。
中高エネルギー核反応に対する微視的理論の構築 (八尋正信、緒方一介、河合光路 [九州大学名誉教授]、蓑茂工将 (M1))
実際に反応計算を行うための枠組みを準備する。我々が提案した新しい理論の入力部分は有効相互作用であるが、これを厳密に計算することは困難である。そこで本研
究では、有効相互作用を有効理論によって構築する。まずは 2 体の中心力のみを考慮
した有効相互作用を提案し、核子-核反応に対する実験との定量的比較を行う。これと並行し、有効相互作用として g 行列を利用する方法についても検討する。
超変形回転バンドの生成・崩壊 (清水良文、松尾正之 [新潟大学教授]、S. Leoni, G. Benzoni
他 [ミラノ大学])
今年度は、2 つの超変形原子核 151 Tb, 196 Pb に対する明確な結論が得られたが、それはこれまでの通常変形核や 143 Eu 核の場合とはかなり様相が異なっており、今年度開発された統計的シミュレーションを用いて改めて他の超変形核の分析を行い、その原因を探る。

Woods-Saxon ポテンシャルを用いた低励起集団運動の記述 (清水良文、小路拓也 (D3))
小路氏の博士論文として得られた新しい結果をまとめる。
ガウス基底関数展開法による対相関の研究 (清水良文、松尾正之 [新潟大学教授])
現実的核力を用いた有限核の対相関に関して、今年度得られた結果を確かなものとするために、より多くの軌道角運動量を取り入れた計算が可能になるように努める。
連続状態の効果を考慮した Strutinsky 法の開発 (清水良文、高原哲士 [杏林大学講師]、
田嶋直樹 [福井大学准教授])
今年度の分析で、少なくとも基底状態については、ドリップラインまでの不安定核の計算が可能になったものと思われるので、これらの結果をまとめる。また、元々の目的である原子核におけるプロレート変形優勢について調べる。
不安定核における回転運動 (清水良文、山上雅之 [理化学研究所基礎科学特別研究員]、
中務孝 [理化学研究所准主任研究員])
引き続き、対相関に対するできるだけ現実的な密度汎関数はどのようなものか、について分析を進める。

24

原子核におけるエキゾチック変形の研究 (清水良文、田上真伍 (M2)、J. Dudek[Strasbourg
大学])
本年度作成した計算プログラムの有効性を確かめるため、複数の四重極変形核の回転スペクトルと電磁遷移確率を計算し、実験値との比較を行う。それにより計算手法の有効性が示せた場合には、パリティ射影も組み込んだ計算プログラムで、四面体変形の解析を行う。

Kruppa 法をもちいた不安定核の慣性能率 (清水良文、小野寿哉 (M1))
連続状態の効果を取り入れた Kruppa の方法により不安定核の慣性能率を分析し、不安定核に特有の回転状態の存在を調べる。

発表論文⟨⟨ 原著論文 ⟩⟩Critical endpoint in the Polyakov-loop extended NJL model:
Kouji Kashiwa, Hiroaki Kouno, Masayuki Matsuzaki, and Masanobu Yahiro,
Phys. Lett. B662 (2008), 26-32.
Phase diagram in the imaginary chemical potential region and extended Z3 symmetry:
Yuji Sakai, Kouji Kashiwa, Hiroaki Kouno, and Masanobu Yahiro,
Phys. Rev. D78(2008), 036001.
Vector-type four-quark interaction and its impact on QCD phase structure:
Yuji Sakai, Kouji Kashiwa, Hiroaki Kouno, Masayuki Matsuzaki, and Masanobu Yahiro,
Phys. Rev. D78(2008), 076007.
Lepton eﬀects on the protoneutron stars with the hadron-quark mixed phase in the
Nambu–Jona-Lasinio model:
Nobutoshi Yasutake and Kouji Kashiwa
Phys. Rev. D79(2009), 043012.
Full coupled-channel description of three-body and four-body breakup reactions:K. Ogata, T. Matsumoto, T. Egami, Y. Iseri, M. Kamimura, and M. Yahiro,

25

Nucl. Phys. A805 (2008), 447.
Analysis of (K − , K + ) Inclusive Spectrum with Semiclassical Distorted Wave Model:
Shintaro Hashimoto, Michio Kohno, Kazuyuki Ogata, and Mitsuji Kawai,
Prog. Theor. Phys. 119 (2008), 1005.
Analysis of deuteron elastic scattering from 6,7 Li using the continuum discretized coupled channels method:
Tao Ye, Yukinobu Watanabe, Kazuyuki Ogata, and Satoshi Chiba,
Phys. Rev. C78 (2008), 024611.
A New Glauber Theory Based on Multiple Scattering Theory:
Masanobu Yahiro, Kosho Minomo, Kazuyuki Ogata, and Mitsuji Kawai,
Prog. Theor. Phys. 120 (2008), 767.
One-neutron removal reactions of 18 C and 19 C on a proton target:
Y. Kondo et al. (著者 30 名: うち 18 番目に緒方),
Phys. Rev. C79 (2009), 014602.
Pairing eﬀects for rotational excitations unique to neutron-rich nuclei
M. Yamagami and Y. R. Shimizu,
Phys. Rev. C77 (2008), 064319.
Probing the order-to-chaos retion in superdeformed 151 Tb and 196 Pb nuclei with coninuum γ-transitions:S. Leoni, G. Benzoni, N. Blasi, A. Bracco, S. Brambilla, F. Camera, A. Corsi, F. C. L. Crespi,
P. Mason, B. Million, D. Montanari, M. Pignanelli, E. Vigezzi, O. Wieland, M. Matsuo, Y. R. Shimizu, D. Curien, G. Duchêne, J. Robin, P. Bednarczyk, M. Castoldi,
B. Herskind, M. Kmiecik, A. Maj, W. Meczynski, J. Styczen, M. Zieblinski, K. Zuber,
and A. Zucciatti,
Phys. Rev. Lett. 101 (2008), 142502.
Microscopic calculation of the wobbling excitations by employing the Woods-Saxon
potential as a nuclear mean-ﬁeld:
T. Shoji and Y. R. Shimizu,
26

Prog. Theor. Phys. 121 (2009), 319.

⟨⟨ その他の論文 ⟩⟩Nambu–Jona-Lasinio 模型における高次相互作用が相転移に及ぼす影響:
柏浩司, 河野宏明, 松崎昌之, 八尋正信,
素粒子論研究, 116 巻 2 号, 2008 年, B53 − B55.
純虚数化学ポテンシャル領域におけるクォーク物質の相構造と中間子質量:
柏浩司, 河野宏明, 松崎昌之, 境祐二, 八尋正信,
素粒子論研究, 116 巻 6 号, 2009 年, F128 − F130.
虚数化学ポテンシャルを利用した QCD 相図の解明:
境祐二, 柏浩司, 河野宏明, 松崎昌之, 八尋正信,
素粒子論研究, 116 巻 6 号, 2009 年, F131-F133.
虚数化学ポテンシャルを利用した QCD 相図の解明:
境祐二, 柏浩司, 河野宏明, 松崎昌之, 八尋正信,
原子核研究, Vol.53, Suppl.1 (2009), p88-91.

Analysis of inclusive (K − , K + ) reaction with semi-classical distorted wave model:
Shintaro Hashimoto, Michio Kohno, Kazuyuki Ogata, and Mitsuji Kawai,
JAEA-Tokai Tandem Annual Report 2007 April 1, 2007–March 31, 2008 (2008), p.75.
連続状態離散化チャネル結合法による核反応解析と応用:
緒方一介,「核データニュース」, No.92 (2009).

(p,2p) 反応における核内 2 核子散乱の役割:
角剛典, 緒方一介,
原子核研究, Vol.53, Suppl.1 (2009), p.48.
中高エネルギー核−核反応に対する微視的散乱理論:
蓑茂工将, 河合光路, 緒方一介, 八尋正信,
原子核研究, Vol.53, Suppl.1 (2009), p.44.

27

原子核における対相関 (ペアリング):清水良文,「南部陽一郎先生ノーベル賞受賞記念特集号」
原子核研究, Vol. 53, Suppl. 5, 2009 年 4 月, pp. 142-152.

講演⟨⟨ 海外での講演 ⟩⟩Quark Propagators in the conﬁnement and deconﬁnement phases:
Masatoshi Hamada, Hiroaki Kouno, Atsushi Nakamura, Takuya Saito, and Masanobu
Yahiro,The XXVI International Symposium on Lattice Field Theory, 2008 July 14-19, Collegeof William and Mary, Williamsburg, Virginia, USA.
Analyses for four-body breakup reactions of 6 He:
T. Matsumoto, T. Egami, K. Ogata, Y. Iseri, M. Yahiro, and M. Kamimura,50th Anniversary Symposium on Nuclear Sizes and Shapes, Jun. 23–25, 2008, University of Surrey.
Dissociation of Relativistic Projectiles with the Continuum-Discretized Coupled-Channels
Method:C. A. Bertulani and K. Ogata,
Fall Meeting ot the American Physical Society, Oct. 23, 2008, Marriott City Center
Hotel, Oakland, USA.
Coupled-Channel analyses of three-body and four-body breakup reactions:T. Matsumoto, T. Egami, K. Ogata, Y. Iseri, M. Yahiro, and M. Kamimura,Workshop on Unbound Nuclei, Nov. 3–5, 2008, INFN, Sez. di Pisa, Pisa, Italy.
Dissociation of Relativistic Projectiles with the Continuum-Discretized Coupled-Channels
Method:C. A. Bertulani and K. Ogata,
Workshop on Unbound Nuclei, Nov. 3–5, 2008, INFN, Sez. di Pisa, Pisa, Italy.
28⟨⟨ 国内での講演 ⟩⟩（ポスター）
中高エネルギー核−核反応における微視的散乱理論:
蓑茂工将, 河合光路, 緒方一介, 八尋正信,
原子核三者若手夏の学校, 2008 年 8 月 23 日, 国立オリンピック記念青少年総合センター.

Four-body CDCC for four-body breakup reaction of 6 He:
江上智晃, 松本琢磨, 緒方一介, 井芹康統, 上村正康, 八尋正信,
理研仁科センター研究会「原子核物理学の展望」, 2008 年 11 月 26–27 日, 理化学研究所仁科センター.

(p,2p) 反応を用いた中性子過剰核の分光学:
角剛典, 緒方一介,
理研仁科センター研究会「原子核物理学の展望」, 2008 年 11 月 26–27 日, 理化学研究所仁科センター.
中高エネルギー核反応に対する微視的散乱理論:
蓑茂工将, 河合光路, 緒方一介, 八尋正信,
理研仁科センター研究会「原子核物理学の展望」, 2008 年 11 月 26–27 日, 理化学研究所仁科センター.
（口頭）

A New Glauber Theory based on Multiple Scattering Theory (Invited talk):
M. Yahiro,JUSTIPEN-EFES-Hokudai-UNEDF meeting, 21-25 July, 2008 in Onuma-park, Hokkaido,
Japan.
次世代スーパーコンピューティングシンポジウム２００８（パネルスピーカー):
八尋正信,

2008 年 9 月 16- 17 日、東京.
虚数化学ポテンシャルを利用した QCD 相図の解明:

29

境祐二, 柏浩司, 河野宏明, 松崎昌之, 八尋正信,
九州核理論懇親会, 2008 年 6 月 22 日, 柳川市かんぽの宿.
虚数化学ポテンシャルを利用した QCD 相図の解明:
境祐二, 柏浩司, 河野宏明, 松崎昌之, 八尋正信,
原子核三者若手夏の学校, 2008 年 8 月 23 日, 国立オリンピック記念青少年総合センター.
純虚数化学ポテンシャル領域におけるクォーク物質の相構造と中間子質量:
柏浩司, 河野宏明, 松崎昌之, 境祐二, 八尋正信,
基研研究会「熱場の量子論とその応用」, 2008 年 9 月 5 日, 京都大学基礎物理学研究所.
虚数化学ポテンシャルを利用した QCD 相図の解明:
境祐二, 柏浩司, 河野宏明, 松崎昌之, 八尋正信,
基研研究会「熱場の量子論とその応用」, 2008 年 9 月 5 日, 京都大学基礎物理学研究所.

Phase structure of two-ﬂavor quark matter at real and imaginary chemical potential:
柏浩司, 境祐二, 河野宏明, 松崎昌之, 八尋正信,
日本物理学会 2008 年秋季大会, 2008 年 9 月 20 日, 山形大学.

QCD phase diagram in the imaginary chemical potential region and extended Z3 symmetry:
境祐二, 柏浩司, 河野宏明, 松崎昌之, 八尋正信,
日本物理学会 2008 年秋季大会, 2008 年 9 月 20 日, 山形大学.
クォーク物質の虚数化学ポテンシャル領域での構造:
柏浩司, 河野宏明, 松崎昌之, 境祐二, 八尋正信,
第 114 回日本物理学会九州支部例会, 2008 年 12 月 6 日, 福岡工業大学.
虚数化学ポテンシャルを利用した QCD 相図の解明:
境祐二, 柏浩司, 河野宏明, 松崎昌之, 八尋正信,
第 114 回日本物理学会九州支部例会, 2008 年 12 月 6 日, 福岡工業大学.
虚数化学ポテンシャルを利用した現象論的模型による QCD 相図の解析:

Kouji Kashiwa, Masanobu Yahiro, Masayuki Matsuzaki, Hiroaki Kouno, Yuji Sakai,
Takanori Kai and Takeshi Matsumoto,30

九大若手研究会「量子色力学の相構造研究の原状と展望」, 2008 年 12 月 25 日, 九州大学.
格子 QCD 計算と有限密度における現象論的模型:
境祐二, 柏浩司, 河野宏明, 松崎昌之, 八尋正信,
九大若手研究会「量子色力学の相構造研究の現状と展望」, 2008 年 12 月 26 日, 九州大学.

Meson masses and phase structure using information of imaginary chemical potential:
柏浩司, 河野宏明, 松崎昌之, 境祐二, 松本健史, 八尋正信,
日本物理学会第 64 回年次大会, 2009 年 3 月 30 日, 立教大学.
格子 QCD 計算から導かれる現象論的模型と QCD 相図:
境祐二, 柏浩司, 河野宏明, 松崎昌之, 八尋正信,
日本物理学会第 64 回年次大会, 2009 年 3 月 30 日, 立教大学.

Coupled-Channel analyses of 6 He breakup reactions:T. Matsumoto, T. Egami, K. Ogata, Y. Iseri, M. Yahiro, and M. Kamimura,
Hokudai-TORIJIN-JUSTIPEN-EFES workshop & JUSTIPEN-EFES-Hokudai-UNEDF
meeting, Jul. 21–25, 2008, Onuma International Seminar House.
Dissociation of relativistic projectiles with the continuum-discretized coupled-channels
method:K. Ogata and C. A. Bertulani,
Hokudai-TORIJIN-JUSTIPEN-EFES workshop & JUSTIPEN-EFES-Hokudai-UNEDF
meeting, Jul. 21–25, 2008, Onuma International Seminar House.
Coupled-Channel analyses of 6 He breakup reactions:T. Matsumoto, T. Egami, K. Ogata, Y. Iseri, M. Yahiro, and M. Kamimura,
KGU Yokohama Autumn School of Nuclear Physics, Kanto Gakuin University, Oct.
9–10, 2008.
CDCC による 6 He のクーロン分解反応の解析:
江上智晃, 松本琢磨, 緒方一介, 井芹康統, 上村正康, 八尋正信,「原子核の分子的構造と低エネルギー核反応–束縛系から散乱系へ閾値を超えて–」, 200831

年 7 月 2 日, 京都大学基礎物理学研究所.
組み替え入り離散化チャネル結合法の展開と天体核物理学への応用:
緒方一介, 松本琢磨, 江上智晃, 井芹康統, 上村正康, 八尋正信,「原子核の分子的構造と低エネルギー核反応–束縛系から散乱系へ閾値を超えて–」, 2008
年 7 月 2 日, 京都大学基礎物理学研究所.
重陽子標的を利用した不安定核の陽子・中性子分布の研究:
緒方一介, 清水良文, 八尋正信,

RCNP 研究会「RCNP における不安定核の研究 〜RCNP ビームラインの可能性を探る〜」, 2008 年 8 月 9 日, 大阪大学核物理研究センター.

(p,2p) 反応における核内 2 核子散乱の役割:
角剛典, 緒方一介,
原子核三者若手夏の学校原子核パート研究会, 2008 年 8 月 20 日, 国立オリンピック記
念青少年総合センター.
中高エネルギー核−核反応における微視的散乱理論: 蓑茂工将, 河合光路, 緒方一介, 八
尋正信,
原子核三者若手夏の学校, 2008 年 8 月 20 日, 国立オリンピック記念青少年総合センター.
連続状態離散化チャネル結合法による核反応解析と応用:
緒方一介,
日本原子力学会 2008 年秋の年会, 2008 年 9 月 5 日, 高知工科大学.
重陽子標的を利用した不安定核の陽子・中性子分布の研究:
緒方一介, 清水良文, 八尋正信,
日本物理学会 2008 年秋季大会, 2008 年 9 月 21 日, 山形大学小白川キャンパス.
中性子過剰核の分解反応断面積の計算:
松本琢磨，江上智晃，緒方一介，井芹康統，上村正康，八尋正信,
日本物理学会 2008 年秋季大会, 2008 年 9 月 21 日, 山形大学小白川キャンパス.
離散化チャネル結合法を用いた重陽子不完全融合反応の解析:
橋本慎太郎，緒方一介，千葉敏，八尋正信,

32日本物理学会 2008 年秋季大会, 2008 年 9 月 23 日, 山形大学小白川キャンパス.
中高エネルギー核-核反応に対する微視的散乱理論:
蓑茂工将，河合光路，緒方一介，八尋正信,
日本物理学会 2008 年秋季大会, 2008 年 9 月 23 日, 山形大学小白川キャンパス.

(p, 2p) 反応のスピン偏極量解析への理論的アプローチ:
角剛典，緒方一介,
日本物理学会 2008 年秋季大会, 2008 年 9 月 23 日, 山形大学小白川キャンパス.
共鳴を仮定しない 3 粒子熱核融合反応の研究:
緒方一介，上村正康,
日本物理学会 2008 年秋季大会, 2008 年 9 月 23 日, 山形大学小白川キャンパス.
中高エネルギー核反応に対する微視的散乱理論:
蓑茂工将, 河合光路, 緒方一介, 八尋正信,
第 114 回日本物理学会九州支部会, 2008 年 12 月 6 日, 福岡工業大学.

(p, 2p) 反応における核内 2 核子散乱の役割:
角剛典, 緒方一介,
第 114 回日本物理学会九州支部会, 2008 年 12 月 6 日, 福岡工業大学.
離散化チャネル結合法を用いた重陽子入射反応における不完全融合反応の解析:
橋本慎太郎, 緒方一介, 千葉敏, 八尋正信,
日本原子力学会 2009 年春の年会, 2009 年 3 月 23 日, 東京工業大学大岡山キャンパス.

SAMURAI の物理と原子核反応論:
緒方一介,
日本物理学会第 64 回年次大会, 2009 年 3 月 27 日, 立教大学.
重陽子入射反応における不完全融合反応の離散化チャネル結合法を用いた解析:橋本慎太郎, 緒方一介, 千葉敏, 八尋正信,
日本物理学会第 64 回年次大会, 2009 年 3 月 28 日, 立教大学.

(p, 2p) 反応を用いて探る中性子過剰核の一粒子状態:
33

角剛典, 緒方一介,
日本物理学会第 64 回年次大会, 2009 年 3 月 29 日, 立教大学.
共鳴・非共鳴過程を統一的に記述した 3α 熱核融合反応の計算:
緒方一介, 上村正康,
日本物理学会第 64 回年次大会, 2009 年 3 月 30 日, 立教大学.
エキゾチックな回転・変形状態:
清水良文、「RCNP における不安定核の研究 〜RCNP ビームラインの可能性を探る〜」RCNP 研究会、2008 年 8 月 9 日、大阪大学核物理研究センター (RCNP).
中性子過剰核における Woods-Saxon Strutinsky 法の大域的計算:
高原哲士、田嶋直樹、清水良文、
日本物理学会 2008 年秋季大会、2008 年 9 月 22 日、山形大学小白川キャンパス.
高アイソスピン核の記述を目指した対相関密度汎関数の拡張:
山上雅之、清水良文、
日本物理学会 2008 年秋季大会、2008 年 9 月 22 日、山形大学小白川キャンパス.
拡張された対密度汎関数をもちいた弱束縛核の系統的記述:
山上雅之、清水良文、中務孝、
日本物理学会第 64 回年次大会、2009 年 3 月 30 日、立教大学.

外部資金⟨⟨ 文部省科学研究費補助金 ⟩⟩科学研究費補助金、基盤研究（C）,
５次元重力理論によるハドロン物理の新記述研究代表者：八尋正信
科学研究費補助金、基盤研究 (C),加速器中性子源設計に関連した重陽子入射反応核データの研究研究代表者：渡辺幸信

34

研究分担者：緒方一介⟨⟨ 文部省科学研究費補助金以外の外部資金 ⟩⟩日本原子力研究開発機構「若手研究者等の斬新な発想に基づく萌芽研究」,
代理反応法における核子移行反応の反応機構の解明
研究代表者：橋本慎太郎
研究分担者：緒方一介

日本学術振興会特別研究員等及び共同研究の採択 (学外からの受け入れを含む)

Carlos A. Bertulani (Texas A&M, Commerce, Associate Professor)
九州大学理学府 FR・AS 育成プログラムによる外国人研究者招聘 (2009 年 2 月 14 日から 27 日まで滞在)
受入教員: 緒方一介

他大学での研究と教育
緒方一介: 理化学研究所仁科加速器研究センター, 客員研究員。
緒方一介: 日本原子力研究開発機構, 研究嘱託。
学部４年生卒業研究【前期】
郷田創一郎、佐々木崇宏、濱田泰賀、松本優一、山本潤輝（担当：八尋）
場の量子論の輪講【後期】
郷田創一郎、佐々木崇宏、濱田泰賀、小田輝（担当：八尋、清水、緒方）
場の量子論、核反応論、核構造論の輪講

修士論文
境祐二: (指導教員、八尋正信)：有効模型を用いた QCD 相図の定量的解明

35

博士論文
小路拓也：(指導教員、清水良文)：Microscopic stduy of various collective motions bymeans of the cranked Woods-Saxon potential (回転した Woods-Saxon 型一体場を用いた多様な集団運動の微視的研究) [2009 年 4 月授与]

その他の活動と成果
八尋正信: 学術雑誌（Progress of Theoretical Physics）の編集委員
八尋正信: 核物理研究センターの運営委員
緒方一介: 基研研究会「原子核の分子的構造と低エネルギー核反応–束縛系から散乱系へ閾値を超えて–」, 世話人.
緒方一介: RCNP 研究会「RCNP における不安定核の研究 〜RCNP ビームラインの可能性を探る〜」, 世話人.
緒方一介: 九大原子核反応ワークショップ「2 核子間有効相互作用に基づく原子核反応研究の現状と展望」, 世話人代表.
緒方一介: 独立行政法人理化学研究所仁科加速器研究センター, 理論研究推進会議委員.
緒方一介: 独立行政法人理化学研究所仁科加速器研究センター, RIBF-UEC (Users

Executive Committee) 委員.
緒方一介: 大阪大学核物理研究センター, 研究計画検討専門委員.
緒方一介: 大阪大学核物理研究センター, 実験課題審査会 (B-PAC) 委員.

36

宇宙物理理論
研究室構成員
橋本正章 教授
山岡

均 助教⟨⟨ 大学院 博士課程 ⟩⟩
野田常雄

西村信哉

高妻真次郎

小野勝臣

猿渡元彬

⟨⟨ 大学院 修士課程 ⟩⟩E. P. Berni Ann Thushari
辻本英之

島田雅史

三股祥平

坂根悠介

松尾康秀

⟨⟨ 学部 卒業研究生 ⟩⟩
菊池之宏

羽賀崇史

担当授業
1. 山岡均
箱崎地区：物理学最前線 (前期)
六本松地区：自然科学総合実験 (前期、後期)
2. 橋本正章
箱崎地区: 宇宙物理学 (前期)、最先端物理学
六本松地区: 力学基礎・同演習 (前期)、物理学 III(前期、後期)

研究・教育目標と成果⟨⟨ 今年度の目標 ⟩⟩宇宙初期における非一様元素合成 (中村理央、(三股祥平)、橋本正章)
前年度までに, 初期宇宙が高密度と低密度に二分される状況下での軽元素合成を行い,それぞれの領域での軽元素生成過程を計算した. 平成 20 年度は, パラメータ依存性を調べるなど, より詳細な解析を行う.
また, これまで他の研究機関と行ってきた共同研究から, 高密度領域にリチウムよりも重い元素が生成され得ることが示されていることから, 今年度の目標として, さらに重い元素まで含めた核反応ネットワークを用いて元素合成計算を行う.

37

中性子星からクォーク星への相転移と熱的進化 (野田常雄、橋本正章)
前年度行った計算では、非常にシンプルな状態方程式を用いていた。また、相転移時の取り扱いも不十分であった。今年度は、状態方程式を再考し、相転移に Mixed-Phase
クォークハドロン混合相を取り込み、クォーク星の冷却計算を行う。また、相転移に伴うエネルギー解放も考慮することで、単純な冷却のみであった熱的進化に変化を生じさせることができると考えられる。
さらに、今年度は、伴星からのガスの降着がある系で、X 線バーストを起こしながら質量を増し、クォーク星に相転移するシナリオについても調査を行う。
大質量星の進化、超新星爆発における元素合成 (西村信哉、橋本正章)
宇宙に存在する元素のうち、特に鉄よりも重い元素の起源を明らかにすることを目標にする。特に、中性子捕獲過程では生成されない陽子過剰側に存在する p 核に着目する。超新星爆発モデルとして、速い中性子捕獲過程（r-process）を起こすことに成功した、磁気流体力学的ジェットモデルを採用する。ジェットモデルが外層を伝搬して行き、恒星進化の間に生成された s 元素（酸素層）を加熱し、p-process を引き起こし、
重元素の統合的な理解を行うことを目的とする。

Collapsar model による大質量星の磁気駆動ジェット状爆発と元素合成 (小野勝臣、橋本正章)
これまで、ガンマ線バーストの起源と考えられている Collapsar model による磁気駆動ジェット状爆発の数値シミュレーション、ジェット内部での元素合成計算を行ってきた。その結果、計算を行った爆発モデルでは、ある種のガンマ線バーストと関連が示
唆されている極超新星爆発には至らないことが分かった。しかしながら、このような極端な非球対称爆発による放出元素組成が、宇宙の化学進化、すなわち重元素組成の進化へ与える影響は依然よく分かっていない。
そこで、今年度は、元素合成計算をこれまでより詳細に行い、ジェットによって放出される重元素組成の太陽系組成への寄与を議論する。星の進化過程での元素合成計算
を大規模な核反応ネットワークを用いて行い、得られる詳細な外側の層の初期組成を用いて、ジェットによる放出元素組成を詳細に見積もり直す予定である。
磁気駆動型超新星爆発と r−process 元素合成 (猿渡元彬、 橋本正章)
大質量星がその進化の最終段階で引き起こす超新星爆発は元素合成や重力波等多くの分野に関わる重要な天体現象でこれまで多くの研究がなされてきたが、その詳しいメカニズムは未だ明らかになっておらず、多くのシミュレーションで超新星爆発が再現されるという結果は得られていない。前年は問題を解決するためにニュートリノの効
果を考慮しシミュレーションを行った。超新星爆発時には r−process と呼ばれる元素合成が起きる。これまで我々の元素合成シミュレーションはニュートリノについて考慮
してこなかった。しかし、ニュートリノによる加熱と冷却の効果は爆発に対して非常38

に大きく、またニュートリノを放出・吸収する反応は元素合成への影響も考えられる。
そこで、磁場と回転をパラメータとした流体計算を行うことで爆発に対するニュート
リノの影響を見て、r−process 元素合成計算を行い、太陽系組成と比較する。

Magnitude-Redshift relation in the Brans-Dicke theory with a variable cosmological term (E.P.B.A.Thushari, 橋本正章、中村理央)
To explain a puzzle of the cosmological constant problem, new modiﬁed theory beyond the standard model are needed. Brans- Dicke theory is the best candidate ofgeneralization of General relativity. Especially I paid the attention for the BransDicke model with a variable cosmological term for the ﬂat universe. It has been investigated from Big Bang nucleosynthesis in the early universe. However we wanted to
study,How this model works at the present epoch? .Cosmological models with acosmological term are tightly constrained by the magnitude-redshift relation. Therefore to investigate this model at the present epoch, we adopt the magnitude-redshift
relation of Type Ia Supernovae (SNIa) observations.We plan to obtain the cosmologicalparameters in Brans-Dicke model using SNIa observations.
超新星残骸 Cassiopeia A で見られる物質混合のシミュレーション (松尾康秀、小野勝臣、橋本正章)
超新星残骸 Cassiopeia A は銀河系内で発見された超新星残骸の中で最も若い天体である。そのため、これまで多くの研究者らの手によって様々な観測がなされている。その中の１つに非常に興味深い観測がある。それは近年、Cas A において Si 層が Fe 層よりも外側で観測されたというものである。爆発直後には Si 層は Fe 層よりも内側に分布しているはずであるため、この２つの事実を説明するには爆発直後から現在に至るま
でに Si と Fe を含む大規模な物質の混合が起きたと考えられるが、この物質混合のメカ
ニズムについてはまだ明らかにはなっていない。
そこで、本研究では超新星爆発のシミュレーションを爆発直前から現在に至るまで行
い、どのようなメカニズムで物質混合が起きるかを調べる。但しまずは比較的簡単な爆発モデルを用意し、観測されているような物質の混合が起こるかどうかを定性的に調べる。
質量放出を考慮に入れた He Star の進化計算 (辻本英之、橋本正章)
質量が 8M⊙ 以上の星は、水素燃焼段階である主系列星の状態から、ヘリウム燃焼、
炭素燃焼、ネオン燃焼、酸素燃焼、ケイ素燃焼を経て中心に鉄コアが形成され、さらに鉄が光分解することで中心の圧力が急激に低下し重力崩壊型超新星となる。この進化計算はすでに多くの先行研究によって詳細に研究されているが、星の表面からの質
量放出を考慮に入れた進化計算はあまりなされていないのが現状である。
そこで、本研究では He Star の進化計算シミュレーションを主系列段階終了直後から

39

C+O コア形成の段階まで行い、すでに詳細が得られている質量放出のない場合と比較して、質量放出の進化に与える影響を調べる。まずはすでに得られている質量放出のない場合の進化計算コードについてその内容を把握すると共に、質量放出を計算コードに組み込むためにはどうすればいいかを模索する。
突発天体現象のフォローアップ観測 (山岡均、高妻真次郎)
短いタイムスケールで光度変動する「突発天体」の研究を進めている。昨年度までに引き続き、本年度も、矮新星・新星・超新星・ガンマ線バーストなどについて、発見直後の分光や測光、位置精測を通じて、その性質の解明を目指す。講演や表彰を通じて、突発天体の発見やフォローアップ観測の重要性を訴え、分野を活性化していく。
本年度の目標としては、10 個程度の突発天体に関してフォローアップ観測を行なうとともに、新たな観測者との連携を模索する。
アーカイブ天文学の構築 (山岡均、高妻真次郎、島田雅史)
デジタル化技術やコンピュータネットワークの発展により、サーベイ観測などで作成された天体データベースや画像を用いた天体研究＝データベース天文学が、近年可能になり脚光を浴びている。われわれはこれに加え、断片的な資料も用いた「アーカイブ天文学」を提案し実践する。今年度の目標は、アーカイブ天文学のさらなる実践である。
超新星探索 (山岡均、坂根悠介)
超新星爆発によって生成される重元素が、銀河の科学的進化に影響を与えている。そこで、超新星の出現率を求めることで、重元素量や、銀河の化学進化を探っていく。本
年度では、公開天文台で協力し観測することで超新星発見を目指す、SNOW プロジェ
クトを引き継ぎ、講演等を通じて新メンバーの加入を呼びかけるとともに、新メンバー
が超新星探索を始めるためのフォローをする。

⟨⟨ 今年度の成果 ⟩⟩宇宙初期における非一様元素合成 (中村理央、(三股祥平)、橋本正章)
宇宙初期において、バリオンが低密度領域と高密度領域に分かれているモデルにおいて, それぞれの領域での元素合成計算を行い, 各領域でどのような元素が生成されるかを調べた.
最初に, 陽子から 16 O まで含んだ元素合成計算を行った. すると, 高密度領域では、
4
He が過剰に生成される, CNO が相当量生成される, などといった結果が得られた.
続いて, 双方の領域における各元素の生成量から, 宇宙全体で生成される元素の量を調べ、観測値と一致するパラメータ領域を調べた. その範囲内で 7 Li より重い元素がどの程度生成され得るのかを調べた. その結果, 4 He, D/H が観測と矛盾しないパラメー
タ領域で, 16 O の質量比が 10−7 程度生成可能だとわかった.
さらに、高密度領域における元素合成計算を, 質量数が 200 以上もある重元素までを40

含んだプログラムを用いて, 高密度領域で生成される重元素の量を調べた. 結果として、He の観測結果と一致するパラメータ領域で, 56 Ni など, その後の宇宙進化に大きく影響するような元素が生成可能であることがわかった.
中性子星からクォーク星への相転移と熱的進化 (野田常雄、橋本正章)
クォークハドロン混合相を考慮したクォークハドロンハイブリッド星の冷却計算を行った。混合相を考慮することにより、その領域においてクォークの存在割合を連続的に滑らかに変化させることができ、結果として星全体の冷却速度を落とすことに成功した。また、星の構造を担う状態方程式を切り替え、構造と冷却の両方で矛盾のないモデルを構築した。
しかし、依然、観測と比較すると冷えすぎるという現象は変わらなかった。混合相を考慮しないものと比較すると、冷えにくくなったが、構造を変更したため星の内部密度が上昇しやすくなったため、その効果も薄れてしまった。今後は、現象論的な状態方程式を用い、観測の範囲内に収まるようなモデルを構築する必要がある。
大質量星の進化、超新星爆発における元素合成 (西村信哉、橋本正章)
超新星になるような星で、進化の過程で元素が生成され、さらに爆発の影響を受けながら、どのような最終生成物を残すのかを定量的に研究することを目標とした。超新星爆発機構に関しては、様々な不定性があるが、特に強磁場と回転を考慮した、MHD
的ジェット爆発モデルを採用した。特に、これまでに行ってきた s 過程、p 過程計算を詳細に検討し、爆発によって放出される元素の量を見積もり、観測値との比較を行った。これは、宇宙の化学進化に対するアプローチとして、重要であると考えられる。
Collapsar model による大質量星の磁気駆動ジェット状爆発と元素合成 (小野勝臣、橋本正章)
太陽系組成を初期組成として、大質量星の進化過程での元素合成計算を行った。その結果、Kr までを含む 464 核種からなる重力崩壊直前の化学組成が得られた。これを初期組成として、Collapsar model の磁気駆動ジェット状爆発における元素合成計算を行った。これにより、ジェット内部で起こる爆発的元素合成によって作られる元素、ジェットの衝撃波によって掃き集められる、星の進化過程で作られた重元素組成の両方を加味し、放出物の詳細な元素組成を見積もった。
その結果、質量数が 30 < A < 60 の元素は太陽系組成パターンをよく再現することが分かった。また、質量数 70 < A < 90 の元素は太陽系組成より一桁ほど多く生成されており、これは星の進化過程で起こる s-process によるものと考えられる。今回のKr までの核反応ネットワークの計算では、r-process には不十分である。今後、更に大きなネットワークでの計算が必要である。
磁気駆動型超新星爆発と r−process 元素合成 (猿渡元彬、橋本正章)
前年では電子ニュートリノのみを考慮していたが leakage scheme を 4 種のニュート
リノについてシミュレーションを行えるよう改良し Leakage scheme を用いてニュートリノと磁場をパラメータとした超新星爆発のシミュレーションを行い、これまでのニュートリノを考慮しないシミュレーションの結果と比較した。その結果、これまでのシミュレーションでは爆発した微分回転の弱いものはニュートリノの冷却によって衝441

撃波が減衰し爆発しないという結果が得られた。また、爆発した微分回転の強いもの
も、r−process の起こりそうな Ye の低い物質が内部からくみ上げられるためには、かなり強い回転が必要となることがわかった。また、particle 法を用いて Ye の時間変化を見ると、eject される particle の Ye はニュートリノ吸収と物質が混ざることによって変化する。このことから元素合成計算のシミュレーション方法について組成が混ざる
ことによる影響を考えなければならないのではないかという結論を得た。
Magnitude-Redshift relation in the Brans-Dicke theory with a variable cosmological term (E.P.B.A.Thushari, 橋本正章、中村理央)
We investigated the magnitude-redshift relation for the ﬂat universe in the BransDicke model with the cosmological term which is varying with the scalar ﬁeld. We foundthat this model is matter dominant, inconsistent with SNIa observation and present accelerating universe. Therefore we modiﬁed this model by adding cosntant cosmologicalterm as 0.7. In this model, present universe is dominant by the cosmological term.This
model consists with SNIa observations. We can see that accelarating universe has thesame energy density parameters, as the Friedmann model where (Ωm , ΩΛ ) = (0.3, 0.7).
Ωm , ΩΛ are the energy density parameters of matter and cosmological term. We cannot constrain the parameters which is inherent in the Brans-Dicke model with variablecosmological term using magnitude-redshift relation around the present epoch.
ジェットモデルによる物質混合を考慮した超新星爆発シミュレーション (松尾康秀、小野勝臣、橋本正章)
Cassiopeia A にはジェット構造が見られるため、本年度は爆発モデルにジェットモデ
ルを用いた。その際のインプットパラメータは注入する爆発エネルギーであり、今回は 5 × 1050 erg を採用した。また星周物質も RSG Wind にのみよるものであると仮定
してシミュレーションを行った。しかしながら、Cas A で観測されているような Si 層と Fe 層の逆転は定性的にも見られなかった。
質量放出を考慮に入れた He Star の進化計算 (辻本英之、橋本正章)
すでに得られている質量放出のない場合の進化計算コードに、その効果を取り入れるにはどのあたりを修正すればよいかをある程度把握した。また質量放出以外の物理的過程を取り入れることができないかと模索した。さらに物理的には直接の関連性がないが、重力崩壊型超新星爆発において起こる Neutrino-Driven Wind の質量放出と比較して Neutrino-Driven Wind の特異性についてもある程度把握した。
突発天体現象のフォローアップ観測 (山岡均、島田雅史、坂根悠介)
突発天体のフォローアップ・発見確認・アーカイブとの照合を多数行なった。新天体に特化した講演、日本天文学会天体発見賞・天体発見功労賞によって、突発天体について周知啓発を行なった。山岡は、IAU の第 6 委員会 (天文電報) の oﬃcer として、新天体情報の取り扱いを継続している。
アーカイブ天文学の構築 (山岡均、高妻真次郎、島田雅史)
アーカイブ天文学の実践としては、赤外線全天サーベイプロジェクトである 2MASSカタログと、X 線の全天カタログである ROSAT カタログとの比較により、クェーサー

42

の新たな検出方法を構築している。他種の天体との区別、可視光カタログの情報も加味した天体の選別法を模索した (高妻、山岡)。多数の超新星について、出現前のようすをアーカイブ画像を用いて調査し、修士論文とした (島田、高妻、山岡)。
超新星探索 (山岡均、坂根悠介)
SNOW プロジェクトへの呼びかけの結果、新しく仙台市天文台、アマチュア天文家の加盟が得られた。新メンバーの超新星探索開始の準備をするとともに、SNOW プロ
ジェクトの新しい目標を模索した。

⟨⟨ 来年度の目標 ⟩⟩宇宙初期における非一様元素合成 (三股祥平、中村理央、橋本正章)
ここまでの研究で, 宇宙でバリオン密度が非常に高い領域があったとしても, 軽元素の観測値を説明可能であることを示した. さらに, ニッケルやチタンなど重元素が生成されても, 軽元素の観測と矛盾しないことも合わせて示した.
今後の研究課題として, これまでの計算結果と太陽系組成を比較することで, より精密な整合性を議論していく. また、高密度領域―低密度領域間の核子拡散を行い, 元素合成の結果にどのような違いが出るのかの評価を行う予定である.
中性子星からクォーク星への相転移と熱的進化 (野田常雄、橋本正章)
これまで、状態方程式に既存のものを用いていた。そのため、さまざまな硬さや相転移密度を得ることができなかった。今年度は現象論的なアプローチより状態方程式を作ることで、適度な硬さや相転移密度を設定していきたい。これにより、クォーク・
ハドロン・ハイブリッド星の冷却計算から、その存在を示唆できるようになると考えられる。
また、クォーク物質の特に低温高密度な領域においてはカラー超伝導が考えられているが、未だどの相が出現するか確かなことは分かっていない。カラー超伝導の効果を入れた冷却計算と観測と比較することで、どの状態がより確からしいか調べていきたい。
さらに、クォーク・ハドロン・ハイブリッド星による X 線バーストについても調査を行いたい。
初期世代星の磁気駆動ジェット状爆発と重元素合成 (小野勝臣、橋本正章)
これまで、太陽系組成を初期組成として生まれた大質量星の進化過程での元素合成
計算と、大質量星の磁気駆動ジェット状爆発における元素合成計算を行ってきた。宇宙の化学進化の歴史を紐解くには、宇宙初期に生まれた重元素汚染の少ない星による超新星爆発からの寄与を知ることが重要である。もし、初期世代星の超新星爆発からの元素組成が観測されれば、それは純粋な重元素合成過程の結果が反映されていると考えられるため、これから逆に元素合成過程の不定性に制限がつけられるかもしれない。
そこで、来年度は、これまでより、大規模な核反応ネットワークによる元素合成計算を行い、まだ不十分であるニュートリノ輸送や流体計算コードの相対論化も視野に入れ、初期世代星の超新星爆発による元素合成計算を行いたい。

43

磁気駆動型超新星爆発と r−process 元素合成 (猿渡元彬、橋本正章)
これまで Leakage scheme を用いて磁場と回転をパラメータとした超新星爆発のシミュ
レーションを行った。その結果、ニュートリノを考慮すると r−process が起こるためには、これまで考えていたよりも強い回転によってジェット状爆発を起こすことで Yeの内部をくみ上げなければならないことがわかった。そこで、今後はこのパラメータの妥当性を考える必要があると考えている。また、爆発したモデルでの r−process 元
素合成計算を行いたいと考えている。
Investigation of the Big Bang nucleosynthesis with the modiﬁed Brans-Dicke
model (E.P.B.A.Thushari, 橋本正章、中村理央)
I would like to continue my research with the Brans-Dicke model by introducing
more general functional forms to the cosmological term and scalar coupling. To understand the cosmological constant problem, magnitude-redshift relation is not enoughand we need further investigations from Big bang nucleosynthesis , Cosmic microwave
background constraint, and general scalar tensor theories. More general scalar tensor
theory may be planed from the Brans-Dicke theory and I would like to investigate itfrom Big bang nucleosynthesis.
広いインプットパラメータによる物質混合を考慮した超新星爆発シミュレーション (松尾康秀、橋本正章)
今年度の計算では Cassiopeia A で見られるような物質混合は見られなかった。原因としては今年度はかなり狭い範囲のインプットパラメータでしか計算できなかったこと
や、星周物質として RSG Wind だけしか考慮してなかったこと、爆発時の pertubation（摂動）の効果を考慮していないこと等、いくつか考えられる。
従って今年度は上記の部分の改良を行いシミュレーションをして、Cas A で見られるような物質混合を定性的に再現したい。また再現できれば Cas A の他の観測事実とも比べ、爆発モデルに制限を設けていきたい。
質量放出を考慮に入れた He Star の進化計算 (辻本英之、橋本正章)
今後は実際に質量放出のある場合の進化計算コードを作り、He star の進化をシュミ
レーションすると共に新たな物理過程を取り入れ、それをシュミレーションに反映させていきたい。またそれらの結果を先行研究と比較し、質量放出の星の進化に与える影響について吟味する。
突発天体現象のフォローアップ観測 (山岡均、高妻真次郎、坂根悠介)
次年度の目標としては、これまでと同様 10 個程度の突発天体に関してフォローアッ
プ観測を行なうとともに、新たな観測者との連携を模索する。特に、前年に新望遠鏡を導入した仙台市天文台等によるフォローアップ観測ができるように協力していきたい。
アーカイブ天文学の発展 (山岡均、高妻真次郎)
アーカイブ天文学の実践に努める。これまで利用してきたもの以外のデータベースを取り扱う研究を模索する。電波カタログの利用についての可能性を探る。
超新星探索 (山岡均、坂根悠介)
SNOW プロジェクトを進めていく。特に、可能な限り、参加者数を増していく。超44

新星出現率を導出することを念頭に、過去の超新星を再調査する。
世界天文年 2009 への対応 (山岡均、高妻真次郎、坂根悠介)
2009 年は「世界天文年 2009」と国連、UNESCO 等で定められた。これを振興するために、各種活動を広く行っていく。

発表論文⟨⟨ 原著論文 ⟩⟩1. Nucleosynthesis in magnetically driven jets from collapsars
S. Fujimoto, N. Nishimura, M. Hashimoto
2008, The Astrophysical Journal, 680, 1350–1358 June 20
2. Cosmic microwave background constraints on a decaying cosmological term related
to the thermal evolution
R. Nakamura, M. Hashimoto, K. Ichiki
Physical Reviw D vol. 77, 2008 (June), No.12, 123511-1–8
3. Explosive Nucleosynthesis in Magnetohydrodynamical Jets from Collapsars
M. Ono, M. Hashimoto, S. Fujimoto, K. Kotake, S. Yamada, PTP submitted
4. Massive stars exploding in a He-rich circumstellar medium - I. Type Ibn (SN2006jc-like) events
A. Pastorello, S. Mattila, L. Zampieri, M. Della Valle, S. J. Smartt, S. Valenti, I.
Agnoletto, S. Benetti, C. R. Benn, D. Branch, E. Cappellaro, M. Dennefeld, J. J.
Eldridge, A. Gal-Yam, A. Harutyunyan, I. Hunter, H. Kjeldsen, Y. Lipkin, P. A.
Mazzali, P. Milne, H. Navasardyan, E. O. Ofek, E. Pian, O. Shemmer, S. Spiro,
R. A. Stathakis, S. Taubenberger, M. Turatto, M., H. Yamaoka
MNRAS, 389 (2008) 113 – 130.

⟨⟨Proceedings⟩⟩
1. Ejected elements from the envelope of compact stars by QCD Phase transition
N. Yasutake, T. Noda, S. Yamada, M. Hashimoto, and K. Kotake
Proc. of the International Sympo. (EXOCT07) Exotic States of Nuclear Matter,
World Scientiﬁc Publishing Co.Pte.Ltd., December 437–438 (2008)
2. Eﬀects of the transition from neutron stars to quark stars on the cooling
T. Noda, N. Yasutake, M. Hashimoto, and M. Fujimoto
Proc. of the International Sympo. (EXOCT07) Exotic States of Nuclear Matter,
World Scientiﬁc Publishing Co, 282–285 (2008)
3. DIVISION VIII / WORKING GROUP SUPERNOVA
W. Hillebrandt, B. P. Schmidt, E. Baron, S. Benetti, S. I. Blinnikov, D. R. Branch,
E. Cappellaro, A. V. Filippenko, C. Fransson, P. M. Garnavich, D. W. E. Green,
A. M. Goobar, M. Hamuy, P. H. Hauschildt, R. P. Kirshner, B. Leibundgut, D. J.
Lennon, E. J. Lentz, P. Lundqvist, R. McGraw, P. A. Mazzali, W. P. S. Meikle,

45

A. Mezzacappa, J. C. Niemeyer, K. Nomoto, R. Pain, N. Panagia, F. Patat, M.
M. Phillips, E. Pian, G. Pignata, P. Podsiadlowski, M. P. Ruiz-Lapuente, E. M.
Sadler, B. P. Schmidt, P. O. Shull, J. Spyromilio, N. B. Suntzeﬀ, F.-K. Thielemann,
C. Tout, V. L. Trimble, J. W. Truran, D. Y. Tsvetkov, M. Turatto, M. della Valle,
S. Van Dyk, W. H. Voges, N. A. Walton, L. Wang, J. C. Wheeler, K. W. Weiler,
P. A. Whitelock, S. E. Woosley, H. Yamaoka, and G. Zhao
Transactions IAU, Volume 4, Issue 27A, Reports on Astronomy 2006-2009, Ed.
Karel van der Hucht, Proceedings of the International Astronomical Union (2008),
Cambridge University Press, p. 295 – 297.
4. COMMISSION 6: ASTRONOMICAL TELEGRAMS
A. C. Gilmore, N. N. Samus, K. Aksnes, D. W. E. Green, B. G. Marsden, S.
Nakano, E. Roemer, J. Ticha, and H. Yamaoka
Transactions IAU, Volume 4, Issue 27A, Reports on Astronomy 2006-2009, Ed.
Karel van der Hucht, Proceedings of the International Astronomical Union (2008),
Cambridge University Press, p. 370 – 370.
5. Outstanding Activity of Japanese Amateur Astronomer
H. Yamaoka
Global Hands-On Universe 2007, For Win-Win Relations between Science Research and Education, Eds. T. Handa, M. Okyudo, 2008, UAP Tokyo, p. 69 –72.
6. Quasars and AGN candidates detected by cross-identiﬁcation between 2MASS andROSAT PSC
Shinjirou Kouzuma, Hitoshi Yamaoka
Astronomical Data Analysis Software & Systems (ADASS) XVIII (2008), in press⟨⟨ その他の論文 ⟩⟩1. Cooling Properties of Neutron Stars with Quark Matter
T. Noda, M. Hashimoto, M. Fujimoto and K. Arai
Physics Reports of Kumamoto University, 13 (2008), 1
2. Nucleosynthesis in a Helium Star of 32 M⊙ Related to MHD Jet of Supernova
Explosions
M. Ono, M. Hashimoto, S. Fujimoto and K. Arai
Physics Reports of Kumamoto University, 13 (2008), 33
3. Ejection of Neutron Rich Matter in Supernova Explosion for a Massive Star
M. Saruwatari, M. Hashimoto and Kenzo Arai
Physics Reports of Kumamoto University, 13 (2008), 47
4. V2491 Cygni
S. Nakano, K. Nishiyama, F. Kabashima, J. Beize, Z.-w. Jin, X. Gao, H. Yamaoka,
K. Haseda, E. Guido, G. Sostero, G. Klingenberg, and K. Kadota
IAU Circular, No. 8934, 2008.
5. Nova Sagittarii 2008
S. Nakano, K. Nishiyama, F. Kabashima, S. Dvorak, E. Guido, G. Sostero, H.
Yamaoka, K. Haseda, M. Fujii, P. Camilleri, W. Liller, and A. Amorim

46

IAU Circular, No. 8937, 2008.
(Nova Sagittarii 2008
H. Yamaoka, K. Haseda, and M. Fujii
Central Bureau Electronic Telegrams, No. 1344, 2008. )6. Nova Ophiuchi 2008
K. Nishiyama, F. Kabashima, S. Nakano, H. Nishimura, K. Haseda, H. Yamaoka,
S. Dvorak, C. Jaques, E. Pimentel, E. Guido, G. Sostero, H. Mikuz, and A. Jones
IAU Circular, No. 8947, 2008.
7. V2671 Ophiuchi = Nova Ophiuchi 2008 No. 2
K. Kinugasa, H. Taguchi, S. Honda, and H. Yamaoka
IAU Circular, No. 8951, 2008.
8. Cataclysmic Variable Star in Taurus
H. Yamaoka, K. Itagaki, H. Kaneda, C. Jacques, E. Pimentel, H. Maehara and G.
Bolt
Central Bureau Electronic Telegrams, No. 1463, 2008.
9. V1647 Orionis
K. Itagaki, S. Nakano, H. Yamaoka
IAU Circular, No. 8968, 2008.
10. おめでとう日本天文学会 100 周年 天文愛好家が日本天文学会と歩んだ 100 年 前編
山岡均
「星ナビ」2008 年 9 月号 (Vol. 9, No. 9), 62 – 67.
11. おめでとう日本天文学会 100 周年 天文愛好家が日本天文学会と歩んだ 100 年 後編
山岡均
「星ナビ」2008 年 10 月号 (Vol. 9, No. 10), 64 – 69.
12. V466 Andromedae
H. Yamaoka, K. Itagaki, S. Korotkiy, and N. N. Samus
IAU Circular, No. 8971, 2008.
(New Variable in Andromeda
H. Yamaoka, and K. Itagaki
Central Bureau Electronic Telegrams, No. 1491, 2008. )13. V1721 Aquilae = Nova Aquilae 2008
H. Yamaoka, K. Itagaki, S. Nakano, V. Nevski, E. Y. Hsiao, M. L. Graham, C. J.
Pritchet, D. D. Balam, and E. Kazarovets
IAU Circular, No. 8989, 2008.
(Possible Nova in Aquila
H. Yamaoka, K. Itagaki, and V. Nevski
Central Bureau Electronic Telegrams, No. 1512, 2008. )14. Dwarf Nova in Draco
H. Yamaoka, K. Itagaki, H. Maehara, and S. Nakano
Central Bureau Electronic Telegrams, No. 1535, 2008.
15. Outburst of Cataclysmic Variable in Cancer
H. Yamaoka, K. Itagaki, P. Schmeer, and D. Denisenko
Central Bureau Electronic Telegrams, No. 1536, 2008.

47

16. New Variable Star in Pegasus
H. Yamaoka, K. Itagaki, A. Henden, and A. Miyashita
Central Bureau Electronic Telegrams, No. 1562, 2008.
17. New Variable Star in Pegasus
K. Kinugasa, H. Taguchi, and H. Yamaoka
Central Bureau Electronic Telegrams, No. 1564, 2008.
18. Supernova 2008hz
H. Yamaoka
Central Bureau Electronic Telegrams, No. 1609, 2008.
19. New Cataclysmic Variable in Aquarius
H. Yamaoka, K. Itagaki, H. Maehara, A. Miyashita, and R. A. Koﬀ
Central Bureau Electronic Telegrams, No. 1631, 2008.
20. Possible New Cataclysmic Variable in Ursa Major
H. Yamaoka, and K. Itagaki
Central Bureau Electronic Telegrams, No. 1644, 2009.
21. Supernova 2009Y in NGC 5728
K. Kinugasa, S. Honda, and H. Yamaoka
Central Bureau Electronic Telegrams, No. 1688, 2009.
22. Supernova 2009an IN NGC 4332
H. Yamaoka, and K. Itagaki
Central Bureau Electronic Telegrams, No. 1707, 2009.
23. Comet C/2009 E1 (Itagaki)
H. Yamaoka, K. Itagaki, H. Kaneda, S. Nakano, R. Holmes, H. Devore, E. Guido,
G. Sostero, P. Camilleri, J. E. McGaha, and K. Kadota
IAU Circular, No. 9026, 2009.
(Comet C/2009 E1 (Itagaki)
H. Yamaoka, K. Itagaki, H. Kaneda, and S. Nakano
Central Bureau Electronic Telegrams, No. 1721, 2009. )24. SN 2007sr in the Antennae Galaxies
Y. Sakane, T. Anan, M. Shimada, S. Kouzuma, H. Yamaoka, and H. Naito
Annu. Rep. Nishi-Harima Astron. Obs., 18, (2008) 7 – 19.

著書
1. 時空怪盗リュージ
山岡均監修「かがくるアドベンチャー」4 号、11 号、34 号、45 号、朝日新聞出版、2008-9
2. レベルアップ 微分方程式 攻略ノート、執筆：高妻真次郎ほか、共立出版、160 頁、
2008 年 10 月 25 日.

講演48

⟨⟨ 海外での講演 ⟩⟩1. Heavy Element Nucleosynthesis during the Evolution and Supernova Explosion of
Massive Stars
N. Nishimura, M. Hashimoto, S. Fujimoto, K. Kotake, S. Yamada
10th Symposium on Nuclei in the Cosmos, Machinac island, Michigan, USA, 2008
年 7 月 27 – 8 月 1 日
2. Quasars and AGN candidates detected by cross-identiﬁcation between 2MASS andROSAT PSC
Shinjirou Kouzuma and Hitoshi Yamaoka
Astronomical Data Analysis Software and Systems (ADASS) XVIII, Quebec, Canada,
2008 年 11 月 2 日 – 5 日⟨⟨ 国内での講演 ⟩⟩1. 宇宙初期における非一様ビッグバン元素合成
中村理央, 西村信哉, 橋本正章, 藤本信一郎, 佐藤勝彦
第 114 回日本物理学会九州支部例会、福岡工業大学、2008 年 12 月 6 日
2. 非一様軽元素合成に対する中性子拡散の影響
中村理央, 橋本正章, 藤本信一郎, 佐藤勝彦
2008 年日本天文学会秋季年会, 岡山理科大学, 2008 年 9 月 11 日–9 月 13 日
3. Inhomogeneous big-bang nucleosynthesis in the two-zone model
中村理央, 西村信哉, 橋本正章, 藤本信一郎, 佐藤勝彦
第 21 回理論天文学宇宙物理学懇談会シンポジウム, 国立天文台三鷹キャンパス,2008 年 12 月 15 日− 12 月 17 日
4. 宇宙初期における非一様重元素合成
中村理央, 西村信哉, E. P. B. A. Thushari, 橋本正章, 藤本信一郎, 佐藤勝彦
2009 年日本天文学会春季年会, 大阪府立大, 2009 年 3 月 24 日–27 日
5. クォーク・ハドロン混合相を考慮した高密度星の Cooling Curve
野田常雄、橋本正章、丸山敏毅、巽敏隆、藤本正行
日本天文学会 2009 年春季年会、大阪府立大、2009 年 3 月 23 日–27 日
6. クォーク・ハドロン混合相を考慮したハイブリッド星の熱的進化
野田常雄、橋本正章、丸山敏毅、巽敏隆、藤本正行
第 21 回理論懇シンポジウム「理論天文学の将来」、国立天文台、2008 年 12 月 15日–17 日7. クォーク・ハドロン混合相を考慮したハイブリッド星の冷却過程
野田常雄、西村信哉、橋本正章、巽敏隆、藤本正行
第 114 回日本物理学会九州支部例会、福岡工業大学、2008 年 12 月 6 日
8. クォーク・ハドロン混合相を考慮したクォーク星・ハイブリッド星の冷却過程
野田常雄、西村信哉、橋本正章、巽敏隆、藤本正行
日本天文学会 2008 年秋季年会、岡山理科大、2008 年 9 月 11 日–13 日

49

9. クォーク・ハドロン混合相を考慮したクォーク星・ハイブリッド星の熱的進化
野田常雄、西村信哉、橋本正章、巽敏隆、藤本正行
RCNP 研究会「RCNP における不安定核の研究」、大阪大学核物理研究センター、
2008 年 8 月 8 日–9 日
10. Mixed-Phase を考慮したクォーク星の冷却過程
野田常雄
京都大学の原子核グループ主催インフォーマルミーティング、京都大学、2008 年 5月 30–31 日
11. 大質量星の進化・爆発における p-process 元素合成
西村信哉、橋本正章、藤本信一郎
日本物理学会九州支部例会、福岡工業大学、 2008 年 12 月 6 日
12. 非対称な重力崩壊型超新星における重元素合成
西村信哉、橋本正章、藤本信一郎、固武慶、山田章一
重力崩壊型超新星と高エネルギー天文学、東京大学、2009 年 2 月 2 日–4 日
13. Heavy Element Synthesis in Supernova Explosions through Magneto-hydrodynamic
Jets
西村信哉、橋本正章、固武慶、山田章一
R プロセス元素組成の統合的理解 ー宇宙の中の不安定核物理ー、筑波大学、2009
年 3 月 9 日–10 日
14. コラプサーモデルによる大質量星の磁気駆動ジェット状爆発と爆発的元素合成
小野勝臣、橋本正章、藤本信一郎、固武慶、山田章一
日本天文学会 2009 年春季年会、大阪府立大、2009 年 3 月 23 日–27 日
15. コラプサーモデルによる大質量星の磁気駆動ジェット状爆発と元素合成
小野勝臣、橋本正章、藤本信一郎、固武慶、山田章一
研究会「重力崩壊型超新星爆発と高エネルギー天文学」、東京大学、2009 年 2 月 2
日–4 日
16. Collapsar model による磁気駆動ジェットと恒星進化過程における元素合成
小野勝臣、橋本正章、藤本信一郎、固武慶、山田章一
第 21 回理論懇シンポジウム「理論天文学の将来」、国立天文台、2008 年 12 月 15日–17 日
17. コラプサーモデルによる大質量星の磁気駆動ジェット状爆発と元素合成
小野勝臣、橋本正章、藤本信一郎、固武慶、山田章一
第 114 回日本物理学会九州支部例会、福岡工業大学、2008 年 12 月 6 日
18. Collapsar model による磁気駆動ジェットと恒星進化過程における元素合成
小野勝臣、橋本正章、藤本信一郎、固武慶、山田章一
日本天文学会 2008 年秋季年会、岡山理科大、2008 年 9 月 11 日–13 日
19. 磁気駆動ジェット状爆発と恒星進化過程における元素合成
小野勝臣、橋本正章、藤本信一郎、固武慶、山田章一
RCNP 研究会「RCNP における不安定核の研究」、大阪大学核物理研究センター、
2008 年 8 月 8 日–9 日
20. 56 Ni Production Due to Magneto-driven Jets from a Collapsar
小野勝臣、橋本正章、藤本信一郎、固武慶、山田章一
基研セミナー、京都大学基礎物理学研究所、2008 年 5 月 22 日

50

21. 大質量星の磁気回転爆発による元素合成
猿渡元彬、橋本正章、藤固武慶、山田章一
日本天文学会 2009 年春季年会、大阪府立大、2009 年 3 月 23 日–27 日
22. 超新星のジェット状爆発と r-process 元素合成
猿渡元彬、橋本正章、固武慶、山田章一
研究会「重力崩壊型超新星爆発と高エネルギー天文学」、東京大学、2009 年 2 月 2日–4 日
23. 超新星のジェット状爆発と r−process 元素合成
猿渡元彬、橋本正章、固武慶、山田章一
第 21 回理論懇シンポジウム「理論天文学の将来」、国立天文台、2008 年 12 月 15日–17 日24. 超新星のジェット状爆発と r−process 元素合成
猿渡元彬、橋本正章、固武慶、山田章一
第 114 回日本物理学会九州支部例会、福岡工業大学、2008 年 12 月 6 日
25. 大質量星の非球対称爆発と r-process 元素合成
猿渡元彬、橋本正章、固武慶、山田章一
日本天文学会 2008 年秋季年会、岡山理科大、2008 年 9 月 11 日–13 日
26. 大質量星の非球対称爆発と r-process 元素合成
猿渡元彬、橋本正章、固武慶、山田章一
RCNP 研究会「RCNP における不安定核の研究」、大阪大学核物理研究センター、
2008 年 8 月 8 日–9 日
27. Magnitude-Redshift relation in Brans-Dicke theory with a cosmological term
E.P.B.A.Thushari, 橋本正章、中村理央
日本天文学会 2009 年春季年会、大阪府立大、2009 年 3 月 23 日–27 日
28. 超新星残骸 Cassiopeia A と非球対称超新星爆発
松尾康秀、橋本正章、固武慶、山田章一
第 114 回日本物理学会九州支部例会、福岡工業大学、2008 年 12 月 6 日
29. 新星—新しい星って何？
山岡均
佐賀天文協会太良観測所１０周年記念講演会、太良町「しおさい館」、2008 年 5 月 3日
30. ガンマ線バーストの可視光観測
山岡均
山形大学理学部物理教室談話会、山形大学、2008 年 6 月 13 日
31. ２度死んだ星？ 板垣さんが発見した超新星 2006jc
山岡均、板垣公一
宇宙最前線講演会、山形大学、2008 年 6 月 14 日
32. 公開天文台と新天体 (記念講演)
山岡均
日本公開天文台協会第３回全国大会、南阿蘇ルナ天文台、2008 年 6 月 24 日
33. 君も新しい星を見つけてみないか
山岡均

51

日本公開天文台協会新天体発見フォーラム、くまもと県民交流館パレア、2008 年 6月 29 日

34. ぼくらは星の子 –星はどこにある–
山岡均
福岡市立入部小学校百周年記念講演会、福岡市立入部小学校、2008 年 7 月 26 日
35. 超新星の観測的タイプとメカニズム (特別講演)山岡均
第 19 回西はりま天文台シンポジウム「新天体からのサイエンス」、西はりま天文台、
2008 年 9 月 21 日
36. 生命の原料をつくる — ビッグバンから現在の宇宙まで —山岡均
九州工業大学現代 GP 講演会 生命の歩み — 君はどこからきたのか —、九州工業大学、2008 年 11 月 1 日
37. ぼくらは星の子 –物質はどうやってできた–山岡均
サイエンスデイ in 星野村、福岡県八女郡星野村、2008 年 11 月 15 日
38. ニュートリノ天文学の誕生–超新星と太陽と–
山岡均
冬の特別展「謎の素粒子 ニュートリノ展」企画サイエンスカフェ、佐賀県立宇宙科学館ゆめぎんが、2009 年 1 月 25 日
39. 地域的特性を活かしたサイエンスパブの開催（2）〜「サイエンスパブ in 福岡」の一年〜
高妻真次郎、山岡均、島田雅史、坂根悠介
日本天文学会 2008 年秋季年会、岡山理科大学、2008 年 9 月 11 日 – 13 日
40. カタログアーカイブで探る新変光天体
高妻真次郎、山岡均
第 19 回西はりま天文台シンポジウム「新天体からのサイエンス」、西はりま天文台、
2008 年 9 月 19 日 – 21 日
41. 2MASS、ROSAT 点源カタログにより得られたクエーサー・AGN 候補天体
高妻真次郎、山岡均
日本天文学会 2009 年春季年会、大阪府立大学、2009 年 3 月 24 日 – 27 日
42. 地域的特性を活かしたサイエンスパブの開催
島田雅史、高妻真次郎、山岡均、坂根悠介
第 22 回天文教育普及研究会（2008 年天文教育普及研究会年会）、東海大学不知火研修センター、2008 年 8 月 10 日 – 12 日
43. 天文教育普及活動裾野調査?若手からみた「現在」の天教と次へのステップ
塚田健、山根弘也、亀谷光、生川朱美、島田雅史、鈴木隆之、河野明里
第 22 回天文教育普及研究会（2008 年天文教普及研究会年会）、東海大学不知火研修センター、2008 年 8 月 10 – 12 日
44. アーカイブ画像を用いた超新星の親星探索
島田雅史、山岡均、高妻真次郎
第 19 回西はりま天文台シンポジウム「新天体からのサイエンス」、西はりま天文台、
2008 年 9 月 19 日 – 21 日

52

45. 帰ってきた超新星共同探索プロジェクト〜SNOW〜
坂根悠介、山岡均、藤田康英、内藤博之
JAPOS 全国大会 2008 in 九州、南阿蘇ルナ天文台、2008 年 6 月 24 日 – 26 日
46. 触覚銀河に出現した SN 2007sr の測光・分光観測
坂根悠介、阿南徹、山岡均
2008 年度天文・天体物理若手夏の学校、2008 年 7 月 27 日 – 30 日
47. 超新星共同探索プロジェクト〜SNOW のすすめ〜
坂根悠介、山岡均、藤田康英、内藤博之
第 22 回天文教育普及研究会（2008 年天文教育普及研究会年会）、東海大学不知火研修センター、2008 年 8 月 10 日 – 12 日
48. SNOW returns: 超新星共同捜索プロジェクト
坂根悠介、山岡均、内藤博之、藤田康英ほか SNOW プロジェクト参加者
日本天文学会 2008 年秋季年会、岡山理科大学、2008 年 9 月 11 日 – 13 日
49. 帰ってきた超新星共同捜索プロジェクト〜SNOW〜
坂根悠介、山岡均、内藤博之、藤田康英
第 19 回西はりま天文台シンポジウム「新天体からのサイエンス」、西はりま天文台、
2008 年 9 月 19 日 – 21 日

外部資金⟨⟨ 文部省科学研究費補助金 ⟩⟩1. 基盤研究 (C)「超新星の磁気回転爆発に伴う中性子星形成と元素合成」 （H18–H20）
研究代表者: 橋本正章
2. 基盤研究 (S)「超新星の爆発機構とガンバ線バースト源エンジンの統一的解明」（H19–H23）
研究分担者: 橋本正章⟨⟨ 文部省科学研究費補助金以外の外部資金 ⟩⟩1. 2008 年度 VBL (Venture Business Laboratory) アカデミック・チャレンジ研究助成
研究代表者：高妻真次郎

他大学での研究と教育
1. 野田常雄：久留米工業高等専門学校にて「応用物理 II」の講義を行った。
2. 九大・熊大合同セミナー：九州地区九重共同研修所において、大学院生主催で研究発表会を行った。2008 年 8 月 8–11 日

53

3. 山岡均：福岡大学にて「宇宙天体物理学」の集中講義を行った。
4. 高妻真次郎：九州産業大学工学部基礎教育サポートセンターに非常勤講師として勤務し、物理・数学の個別指導を行った。
5. 高妻真次郎：福岡国際医療福祉学院にて「物理学」および「数学・統計学」の講義を行った。
6. 高妻真次郎：大村ファッションデザイン専門学校にて「表現力」の講義を行った。
7. 島田雅史：福岡工業高等学校にて「理科基礎」、「理科総合 A」の授業を行った。

学部４年生卒業研究1. 菊池之宏 （指導教員：橋本正章） :2. 羽賀崇史 （指導教員：山岡均） :相対位置測定による SN 2008gz の親星探索

修士論文
1. E. P. Berni Ann Thushari （指導教員：橋本正章）：Magnitude-Redshift relation in
the Brans-Dicke theory with a variable cosmological term, 2009 年 2 月
2. 島田雅史（指導教員：山岡均）: アーカイブ画像を用いた超新星の親星探索、2009
年2月

博士論文
1. 野田常雄 (指導教員：橋本正章) ：Thermal Evolution of Compact Objects with
Exotic Cooling Processes, 2009 年 3 月
2. 西村信哉（指導教員：橋本正章）：Heavy Element Synthesis in Supernova Explosions
through Magneto-hydrodynamical Jets, 2009 年 3 月

外国人留学生の受け入れ

学外での学会活動

54

1. 山岡均：日本天文学会天体発見賞選考委員長 (-H20.12)、同委員 (H21.1-)、同百年
史編纂委員 (-H20.12)、企画セッション「中小口径望遠鏡による天文学」世話人、秋季年会座長 (企画セッション)、IAU commission 6 oﬃcer、西はりま天文台シンポ
ジウム 座長 (H20.9) 連星・変光星・低温度星研究会 2008(鹿児島大学) SOC、座長(H20.11) 日本物理学会九州支部会例会座長 (H20.12)

受託研究・民間との共同研究

その他の活動と成果
1. 九州大学総合研究博物館の企画実習サイエンスカフェ会議において、サイエンスパ
ブを紹介し運営に協力した (山岡、2008 年 4 月 22 日)
2. 福岡県八女郡星野村の財団法人「星のふるさと」と協力して、星空案内人養成講座を夏 (2008 年 5–7 月)・秋 (2008 年 11–12 月) に実施した（主任講師：山岡）。
3. 福岡市内にて、「一家に 1 枚 宇宙図」を題材にサイエンスパブを 3 回（2008 年 6 月、11 月、2009 年 3 月）開催した（実施委員：山岡、高妻、島田）。
4. 「科学の公園 in 九州大学箱崎キャンパス」にて案内・解説スタッフを務めた（高妻、2008 年 7 月 19 日 – 20 日）
5. RKB 毎日放送のニュース「今日感テレビ」にて、新星発見について解説した (山岡、10 月 16 日)。このほか、新聞報道へのコメントなどの対応も多い。
6. 輝翔館中等教育学校の大学訪問対応を行った (山岡、10 月 24 日)

55

粒子物理学講座 (原子核実験グループ)
研究室構成員野呂哲夫 教授

相良建至 教授

若狭智嗣 准教授
森川恒安 助教

本林透 (客員) 教授

寺西高 准教授
藤田訓裕 助教

古賀義博 技術職員

前田豊和 技術職員⟨⟨ 大学院 博士課程 ⟩⟩
堂園昌伯

山田由希子

黒坂翔

谷口雅彦

⟨⟨ 大学院 修士課程 ⟩⟩
五百木崇博
末田雄大
江口祐一郎

今村拓己
福田毅
後藤昴

島本昌樹

岩淵利恵

下田広己

上地健一

中野桂樹

八嶋惠介

⟨⟨ 学部 卒業研究生 ⟩⟩
池谷康佑

市川裕大

大場希美

宍戸拓郎

鈴木崇寛

成末啓典

松本雄一

早ノ瀬亮

矢部達也
担当授業
力学基礎・同演習 (若狭智嗣、野呂哲夫)、数値計算法 (若狭智嗣)、基礎物理実験学・同実験 (若狭智嗣、寺西高)、物理学ゼミナール (若狭智嗣)、物理実験学 (寺西高)、物理学最前線 (寺西高)、自然科学概論 (寺西高) コアセミナー (野呂哲夫)、力学 (野呂哲夫)、電磁気学 (相良建至)、電磁気学 I・同演習 (相良建至)、核実験学 (相良建至)、物
理学実験 (藤田訓裕、森川恒安、寺西高)
研究・教育目標と成果⟨⟨ 今年度の目標 ⟩⟩3 核子力の探索及び３核子系における star 異常の研究 (相良建至 黒板翔、下田広巳、
末田雄大, 江口祐一郎、八嶋恵介 [4 年生56

矢部達也、宍戸拓郎])

実験データが確定した pd capture Axx 異常, pd breakup 断面積と Ay の異常について、異常と未発見の短距離型３核子力との関連を議論し、結果を国際会議で発表し、かつ出版公表する。pd capture Axx 異常についてはこれ以上の実験を企画しないが、pd

breakup 断面積と Ay の異常については系統的実験を企画し、その 1 つの実験を RCNPに申し込む。全体で数年かかる実験計画になる。
九大タンデムで、Ep=13MeV および 9.5MeV での star anomaly のα依存性の測定を完成する。同時に、RCNP で Ed=26MeV での star anomaly のα依存性の実験も行う。
原子核のスピン双極子モードの統一的理解 (堂園昌伯、若狭智嗣)
12C(⃗p, ⃗n)12 N 反応のスピン完全セットから、12 N 原子核のスピン双極子共鳴状態のス

ピン構造を統一的に理解することを目指し、スピン多重極展開法の確立と学生の指導を研究・教育目標とした。
ポジトロニウムの 2 光子崩壊測定による量子力学の非局所性の検証 (成末啓典、山本潤
輝、若狭智嗣)ポジトロニウムの崩壊 2 光子のスピン相関を測定し、Bell の不等式により量子力学の非局所性を検証する事を目指し、コンプトン偏光度計の製作とそれを用いた実験を研究・教育目標とした。

(p, pn) 反応による NN 相互作用媒質効果の探索 (山田由希子、今村拓也、野呂哲夫)
核内での p–p 散乱である (p, 2p) 反応で偏極分解能 (Ay ) が自由空間での値から大きく減少している問題について、核内 p–n 散乱に相当する (p, pn) 反応で同様な測定を行い、核内媒質効果についての新たな情報を得る。

LAS スペクトロメータ測定系の性能向上 (松田祥英、野呂哲夫)
2007 年度に取得した実験データを元に輸送行列を求め、実用的な有限立体角での高分解能測定の目処を得る。
天体ヘリウム−炭素核融合反応速度の測定 (相良建至、寺西高、藤田訓裕、前田豊和、
谷口雅彦、五百木隆博、中野桂樹、後藤昇、岩淵利恵[4 年生：大場希美、市川裕大、

鈴木崇寛、松本雄一])
最終的な気体標的とガス循環装置を設計・製作した後、ヘリウム−炭素核融合反応
断面積の測定を Ecm= 2.4MeV で再測定する。その後 1.5MeV での測定を行い、さらに 1.15 MeV での測定に進む。新任の藤田訓宏助教を加えてスタッフが 3 人に増えた。
科研費 B が採択されあと 3 年間の実験費が確保できた。人的体制を整え、最終目標の57

0.7MeV での測定を 3 年で終えられるよう計画を進める。
低エネルギー不安定核ビームによる不安定核の共鳴状態の研究 (寺西高)安定線から離れた核種 (17 Ne や 9 Li 等) の２次ビームを用いて未知の非束縛核や非束
縛励起状態を探索し、不安定核の構造や不安定核の共鳴が関与する天体核反応についての知見を得る。今年度は主として、これまでの成果をまとめ発表しつつ本実験にむけてのテスト実験を行う。
加速器質量分析 (AMS) の開発 (森川恒安、野呂哲夫、島本昌樹、福田毅、上地健一)

AMS システムの高精度化・安定化を進め、試料交換に伴うバラツキを含めての１％以内での測定の実現を目指す。前年度度行うことの出来なかったグラファイト試料の作成に着手する。
高スピン原子核構造の研究 (森川恒安)
質量数 30 ∼ 40 領域の中性子過剰側の核について理論的に予言されている超変形状態の探査実験を行うとともに、この質量数領域の高スピン殻構造を系統的に調べる。
新キャンパスでの加速器施設建設 (全教員)移設事業の 2 年目であり、工学研究院と協力して年度内の加速器組み上げとビームテストの実施を目指す。また、経常的な運営のための環境整備に努力する。

⟨⟨ 今年度の成果 ⟩⟩3 核子力の探索及び３核子系における star 異常の研究 (相良建至 黒板翔、下田広巳、
末田雄大, 江口祐一郎、八嶋恵介 [4 年生矢部達也、宍戸拓郎])

１）pd capture Axx 異常については、直近の実験データ解析と過去の実験データの新手法による解析で、異常が存在することが判った。その結果を、インドネシアでの国際会議 (APFB08, Aug. 2008) で発表した。ただし、異常の大きさには未だバラつきがあり、その原因がデータ解析の未完にありそうだと判った。この対策をしたが、人員不足で決着に至っていない。

2）250MeV での pd breakup では、Ay より断面積の異常の解明を先行させた。250MeV
での pd breakup 断面積測定を RCNP に申請し、H21 に実験できることになった。RCNP
散乱槽の常設スライデイングメンブレンを 25 μ m アラミド膜に置き換える画期的手法

58

をとり、その技術開発を行った。

3）九大タンデムで、Ep=13MeV および 9.5MeV での star anomaly のα依存性の測定を行った。さらに、宮崎大・前田幸重助教 G と共同で、Ed=26MeV(Ep=13MeV) でのstar anomaly のα依存性の実験を RCNP で行った。開発した回転標的は期待通りの性能を発揮した。Ed=26MeV anomaly は、ケルン大の Ed=19MeV データと異なり、期待されたα依存性を示した。予備的な結果を APFB08 で M2 院生が報告した。
その後、QFS (quasi-free scattering) anomaly と言える断面積異常があるかも知れな
いと気づき、角度依存性を測定し始めた。QFS 異常はあるが、系統的議論をするにはまだデータ不足である。

1)2)3) のデータは、鎌田裕之・九工大教授、石川壮一・法政大教授、Dr. Deltuva(Lisbon), Prof. Witala (Cracow) の理論計算と比較している。新 3 核子力、3 体系の謎
を実験・理論共同で研究している。
研究計画に沿って興味深い実験結果が得られているが、教員スタッフが極めて少ないのが残念である。熱心な院生の貢献が大きく、なんとか実験が進んでいる。
原子核のスピン双極子モードの統一的理解 (堂園昌伯、若狭智嗣)
スピン双極子共鳴は、軌道角運動量 L = 1(通常の空間での振動) とスピン S = 1 (スピン空間での振動) が結合した状態で、そのスピン・パリティは 0− , 1− , 2− の 3 つの状態がある。断面積のみの測定では、これら 3 つの状態の分離は非常に難しい為、これまでは 3 つの状態和に対してのみ議論されてきた。しかしながら、近年核力の重要な性質の 1 つであるテンソル力成分の寄与が 3 つの状態に強く依存する事が理論的に指摘されている。この原子核構造におけるテンソル力成分の寄与の定量的理解という領域を開拓するためには、3 つの状態を実験的に分離する必要がある。そこで我々は、偏極観測量を用いて 3 つの状態を分離するスピン多重極展開法を開発した。得られた結果を、アナログ反応の結果と比較することにより、スピン多重極展開法が正しく機能しており、かつ必要な定量的精度が得られるとの知見を得た。
ポジトロニウムの 2 光子崩壊測定による量子力学の非局所性の検証 (成末啓典、山本潤
輝、若狭智嗣)ポジトロニウムからの崩壊 2 光子 (実際には β + 線源である 22 Na からの e+ と e− の対消滅による) のスピン (偏光) には相関がある。古典論 (局所実在論) ではお互いのスピンの向きは崩壊した瞬間に定まっているのに対して、量子力学 (非局所的) では 1 方のスピンの向きが確定 (測定) した瞬間に他方のスピンの向きが定まる。どちらの解釈が正しいかは、2 つのスピンの向きの相関の強さを測定して、Bell の不等式と比較する事により検証できる。そこで我々は、ポジトロニウムからの崩壊光子 (511 keV) の偏光度

59を測定できるコンプトン偏光度計を 2 組製作した。製作した偏光度計を用いて相関の強さを測定したところ、古典論では説明出来ない強い相関が測定された。その強い相関は量子力学により定量的に再現され、量子力学の非局所性が実験的に検証された。

(p, pn) 反応による NN 相互作用媒質効果の探索 (山田由希子、今村拓也、野呂哲夫)
中性子 TOF 検出器である NPOL3 とスペクトロメータ LAS を組合せた (p, pn) 反応
測定のテスト実験を 2008 年 4 月に実施し、実験技術的に困難なこの測定の目処を立てた。その結果を受けて 10 月に本実験を実施、中性子前方放出・陽子後方放出条件での測定に成功した。(p, 2p) 反応では自由空間での p–p 散乱に比べて大幅に Ay が低下しているのに対して、(p, pn) 反応の Ay は p–n 散乱より若干大きくなっているという興味ある結果を得た。

LAS スペクトロメータ測定系の性能向上 (松田祥英、野呂哲夫)
2007 年度に取得した Ep =136MeV での実験データを元に、全焦点面に対してエネル
ギー分解能が 130〜140keV 程度となるとなる輸送行列を得た。これは従来の値 (∆E >200 keV) を大きく改善したものになっている。
天体ヘリウム−炭素核融合反応速度の測定 (相良建至、寺西高、藤田訓裕、前田豊和、
谷口雅彦、五百木隆博、中野桂樹、後藤昇、岩淵利恵[4 年生：大場希美、市川裕大、

鈴木崇寛、松本雄一])
最終的な膜なし気体標的を設計し製作して、24Torr の高圧を達成した。昨年のガス
圧測定は気圧計が不備であり、実は 15Torr 程度しか達成できていなかった。新作の標的は精密気圧計を購入して測定し、ガス流路に改善を加えて高圧化した。15 年越しの目標がやっと達成できた。ガス循環系はまだ出来ていない。
ヘリウム−炭素核融合反応断面積が Ecm=2.4MeV で再測定できなかった原因がようやく判り、反跳粒子分析器（RMS) に 5 対の可動スリットを新規挿入したところ、バッ
クグランドがなくなり、H21 年 1 月―2 月に綺麗な測定が出来た。Ecm=1.5MeV の測定にむけて計画を見直し、準備を進めた。
これまでの計画遅れの原因は、院生間でノウハウの伝達がされてなく、技術低下でミスが多く報告も不正確なことにあったと判った。ほとんどが修士で卒業してゆくこととスタッフ不足のためであった。改善し始めたが、未だ初歩的ミスによる装置故障が多い。手作りの職人芸的実験を目指しているので今後の大きな課題である。この問題
解決には数年の教育期間が要る。
韓国を相良が訪問し、天体核実験協力を探った。

60

低エネルギー不安定核ビームによる不安定核の共鳴状態の研究 (寺西高)
11

Li のハロー・アナログ状態 (9 Li+d 共鳴) の探索計画のためのテスト実験として、

KEK/原子力機構の TRIAC において 8 Li+d 散乱のテスト測定を行った。実験セットアップおよび解析手法が検討している本測定に対して適用可能であることが分かった。次に東大 CNS/理研の CRIB において、陽子ドリップライン外側の非束縛核 18 Na (17 Ne+p共鳴) の準位を探索する計画の一部として第２回目の２次 17 Ne ビーム生成テスト実験を行った。今回は、実際に 17 Ne+p 測定のための簡単なセットアップを組み、実際にビーム粒子識別が可能でビーム強度が十分であることを確認した。これにより本実験のための準備が整った。
加速器質量分析 (AMS) 系の開発 (森川恒安、野呂哲夫、島本昌樹、福田毅、上地健一)
イオンビームの高速逐次切替機構を開発しターミナル電圧の安定性を大幅に改善すると共に、ビーム輸送パラメータのリアルタイムモニタシステムを開発した。1970 年
代以降 2006 年までの植物標本試料について 1 % 以内の精度での年代測定に成功した。
この成功をふまえて、学内外の研究室・機関との共同研究の議論を開始した。
高スピン原子核構造の研究 (森川恒安)
40

Ar 核について実験を行い既知の低励起準位の上に構築された高スピン回転状態を新たに見いだした。この回転状態は超変形状態としての特徴を有していることから、この質量数領域での 3 例目の超変形状態である可能性が高い。また、より中性子過剰側の高スピン状態生成のための予備実験として励起関数測定の実験を実施し、実験手法の有効性を確認した。
新キャンパスでの加速器施設建設 (全教員)

7 月に加速器・ビーム応用科学センターの建物が完成し、秋には入射サイクロトロンの調整運転を実施した。また、12 月にはセンター発足の記念式典を挙行した。FFAG
加速器本体については、建物の遅れあって当初計画より若干遅れ気味ではあるが、新キャンパスでの最終アラインメントに向けて準備が進められている。

⟨⟨ 来年度の目標 ⟩⟩3 核子力の探索及び３核子系における star 異常の研究 (相良建至 黒板翔、下田広巳、
末田雄大, 江口祐一郎、八嶋恵介 [4 年生61

矢部達也、宍戸拓郎])

新 3 核子力の探索、及び３核子系における異常の研究を続行する。3 年後の福岡市での FB20 国際会議（IUPAP-B, chair Sagara）に向けての準備も行う。

250MeV での D(p,pp)n 実験を RCNP で実施し、データ解析をしっかりやって、これまでに見つけた D(p,p)pn 異常の原因を探る。ここから新 3 核子力の証拠が見つけられるか、興味深々である。
九大タンデムで、star anomaly と QFS anomaly の系統的実験を続行する。また、

Ed=19MeV のケルン大・データを再確認する実験を、RCNP に申し込み、早ければ冬に実験する。

FB19(Bonn)、日米物理学会 (Hawaii) などで、院生を中心に研究成果を発表する。
原子核の多重極モードの和則の検証 (堂園昌伯、若狭智嗣)
12C(⃗p, ⃗n)12 N 反応のスピン完全セットに対してスピン多重極展開を適用し、これまで不可能であった原子核の多重極モードに対する和則を検証することを目標とする。

(p, pn) 反応による NN 相互作用媒質効果の探索 (山田由希子、今村拓也、野呂哲夫)
2008 年度に引き続き (p, pn) 反応の測定 (陽子前方放出条件) を行い、NN 相互作用媒
質効果についての新たな実験的知識を得る。

LAS スペクトロメータ高分解能化を活かしての Ca アイソトープの陽子殻エネルギーの測定 (松田祥英、野呂哲夫)

130〜140keV となった LAS 高分解能化の成果を用いて (p, 2p) 反応の測定を行い、Ca
アイソトープについて陽子の 1d3/2) 、1d5/2) 、2s1/2) 軌道の分布と平均殻エネルギーを求める。
天体ヘリウム−炭素核融合反応速度の測定 (相良建至、寺西高、藤田訓裕、前田豊和、
谷口雅彦、五百木隆博、中野桂樹、後藤昇、岩淵利恵[4 年生：大場希美、市川裕大、

鈴木崇寛、松本雄一])

Ecm= 1.5MeV での測定を行う。ビーム強度向上、パルス化効率のためのバンチャー
改造、RMS の最適化によるバックグランド低減、断面積絶対値評価のための標的厚さ
実測・荷電割合実測など多くの課題がある。学生の教育訓練が大きい仕事でもある。幸いに、パーマネントの助教が採用できることになった。8 月に着任予定である。やっと体制立て直しができるが、時間がかかる。
低エネルギー不安定核ビームによる不安定核の共鳴状態の研究 (寺西高)
不安定核ビームを用いた共鳴状態の研究をさらに進め、実験、データ解析、成果発

62

表、学生の指導を行う。
加速器質量分析 (AMS) 系の開発 (森川恒安、野呂哲夫、上地健一、池谷康佑)
イオン源パラメータのリアルタイムモニタシステムの整備を行う。AMS 測定試料の交換機構に関して、コンピュータ制御による自動交換機能の開発を進める。学内外の研究室・研究機関との共同研究を進める。
高スピン原子核構造の研究 (森川恒安)
更に実験を進め 40 Ar 核に見いだされた回転準位が超変形状態であることを確定させると共に、より中性子過剰側の核について高スピン殻構造を調べる。また希土類核の高励起状態に於いて K 選択則が成立しているかどうかを中性子捕獲反応の即発ガンマ線の測定により調べる。
加速器質量分析 (AMS) 系の開発 (森川恒安、野呂哲夫、佐藤友哉、藤田一洋、皆本洋、
島本昌樹、福田毅)
今年度の 1%精度での現代種子測定の成功を受け、系統的な種子測定を行う。また、システムの実用的使用を目指し、自動化等に向けた開発も行う。
新キャンパスでの加速器施設建設 (全教員)
工学研究院を中心として行われる FFAG 加速器設置と調整運転に協力し、年度末には放射線発生器としての施設検査受ける。

発表論文⟨⟨ 原著論文 ⟩⟩High resolution study of isovector negative parity states in the 16 O(3 He, t)16 F reaction
at 140 MeV/nucleon:
H. Fujita, G.P.A. Berg, Y. Fujita, J. Rapaport, T. Adachi, N.T. Botha, H. Fujimura,
K. Fujita, K. Hara, K. Hatanaka, J. Kamiya, T. Kawabata, K. Nakanishi, R. Neveling,
N. Sakamoto, Y. Sakemi, Y. Shimbara, Y. Shimizu, F.D. Smit, M. Uchida, T. Wakasa,
M. Yoshifuku, M. Yosoi, and R.G.T. Zegers,
Phys. Rev. C 79 (2009) 024314-1–7.
Decay Pattern of Pygmy States Observed in Neutron-Rich 26 Ne:

63

J. Gibelin, D. Beaumel, T. Motobayashi, Y. Blumenfeld, N. Aoi, H. Baba, Z. Elekes,
S. Fortier, N. Frascaria, N. Fukuda, T. Gomi, K. Ishikawa, Y. Kondo, T. Kubo, V.
Lima, T. Nakamura, A. Saito, Y. Satou, J.-A. Scarpaci, E. Takeshita, S. Takeuchi, T.
Teranishi, Y. Togano, A.M. Vinodkumar, Y. Yanagisawa, K. Yoshida,Phys. Rev. Lett. 101 (2008) 212503-1–4.
A study of the proton resonant property in 22 Mg by elastic scattering of 21 Na + p andits astrophysical implication in the 18 Ne(α,p)21 Na reaction rate:
J.J. He, S. Kubono, T. Teranishi, M. Notani, H. Baba, S. Nishimura, J.Y. Moon, M.
Nishimura, S. Michimasa, H. Iwasaki, Y. Yanagisawa, N. Hokoiwa, M. Kibe, J.H. Lee,S. Kato, Y. Gono, C.S. Lee,
European Physical Journal A 36 (2008) 1–5.
Cross sections and analyzing powers for (p, n) reactions on 3 He and 4 He at 346 MeV:
E. Ihara, T. Wakasa, M. Dozono, K. Hatanaka, T. Imamura, M. Kato, S. Kuroita,
H. Matsubara, T. Noro, H. Okamura, K. Sagara, Y. Sakemi, K. Sekiguchi, K. Suda,
T. Sueta, Y. Tameshige, A. Tamii, H. Tanabe, and Y. Yamada,
Phys. Rev. C 78, (2008) 024607.
Large proton contribution to the 2+ excitation in 20 Mg studied by intermediate energy
inelastic scattering:
N. Iwasa, T. Motobayashi, S. Bishop, Z. Elekes, J. Gibelin, M. Hosoi, K. Ieki, K.
Ishikawa, H. Iwasaki, S. Kawai, S. Kubono, K. Kurita, M. Kurokawa, N. Matsui, T.
Minemura, H. Morikawa, T. Nakamura, M. Niikura, M. Notani, S. Ota, A. Saito, H.
Sakurai, S. Shimoura, K. Sugawara, T. Sugimoto, H. Suzuki, T. Suzuki, I. Tanihata,
E. Takeshita, T. Teranishi, Y. Togano, K. Yamada, K. Yamaguchi, Y. Yanagisawa,Phys. Rev. C 78 (2008) 024306-1–5.
Experimental Approach to Explosive Nucleosynthesis with RI Beams:
S. Kubono, Y. Yamaguchi, G. Amadio, S. Hayakawa, Y. Wakabayashi, Y. Kurihara,
J.J. He, A. Saito, H. Fujikawa, Le Hong Khiem, M. Niikura, T. Teranishi, N. Iwasa, S.
Kato, S. Nishimura, C.S. Lee, Y.K. Kwon, I.S. Hahn, A. Kim,
Journal of the Korean Physical Society 54 (2009) 308–312.
Neutron capture cross section of 14 C of astrophysical interest studied by Coulomb
64breakup of 15 C:
T. Nakamura, N. Fukuda, N. Aoi, N. Imai, M. Ishihara, H. Iwasaki, T. Kobayashi, T.
Kubo, A. Mengoni, T. Motobayashi, M. Notani, H. Otsu, H. Sakurai, S. Shimoura, T.
Teranishi, Y. X. Watanabe, and K. Yoneda,
Physical Review C 79 (2009) 035805-1–6.
Wolfenstein Parameters for s1/2 proton nockout (p, 2p) reactions
T. Noro, M. Kawabata, G. C. Hillhouse, S. Akimune, H. Akiyoshi, I. Daitoh, K. Hatanaka,
M. Itoh, Y. Maeda, N. Matsuoka, S. Morinobu, M. Nakamura, A. Okihana, K. Sagara,
H. Sakaguch, K. Takahisa, H. Takeda, A. Tamii, K. Tamura, H. Toyokawa, H. Yamazak, H. P. Yoshida, and M. Yosoi,
Phys. Rev. C 77 (2008) 044604-1–10.
Low-lying proton intruder state in 13 B:
S. Ota, S. Shimoura, H. Iwasaki, M. Kurokawa, S. Michimasa, N. Aoi, H. Baba,
K. Demichi, Z. Elekes, T. Fukuchi, T. Gomi, S. Kanno, S. Kubono, K. Kurita, H.
Hasegawa, E. Ideguchi, N. Iwasa, Y.U. Matsuyama, K.L. Yurkewicz, T. Minemura, T.
Motobayashi, T. Murakami, M. Notani, A. Odahara, A. Saito, H. Sakurai, E. Takeshita,
S. Takeuchi, M. Tamaki, T. Teranishi, Y. Yanagisawa, K. Yamada and M. Ishihara,
Physics Letters B 666 (2008) 311–314.
Gamow-Teller unit cross sections of the (p, n) reaction at 198 and 297 MeV on mediumheavy nuclei:
M. Sasano, H. Sakai, K. Yako, T. Wakasa, S. Asaji, K. Fujita, Y. Fujita, M.B. Greenﬁeld, Y. Hagihara, K. Hatanaka, T. Kawabata, H. Kuboki, Y. Maeda, H. Okamura,T. Saito, Y. Sakemi, K. Sekiguchi, Y. Shimizu, Y. Takahashi, Y. Tameshige, and
A. Tamii,Phys.Rev. C 79 (2009) 024602-1–9.
One-quasiparticle bands in neutron-rich 187 W:
T. Shizuma, T. Ishii, H. Makii, T. Hayakawa, M. Matsuda, S. Shigematsu, E. Ideguchi,
Y. Zheng, M. Liu, T. Morikawa, M. Oi, Phys. Rev. C 77 (2008) 047302.
Proton elastic scattering from tin isotopes at 295 MeV and systematic change of neutron density distributions
65

S. Terashima, H. Sakaguchi, H. Takeda, T. Ishikawa, M. Itoh, T. Kawabata, T. Murakami, M. Uchida, Y. Yasuda, M. Yosoi, J. Zenihiro, H. P. Ysoshida, T. Noro, T.
Ishida, S. Asaji, and T. Yonemura,Phys. Rev. C 77 (2008) 024317-1–10.
The RCNP (n, p) facility:
K. Yako, H. Sakai, M.B. Greenﬁeld, K. Hatanaka, M. Hatano, J. Kamiya, Y. Maeda,
K. Nagayama, H. Okamura, K. Sekiguchi, Y. Shimizu, K. Suda, A. Tamii, and T. Wakasa,
Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 592 (2008) 88.
Low-lying non-normal parity states in 8 B measured by proton elastic scattering on 7 Be:
H. Yamaguchi, Y. Wakabayashi, S. Kubono, G. Amadio, H. Fujikawa, T. Teranishi, A.
Saito, J.J. He, S. Nishimura, Y. Togano, Y.K. Kwon, M. Niikura, N. Iwasa, K. Inafuku,
L.H. Khiem,
Physics Letters B 672 (2009) 230–234.
Complete set of polarization transfer coeﬃcients for the 3 He(p, n) reaction at 346 MeV
and 0 degrees:
T. Wakasa, E. Ihara, M. Dozono, K. Hatanaka, T. Imamura, M. Kato, S. Kuroita,
H. Matsubara, T. Noro, H. Okamura, K. Sagara, Y. Sakemi, K. Sekiguchi, K. Suda,
T. Sueta, Y. Tameshige, A. Tamii, H. Tanabe, and Y. Yamada,
Phys. Rev. C 77 (2008) 054611.

⟨⟨Proceedings⟩⟩
Spectroscopy of resonance levels in 14 O by 13 N+p elastic resonance scattering:
T. Teranishi, S. Kubono, H. Yamaguchi, J.J. He, A. Saito, H. Fujikawa, G. Amadio,
M. Niikura, S. Shimoura, Y. Wakabayashi, S. Nishimura, M. Nishimura, J.Y. Moon,
C.S. Lee, A. Odahara, D. Sohler, L.H. Khiem, Z.H. Li, G. Lian, W.P. Liu
Nuclear Physics A 805 (2008) 305c–307c.
Measurements of the inclusive pd breakup cross section at low and intermediate energies:
S. Kuroita, K. Sagara, T. Kudoh, T, Sueta, T. Sugimoto, H. Shimoda, Y. Yamada,T. Wakasa, T. Noro, Y. Tameshige, Y. Shimizu, T. Ishida, J. Kamiya, Y. Sakemi, A.
66

Tamii and K. Hatanaka
Few-Body Systems 44 (2008) 53-56.
Measurement of Azz of pd radiative capture at Ed = 196 MeV
Y. Tameshige, K. Hatanaka, K. Sagara, M. Dozono, K. Fujita, E. Ihara, T. Kaneda, M.
Kato, T. Kawabata, S. Kuroita, Y. Yamada, H. Matsubara, H. Okamoto, Y. Sakemi,
K. Sekiguchi, Y. Shimizu, T. Sugimoto, A. Tamii and T. Wakasa
Few-Body Systems 44 (2008) 179-182.
Systematic measurement of D(p,pp)n cross section at KUTL K. Sagara, T. Sugimoto,
S. Kuroita, Y. Maeda, T. Sueta and H. Shimoda Few-Body Systems 44 (2008) 203-206
Bomb Eﬀect を利用した現代種子標本の AMS 年代測定:
島本昌樹、佐藤友哉、藤田一洋、皆本洋、福田毅、上地健一、池谷康佑、早ノ瀬亮、前田豊和、御手洗志郎、森川恒安、野呂哲夫、第 21 回「タンデム加速器及びその周辺技術の研究会」報告集, JAEA–Conf 2008–012, p126-123, 2009 年 3 月.
九州大学 AMS システムの安定化:
福田毅、佐藤友哉、藤田一洋、皆本洋、島本昌樹、上地健一、池谷康佑、早ノ瀬亮、前田豊和、御手洗志郎、森川恒安、野呂哲夫
第 21 回「タンデム加速器及びその周辺技術の研究会」報告集, JAEA–Conf 2008–012,

p101-104, 2009 年 3 月.
GVM と DOWN CHARGE を用いた九大タンデム加速器安定化装置の開発:
前田豊和、二宮重史、島本昌樹、赤間修司、森川恒安、相良建至
第 21 回「タンデム加速器及びその周辺技術の研究会」報告集, JAEA–Conf 2008–012,

p105-108, 2009 年 3 月.
九州大学タンデム加速器の現状:
森川恒安, 相良建至, 野呂哲夫, 若狭智嗣, 寺西高, 前田幸重, 藤田訓裕, 前田豊和, 古賀義博
第 21 回「タンデム加速器及びその周辺技術の研究会」報告集, JAEA–Conf 2008–012,

p35-38, 2009 年 3 月.

⟨⟨ その他の論文 ⟩⟩67

講演⟨⟨ 海外での講演 ⟩⟩Study of 12 C(⃗p, ⃗n)12 N(g.s., 1+ ) at 296 MeV and Nuclear Correlation Eﬀects:
M. Dozono
The 18th International Symposium on Spin Physics (SPIN2008), October 2008, Virginia, U.S.A.
Study of three nucleon force by pd breakup reactions:
S. Kuroita, K. Sagara, T, Sueta, H. Shimoda, Y. Eguchi, K. Yashima, Y. Maeda, Y.
Yamada, T. Wakasa, T. Noro, Y. Tameshige, A. Tamii and K. Hatanaka
The 4th Asia-Paciﬁc Conference on Few-Body Problems in Physics, August 2008, Depok, Indonesia
Multiple Coulomb Excitation Experiment for Study of Nuclear Deformation and Collectivity at RIBF:
Tsuneyasu Morikawa, Joint ANL-EFES Workshop for a Compton-Suppressed Ge Clover
Array for Stopped and Energy Degraded Exotic Beams at RIKEN, Argonne National
Laboratory, USA, 2008 年 12 月.
QFS studies at RCNP:
T. Noro
1st International Workshop on Quasi-free Scattering with Radioactive Ion Beams (QFSRB08), 2008, Trento, Italy
Measurement and re-analysis of tensor analyzing powers of pd radiative capture at
RCNP:
K. Sagara, Y. Tameshige, K. Hatanaka, K. Sagara, S. Kuroita, H. Matsubara, K. Fujita, Y. Shimizu, T. Kawabata, Y. Maeda, Y. Sakemi, H. Okamura, K. Sekiguchi, A.
Tamii, and T. Wakasa
The 4th Asia-Paciﬁc Conference on Few-Body Problems in Physics, August 2008, Depok, Indonesia
Measurement of oﬀ-plane star anomaly in pd breakup at Ed = 26 MeV
H. Shimoda, Y. Maeda, S. Kuroita, T, Sueta, Y. Eguchi, K. Yashima, and K. Sagara
68

The 4th Asia-Paciﬁc Conference on Few-Body Problems in Physics, August 2008, Depok, Indonesia
Measurement of oﬀ-plane star anomaly in pd breakup at Ep = 9.5 MeV and Ep = 13
MeV
T, Sueta, S. Kuroita, H. Shimoda, Y. Eguchi, K. Yashima, Y. Maeda, and K. Sagara
The 4th Asia-Paciﬁc Conference on Few-Body Problems in Physics, August 2008, Depok, Indonesia
Nuclear Spin Physics via Polarization Measurements:
T. Wakasa
The 18th International Symposium on Spin Physics (SPIN2008), October 2008, Virginia, U.S.A.

⟨⟨ 国内での講演 ⟩⟩Study of 12 C(⃗p, ⃗n)12 N(g.s.; 1+ ) at 296 MeV and Nuclear Correlation Eﬀects:
M. Dozono
CNS Summer School, August 2008, Wako, Japan
Spectroscopy of A=30∼40 Neutron-Rich Nuclei via Fusion-Evaporation Reactions at
JAEA:
Tsuneyasu Morikawa, Eiji Ideguchi, Yosuke Toh, Mitsuo Koizumi, Masumi Oshima,
Akihiko Osa, Atsushi Kimura, Yuuichi Hatsukawa, Hideshige Kusakari, Masahiko Sugawara, Shiro Mitarai, Masahiko Nakamura, Jun Goto, Liu Minliang, Zheng Yong,
Kazuyoshi Furutaka,
CNS-RIKEN Joint International Symposium on Frontier of gamma-ray spectroscopy
and Perspectives for Nuclear Structure Studies (gamma08), Wako, 2008 年 4 月.
Isobaric analog states in unstable nuclei studied using (p, n) reactions and proton resonance scattering:
T. Teranishi
ICHOR-EFES International Symposium on New Facet of Spin-Isospin Responses (SIR2008),
RIKEN Nishina Center, October 29–31, 200869

Alpha Inelastic Scattering on 16 O and Alpha Cluster States:
T. Wakasa
Alpha and Di-neutron Correlation in Nuclear Many Body Systems, October 2008,
Kyoto, Japan
Gamow-Teller and Spin-Dipole Transitions Studied by 12 C(⃗p, ⃗n)12 N Polarization Measurements:
T. Wakasa
New Facet of Spin-Isospin Responses (SIR2008), November 2008, Wako, Japan
Bomb Eﬀect を利用した現代種子標本の AMS 年代測定:
島本昌樹, 佐藤友哉, 藤田一洋, 皆本洋, 福田毅, 上地健一, 池谷康佑, 早ノ瀬亮, 前田豊
和, 御手洗志郎, 森川恒安, 野呂哲夫
第 21 回「タンデム加速器及びその周辺技術の研究会」, 日本原子力研究開発機構高崎
量子応用研究所, 高崎, 2008 年 7 月
九州大学 AMS システムの安定化:
福田毅, 佐藤友哉, 藤田一洋, 皆本洋, 島本昌樹, 上地健一, 池谷康佑, 早ノ瀬亮, 前田豊
和, 御手洗志郎, 森川恒安, 野呂哲夫
第 21 回「タンデム加速器及びその周辺技術の研究会」, 日本原子力研究開発機構高崎
量子応用研究所, 高崎, 2008 年 7 月

GVM と DOWN CHARGE を用いた九大タンデム加速器安定化装置の開発:
前田豊和, 二宮重史, 島本昌樹, 赤間修司, 森川恒安, 相良建至
第 21 回「タンデム加速器及びその周辺技術の研究会」, 日本原子力研究開発機構高崎
量子応用研究所, 高崎, 2008 年 7 月
九州大学タンデム加速器の現状:
森川恒安, 相良建至, 野呂哲夫, 若狭智嗣, 寺西高, 前田幸重, 藤田訓裕, 前田豊和, 古賀義博
第 21 回「タンデム加速器及びその周辺技術の研究会」, 日本原子力研究開発機構高崎
量子応用研究所, 高崎, 2008 年 7 月
不安定核ビームの共鳴散乱を用いた不安定核・宇宙核物理の研究:
寺西高

70

RCNP 研究会「RCNP における不安定核の研究〜RCNP ビームラインの可能性を探る〜」、2008 年 8 月 8–9 日、大阪大学核物理研究センター
荷電交換反応と共鳴弾性散乱による不安定核の IAS 探索実験:
寺西高
日本物理学会２００８年秋季大会

実験核・理論核・素粒子論合同シンポジウム「スピン・アイソスピン応答研究の新展開」、2008 年 9 月 22 日、山形大学

Ed = 26 MeV H(d, pp)n における oﬀ-plane star の断面積測定:
下田広己，前田幸重，黒板翔，末田雄大，江口祐一郎，八嶋恵介，畑中吉治，岡村弘之，須田健嗣，為重雄司，相良建至
日本物理学会 2008 年秋季大会

2008 年 9 月 22 日

Ed = 140–200 MeV の pd 捕獲反応における Axx anomaly の確定
相良建至，為重雄司，畑中吉次，民井淳
日本物理学会 2008 年秋季大会

2008 年 9 月 22 日

中性子捕獲準位の K 量子数:
森川恒安
即発ガンマ線分光ワークショップ, 日本原子力研究開発機構原子力科学研究所, 東海,

2008 年 12 月
九大における天体ヘリウム−炭素反応速度測定の現状:
相良建至、寺西高、藤田訓裕、谷口雅彦、五百木崇博、中野桂樹、後藤昂、岩淵利恵、
前田豊和、二宮重史
日本物理学会九州支部例会

2008 年 12 月 6 日 福岡工業大学

天体核実験のための膜なし He 標的の最終型と性能:
岩淵利恵、藤田訓裕、相良建至、五百木崇博、後藤昂、中野桂樹、谷口雅彦、寺西高
日本物理学会九州支部例会

2008 年 12 月 6 日 福岡工業大学

pd 分解反応における star anomaly の系統的測定:
八嶋恵介、江口祐一郎、下田広巳、末田雄大、黒板翔、前田幸重、相良建至
日本物理学会九州支部例会

2008 年 12 月 6 日 福岡工業大学

71

2

H(p, pp) 反応における QFS 断面積の系統的測定:

江口祐一郎、八嶋恵介、下田広巳、末田雄大、黒板翔、相良建至
日本物理学会九州支部例会

2008 年 12 月 6 日 福岡工業大学

加速器質量分析の手法と開発:
上地健一
日本物理学会九州支部例会, 福岡工業大学, 2008 年 12 月

RCNP 大口径磁気分析器の高分解能輸送行列の構築:
松田祥英、野呂哲夫、田邉英規、若狭智嗣、山田由希子、堂園昌伯、竹田英光、井原
エマ、今村拓己、畑中吉治、岡村弘之、民井淳、清水陽平、藤田訓裕、為重雄司、松原孔明、石川大貴、吉田英智
日本物理学会九州支部例会, 福岡工業大学, 2008 年 12 月
12C(⃗p, n) 反応による 12 N スピン双極子遷移の研究:

堂園昌伯、若狭智嗣、野呂哲夫、相良建至、山田由希子、黒板翔、今村拓己、下田広
己、末田雄大、松田祥英、江口祐一郎、八嶋恵介、畑中吉治、岡村弘之、民井淳、松原孔明、石川大貴、酒見泰寛、長野哲也、高橋利弥
日本物理学会九州支部例会, 福岡工業大学, 2008 年 12 月

250MeV における 2 H(p, pp)n 実験計画（E321):
黒板

翔:「少数粒子系物理の現状と今後の展望」研究会

2008 年 12 月 24 日 大阪大学

pd 捕獲反応のテンソル偏極量の異常:
相良建至:「少数粒子系物理の現状と今後の展望」研究会

2008 年 12 月 24 日 大阪大学

10MeV 近傍の 2 H(p, pp)n 反応における QFS 断面積異常探索:
江口 祐一郎「少数粒子系物理の現状と今後の展望」研究会

2008 年 12 月 24 日 大阪大学

10MeV 近傍の 2 H(p, pp)n における Star 断面積異常探索:
八嶋 恵介「少数粒子系物理の現状と今後の展望」研究会

722008 年 12 月 24 日 大阪大学

荷電交換反応によるスピン物理:
若狭智嗣
広い意味での核反応研究のこれから、2009 年 2 月、宮崎
低エネルギー RI ビームによる不安定核共鳴状態の研究:
寺西高
分野融合型研究会「天体観測、隕石分析、天体核物理学による同位体・組成と元素の起源の研究」、2009 年 2 月 23–25 日、国立天文台（三鷹市）

10MeV 近傍での 2 H(p, pp)n 反応での Star および QFS 断面積異常探索
江口祐一郎，黒板翔，八嶋恵介，下田広己，末田雄大，宍戸拓郎，矢部達也，前田幸重，石川壮一，相良建至
日本物理学会 2009 年年会
402009 年 3 月 28 日

Ar の高スピン状態の研究:

井手口栄治, 大田晋輔, 森川恒安, 静間俊行, 大島真澄, 小泉光生, 藤暢輔, 初川雄一, 木
村敦, 古高和禎, 中村詔司, 北谷文人, 原田秀郎, 菅原昌彦, 渡辺裕, 平山賀一, 宮武宇也
日本物理学会, 立教大学, 池袋, 2009 年 3 月
クーロン励起による 102 Ru 低励起状態の研究:
藤暢輔, 大島真澄, 木村敦, 初川雄一, 原田秀郎, 北谷文人, 中村詔司, 古高和禎, 菅原昌彦, 森川恒安
日本物理学会, 立教大学, 池袋, 2009 年 3 月

Studies of IAS and GT states of 11 Li:
寺西高
理研仁科センターミニワークショップ「中性子過剰核のガモフテラー遷移強度測定にむけて」、2009 年 3 月 18–19 日、理研仁科センター

GT and SDR Studies for Stable Nuclei and Perspective for Unstable Nuclei:
若狭智嗣
中性子過剰核のガモフ・テラー遷移強度測定にむけて、2009 年 3 月、和光

73

外部資金

⟨⟨ 文部省科学研究費補助金 ⟩⟩基盤研究（B）天体における炭素−ヘリウム核融合反応断面積の直接測定研究代表者
相良建至

H20-H22（H20 年度 5,400 千円）⟨⟨ 文部省科学研究費補助金以外の外部資金 ⟩⟩高エネルギー加速器研究機構大学等連携支援事業
九大タンデム加速器における高強度パルスビームシステム開発 H20 年度 事業責任者
相良建至

3,500 千円

日本学術振興会特別研究員等及び共同研究の採択 (学外からの受け入れを含む)
日本原子力研究開発機構に於ける共同研究: 森川「質量数 40 領域核の巨大変形状態と高スピン殻構造の研究」原研, 東京大, 九州大, 理研
他大学での研究と教育
東大原子核科学研究センターとの共同研究「低エネルギー 2 次ビームを使った不安定
核構造と天体核反応の研究」(寺西高)
学部４年生卒業研究(1) 池谷康佑：(指導教員、森川恒安、野呂哲夫)
放射性炭素年代測定の原理・測定技術の理解と演習(2) 市川裕大：(指導教員、相良建至)：
ビームを利用した膜なし He 標的厚さ実測(3) 大場希美：(指導教員、相良建至)
天体 4 He(12 C,16 O) γ反応測定のための He 標的開発

(4) 宍戸拓郎：(指導教員、相良建至)
p + d → p + p + n 分解反応断面積の測定：データ収集(5) 成末啓典：(指導教員、若狭智嗣)
ポジトロニウムの 2 光子崩壊測定による量子力学の非局所性の検証(6) 松本雄一：(指導教員、相良建至)
天体 4 He(12 C,16 O) γ反応測定におけるバックグランド対策(7) 矢部達也：(指導教員、相良建至)
p + d → p + p + n 分解反応断面積の測定：装置製作とデータ解析
74

(8) 山本潤輝：(指導教員、若狭智嗣)
2 光子の偏光相関測定の為のコンプトン偏光度計の製作
修士論文(1) 五百木崇博：(指導教員、相良建至)：4

He(1 2C,1 6O) γ天体核反応測定のための膜なし標的高圧化とバックグランド低減(2) 今村拓己：(指導教員、野呂哲夫)：
6

Li(p, 2p), (p, pn) 反応の測定と核内相関(3) 島本昌樹：(指導教員、森川恒安、野呂哲夫)：
高速逐次入射による AMS 測定の安定化(4) 下田広己：(指導教員、相良建至)：
Ed = 26 MeV における H(d, pp)n 反応 oﬀ-plane star 断面積測定(5) 末田雄大：(指導教員、相良建至)：
Ep =9.5MeV および 13MeV における D(p, pp)n 反応 Star Anomaly の検証(6) 福田毅：(指導教員、森川恒安、野呂哲夫)：
九大 AMS システム ビーム輸送パラメータの最適化と現代植物標本の年代測定
学外での学会活動
野呂哲夫：核物理委員会委員、大阪大学核物理研究センター運営委員会委員
日本原子力研究開発機構施協議会専門委員
東大 CNS–理研 核物理研究計画助言委員会 (NP-PAC) 委員
東京大学–理化学研究所 EFES プログラム運営委員会外部委員
相良建至：日本物理学会九州支部委員長 (2008 年 9 月〜)
若狭智嗣：大阪大学核物理研究センター研究計画検討委員会委員
大阪大学核物理研究センター実験課題助言委員会 (B-PAC) 委員
寺西高：日本物理学会九州支部委員（–2008 年 8 月）
その他の活動と成果
体験入学・実験「物質を透過する粒子線」2009 年 3 月 25–26 日 (寺西高)
体験入学・実験「身の回りの放射能体験」2009 年 3 月 25–26 日 (森川恒安)

75

物性理論研究室
研究室構成員小田垣 孝 教授
吉森 明 准教授
松井 淳 助教⟨⟨ 大学院 博士課程 ⟩⟩
梅崎 雅寛

尾嶋 拓

藤江 遼

水口 朋子

浴本 亨

⟨⟨ 大学院 修士課程 ⟩⟩
光明 丈浩

稲吉 裕子

姫野 貴紀

平井 安由美⟨⟨ 学部 卒業研究生 ⟩⟩井原 健 (前期のみ)
才木 将史

植松 勇一郎

野口 慎平

岡村 智明

古賀 沙絵子満山 一輝⟨⟨ 訪問研究者 ⟩⟩Dr. Michael Engel (Stuttgart University, Germany)(日本学術振興会外国人特別研究員)
Prof. Soon-Chul Kim (Andon University, Korea)(日本学術振興会外国人研究者)
担当授業
小田垣

孝：

前期：物理学入門、特別研究 I
後期：統計力学Ｉ、統計力学演習、物理学総論、特別研究 II
吉森

明：

前期： コアセミナー、統計力学 II、統計力学補習
後期： 非平衡物理学、特別研究 II松井淳：

前期：解析力学演習
後期：統計力学演習
研究・教育目標と成果

76⟨⟨ 今年度の目標 ⟩⟩[I] 非平衡系・複雑系を中心とした物性理論（小田垣孝、松井淳、吉森明）
非平衡系における転移現象を統一的な視点から理解できる理論的枠組みを構築する。プロペンシティーや実空間における軌道解析により、ガラス形成物
質や準結晶の動的性質の特徴を明らかにする。複雑ネットワークの構造に関する情報を抽出する動的過程を開発し、スモールワールド型ネットワークやスケールフリーネットワークの特徴を明らかにする。

[II] 化学物理の理論的研究（吉森明）
溶液中の化学現象や DNA 等の生命現象に応用できる統計力学的な理論を構築する。今年度は大きく 3 つのテーマを考える。1 つめは、大きな粒子の拡散で、溶媒の相互作用の影響を明らかにする。昨年度までに開発した理論を使って、相互作用の全くないもの、斥力だけのもの、引力のある溶媒中の拡散係数を計算し比較する。2 つめは、引力の入った系の固液相転移で、具体的な系に密度汎関数法を適応し、安定な相を明らかにする。3 つめは、DNAの電子移動で、昨年度開発した理論を実際の実験系に応用して、実験結果と比較することにより、そのメカニズムを明らかにする。

[III] 社会物理学の理論的研究（小田垣孝）
企業間競争や競争的研究費の配分による階級形成を説明する、新たな階級社会の 発生のモデルを考え、その特徴を明らかにする。また、対戦型囚人のジレンマに関して、確率論的モデ ルを構築する。

[IV] バーチャル実験室の拡充（小田垣孝）
バーチャル実験室の有効性を鑑み、高校教育用のバーチャル実験室を作成し、実 践する。

⟨⟨ 今年度の成果 ⟩⟩[I] 非平衡系・複雑系を中心とした物性理論（小田垣孝、松井淳、吉森明）
1. ガラス転移(a) 自由エネルギーランドスケープ描像の確立 (古賀、浴本)
自由エネルギーランドスケープの理論的基礎付けをさらに精密化し、熱力学的性質、動的性質を統一的に理解する理論的枠組みを確立した。前77

者については、アニールド平均からクエンチド平均への変化として、比熱の飛びや残留エントロピーの温度依存性が説明される。後者について
は、メタベイスン間、ベイスン間、ベイスン内のストキャスティックな運動から、α緩和、遅いβ緩和、速β緩和が説明できることを示した。

(b) 自由エネルギーランドスケープ描像に基づいた過冷却液体のダイナミ
クスの研究（浴本）
ガラス転移温度、カウツマン温度がよく定義されたモデル自由エネル
ギーランドスケープ（ＦＥＬ）上のダイナミクスを解析し、遅い緩和、
速い緩和の分離を示した。また、２次元モデルＦＥＬ上のダイナミクスの解析から、遅い緩和、速い緩和、Johari-Goldstein 緩和の分離を定性的に示した。

(c) 単成分ガラス形成系の結晶化過程（水口、岡村）
レナード・ジョーンズ・ガウスポテンシャルで相互作用する 1 成分単純系の 2 次元ガラスおよび過冷却液体について、結晶化過程を詳細に調べ、待ち時間・温度平面における相図を決定した。また、結晶化の過程
において動的に不均一なダイナミクスが見られることを明らかにし、このような動的不均一性が局所安定構造と密接に関係していることを示した。また、結晶化の過程をボロノイ分割で特徴づける事が出来た。

(d) レナード・ジョーンズ・ガウスポテンシャルをもつ単純１成分系で、ガラス状態にある系に圧力を掛けると、ポリアモルフィズムが見られることを示し、そのて転移線に臨界点が存在することを示した。(光明)(e) 3 次元 1 成分系のガラスと結晶（才木）
分子動力学法を用いてレナード・ジョーンズ・ガウスポテンシャル系における 3 次元でのガラスの振る舞いについて調べた。結晶化せずに経験的に知られるガラスの振る舞いと定性的に一致する結果が得られ、また、体積などについて結晶状態との明確な差異も得られた。

(f) 2 成分混合系の最小エネルギー構造 (松井)
単成分のソフトコアやレナード・ジョーンズ粒子が低温で短時間で結晶化することと、２成分系では、サイズ比が 1.2 ∼ 1.4 のときに結晶化が回避され、ガラスになることが知られている。ポテンシャルエネルギーが最小となる構造を分子動力学シミュレーションで計算し、結晶化が回避される機構を明らかにした。

2. 準結晶のフェイゾンダイナミクス (梅崎)レナード・ジョーンズ・ガウスポテンシャルをもつ単純１成分系で実現される

78

二つの準周期構造における原子のダイナミックスの特徴を、実空間の奇跡、
密度相関関数、プロペンシティを用いて調べ、フェイゾンフリップの示す相的不均一生の相関距離の温度依存性から、フェイゾンフリップと相転移との関連ならびに遅い緩和過程との関係を明らかにした。

[II] ネットワークの物理 (小田垣孝、松井淳)
1. ネットワーク構造 (尾嶋)ランドムウォークとセルフアボイディングウォークの中間に位置する、有限記憶ランダムウォーク（FMW) を考案し、複雑ネットワーク上の FMW の発到達時間分布、初帰還時間分布からネットワーク構造の特徴が推定できることを示した。

2. ネットワークの可視化 (満山)ネットワーク構造は、多粒子系における２体間相互作用を２値化した結合行列で与えられる。距離や位置の情報が消失された結合行列だけを使って、粗視化前と同等の空間構造が求められるのか？ この逆問題に対する統計力学
的アプローチを構築する目的で、様々なネットワークについて、分子動力学
シミュレーションを用いた空間構造の計算を試みた。

[III] 社会物理学・生物物理学の理論的研究（小田垣孝）
1. 階級社会の自己組織化におけるコストの効果（藤江）戦いと緩和の二つのプロセスで形成される階級形成モデルにおいて、シミュレーション、平均場を用い解析を行った。戦いの頻度の増加に伴い、階級社会への転移が起こることを示し、また、戦いに参加するコストと戦いの頻度により、異なる四つの社会が形成されることを示した。

2. 対戦型囚人のジレンマを用いた新しい社会進化モデル (野口)繰り返し対戦型囚人のジレンマを用いたリンドグレンの進化モデルを一般化し、新しい社会進化モデルを構築した。バイファーケーションが存在すること、自己平均性の破れが存在することを示した。

[IV] 化学物理の理論的研究（吉森明）
1. DNA 中の電荷移動反応についての理論的研究（姫野）DNA 中の電荷移動反応において、電荷再結合速度は、DNA を構成する塩基の一つである G（グアニン）間の距離に強く依存することが示された。また
再結合速度は、DNA の末端についている色素分子の再配向エネルギーに非常に強く影響されることがわかった。

79

2. 大きな溶質の拡散における分布関数の影響（稲吉）
たんぱく質サイズの大きな溶質の拡散係数を、溶媒の分布関数から計算してその影響を調べた。これにより分布関数のピークの拡散係数に対する依存性を明らかにした。また、溶質・溶媒ともに剛体球であるときの分布関数から拡散係数を計算し、溶質表面での溶質ー溶媒間相互作用を考慮する重要性を数値的に示した。

3. 密度汎関数法を用いた固液相転移の研究（平井）レナード・ジョーンズ・ガウス (LJG) ポテンシャル系における固液の相転移について、密度汎関数法を用いた熱力学的摂動論により調べた。これにより、

LJG ポテンシャル系で結晶化が起こらない原因が固相の結晶構造にあることがわかった。また、これまで知られていなかった LJG ポテンシャル系における３次元での相図を示した。

4. 積分方程式理論による相転移（植松）
積分方程式理論を用いレナード・ジョーンズ・ガウスポテンシャル系の気―液相転移の相図を作成した。さらに、気―液―液相転移について考察を与えた。

[V] バーチャルラボラトリーの開発「図表教育から動画教育へ」をキーワードとしたネットワーク時代の教授法としてこれまでに開発した、「基礎科学のための数学的手法」および「統計力学」の ためのバー
チャルラボラトリーに加えて、高校物理のためのバーチャルラボラトリー (プロ トタイプ) を開発した。新潟商業高校において研究授業を行い、その有効性を実証した。

⟨⟨ 来年度の目標 ⟩⟩[I] 非平衡系・複雑系を中心とした物性理論（松井淳、吉森明）
1. 単成分系のガラス転移ダイナミクス
・レナード・ジョーンズ・ガウス (LJG) ポテンシャルで相互作用する 1 成分単純系について、準安定なガラス状態が保たれる低温でガラスのダイナミクス
を調べ、幾何学的な配置の効果がガラス転移に与える影響を明らかにする。
・LJG ガラス形成系の結晶化過程におけるダイナミクスを調べ、結晶へと向かう緩和の過程で粒子の協同運動が果たす役割を明らかにする。

2. 剛体球系自由エネルギーランドスケープを用いた、過冷却液体ダイナミクスの定量的研究・密度汎関数理論を用いて剛体球系の自由エネルギーランドスケープのベイ

80

スンの深さ、底の曲率の温度（密度）依存性を明らかにする。
・上述の結果を用いて、遅い緩和、速い緩和の緩和時間の温度依存性を求め、剛体球系の分子動力学シミュレーションの結果と定量的に比較し、自由エネ
ルギーランドスケープ描像の妥当性を明らかにする。

3. 2 成分混合系の自由エネルギーの計算
２成分系の最小エネルギー構造を求めたので、自由エネルギーを計算する。

[II] 化学物理の理論的研究（吉森明）
1. DNA 中の電荷移動反応についての理論構築
・遺伝子の損傷・修復メカニズムの解明にむけて、また新デバイスの開発にむけて注目が集まる、DNA 中の電荷移動反応についての基礎理論の構築を目指す。

2. 密度汎関数法を用いた融点の決定
・レナード・ジョーンズ・ポテンシャル系における相転移について、理論的手法によって様々なパラメーターでの相図を調べ、シミュレーションの結果と比較を行い、この系での相転移に関する理解を深める。

3. 溶媒の分布関数を通した大きな溶質の拡散係数の計算
・溶質ー溶媒間相互作用に引力的なポテンシャルを用いて、溶媒の分布関数から、大きな溶質の拡散係数を計算し、引力の変化が拡散に与える影響を調べる。また、拡散係数を求め際に用いる理論的手法について、改良を検討する。

[III] 社会物理学・生物物理学の理論的研究（松井淳、吉森明）
1. 社会構造の多様化するメカニズムを理解するために、エージェント間の相互作用が非一様な系について着目し、社会構造の形成過程を研究する。

発表論文⟨⟨ 原著論文 ⟩⟩1. Vo Van Hoang, T. Odagaki and M. Engel:“Cooling rate eﬀects on structure and thermodynamics of amorphous nanoparticles”,
App. Surf. Sci. , 254, 7531–7534 (2008).

812. Vo Van Hoang, T. Odagaki and M. Engel:“Cooling-rate eﬀects in simple monatomic amorphous nanoparticles”,
Phil. Mag., 88, 1461–1475 (2008).

3. T. Yoshidome, A. Yoshimori and T. Odagaki:“Free energy landscape for a tagged particle in the dense hard sphere liquid”,
Phys. Rev. E, 77, 061503(6 pages) (2008).

4. Vo Van Hoang and T. Odagaki:“Glasses of Simple Liquids with Double-Well Interaction Potential”,
Physica B, 403 (21), 3910–3915 (2008).

5. T. Odagaki and A. Yoshimori:“Free Energy Landscape Theory of Glass Transition and Entropy”,
J. Non-Crys. Solids, 355, 681–685 (2009).

6. T. Mizuguchi and T. Odagaki:“Vitriﬁcation of a monatomic 2D simple liquid”,
Cent. Eur. Phys. J., , to be published (2009).

7. F. Mori and T. Odagaki:“Synchronization of coupled oscillators on small-world networks”,
Phys. Rev. E, , to be published (2009).

8. T. Mizuguchi and T. Odagaki:“Glass Formation and Crystallization of a Simple Monatomic Liquid”,
Phys. Rev. E, , to be published (2009).

9. A. Yoshimori:“New conditions for validity of the centroid molecular dynamics and ring
polymer molecular dynamics”,
82

J. Chem. Phys., 128, 234105 (2008).

10. T. Nakamura and A. Yoshimori:“Derivation of the nonlinear ﬂuctuating hydrodynamic equation from theunderdamped Langevin equation”,
J. Phys. A: Math. Theor., 42, 065001 (2009).

⟨⟨ その他の論文 ⟩⟩1. 田川文隆、小田垣孝“ガラス形成物質における非線形交流比熱の理論”, 熱測定 35, 244–252 (2008).
2. 吉森明、稲吉裕子、秋山良:“Yamaguchi theory and Van der Waals picture”,
物性研究, 91, 713 (2009).

著書

1. H. Oshima and T. Odagaki“Eﬀects of network structure on associative memory”, in Modelling Perception With Artiﬁcial Neural Networks, eds. C. R. Tosh and G. D. Ruxton(Cambridge University Press, 2009) in press

講演⟨⟨ 海外での講演 ⟩⟩1. T. Odagaki:“Free energy landscape picture of the glass transition”
Symposium Fest on ”Symmteries and Properties of Condensed Matter” (City
University of New York, New York May 7-9, 2008)83

2. T. Odagaki:“Self organization of hierarchy and villages in timid and challenging societies”
International Workshop Sociophysics:Status and Perspectives (Torino, Italy
May 26-29, 2008) Selected

3. T. Odagaki:“Free energy landscape theory of glass transition and entropy”
International Symposium on Glasses and Entropy (Trencin, Slovakia (EU)
June 22-26, 2008) Invited

4. T. Odagaki:“Self-organization of hierarchy and villages in timid and challenging scoieties”
International Conference in Statistical Physics Sigma Phi 2008 (Orthodox
Academy of Crete, Kolymbari, Chania, Greece July 14-18, 2008) Invited

5. T. Mizuguchi, M. Engel and T. Odagaki:“Glass transition in a monatomic simple liquid”
International Conference in Statistical Physics Sigma Phi 2008 (Orthodox
Academy of Crete, Kolymbari, Chania, Greece July 14-18, 2008)

6. T. Odagaki, R. Fujie and T. Okubo:“Self organization of hierarchy and villages in timid and challenging societies”
International Conference on Statistical Physics (SigmaPhi 2008) (Chania,
Greece July 14-18, 2008) (Invited Talk)

7. R. Fujie and T. Odagaki:“Self organization of social hierarchy and village in a democratic challenging
society”
International Conference on Statistical Physics (SigmaPhi 2008) (Chania,
Greece July 14-18, 2008)84

8. Tomoko Mizuguchi, Takehiro Koumyou, Jun Matsui and Takashi Odagaki:“Slow Dynamics of a Simple Monatomic Glass”
7th Liquid Matter Conference (Lund, Sweden June 27 - July 1, 2008)

9. T. Mizuguchi, T. Koumyou and T. Odagaki:“Glass transition in a monoatomic simple liquid”
International Conference on Statistical Physics (SigmaPhi2008) (Chania,
Greece July 14-18, 2008)⟨⟨ 国内での講演 ⟩⟩1. 小山暁，深尾浩次 A，小田垣孝:“高分子ガラスの低エネルギー励起の距 離スケールに関する研究”
日本物理学会 2008 年秋季大会 (岩手大学 2008 年 9 月 22 日)

2. T. Odagaki:“Free energy landscape, conﬁgurational entropy and glass transition”
Japan-France Joint Bilateral Seminar (Kyoto University November 18-23,
2008) Invited

3. T. Odagaki:“Human dynamics and self-organization of hierarchy and villages”
APFA7 and Tokyo Tech - Hitotsubashi Interdisciplinary Conference (TokyoJapan 1-5 March, 2009) Invited

4. 藤江 遼, 小田垣 孝:“bonabeau の階級形成モデルの再検討と一般化モデルの構築”
第 114 回日本物理学会九州支部例会 (福岡工業大学 12 月 2 日)

5. 小田垣 孝, 梅崎 雅寛, 尾嶋 拓, 藤江 遼, 土肥 啓一:“高校物理を面白くするバーチャル実験室の開発”
85

第 114 回日本物理学会九州支部例会 (福岡工業大学 12 月 2 日)

6. T. Odagaki and R. Fujie:“Human dynamics and self-organization of hierarchy and villages”
Applications of Physics in Financial Analysis 7th International Conference
and Tokyo tech - Hitotsubashi Interdisciplinary Conference (Tokyo, Japan
March 1 - 5, 2009) (Invited Talk)

7. R. Fujie and T. Odagaki:“Phase transitions in the self organization of hierarchical society”
Applications of Physics in Financial Analysis 7th International Conference
and Tokyo tech - Hitotsubashi Interdisciplinary Conference (Tokyo, Japan
March 1 - 5, 2009)

8. 藤江 遼, 小田垣 孝:“競争社会における階級構造の自己組織化”
第 47 回数理社会学会大会 (京都産業大学 3 月 7 日-8 日)

9. 水口朋子、Michael Engel、小田垣孝:“急冷した 1 成分系の結晶化とガラス形成”
日本物理学会 2008 年秋季大会 (岩手大学 9 月 20 日‐23 日)

10. Tomoko Mizuguchi and Takashi Odagaki:“Glass formation in a one-component quenched system”
JSPS Japan-France Bilateral Joint Seminar on ”Frontier of Glassy Physics”(Kyoto, Japan November 19-23, 2008)

11. T. Mizuguchi, M. Engel and T. Odagaki:“Crystallization of a monatomic glass-forming system”
Unifying Concepts in Glass Physics IV (UCGP2008) (Kyoto, Japan November 25-28, 2008)86

12. 水口朋子、小田垣孝、Michael Engel:“単成分液体のガラス化と結晶化”
第 114 回日本物理学会九州支部例会 (福岡工業大学 12 月 6 日)

13. 光明丈浩、小田垣孝、松井淳、水口朋子:“1 成分単純系のポリアモルフィズム”
第 114 回日本物理学会九州支部例会 (福岡工業大学 12 月 6 日)

14. Tomoko Mizuguchi and Takashi Odagaki:“Vitriﬁcation and Crystallization in Two-dimensional Monatomic System”
The 4th Pukyong University - Kyushu University Joint Symposium on Sciences and Mathematics (Kyushu University March 7, 2009)

15. 水口朋子、小田垣孝:“2 次元単成分ガラスの結晶化過程”
第 64 回日本物理学会年次大会 (立教学院池袋キャンパス 3 月 27 日‐30 日)

16. 姫野貴紀、吉森明:“DNA 中の電荷移動反応についての理論的研究”
第 114 回日本物理学会九州支部例会 (福岡工業大学 12 月 6 日)

17. 稲吉裕子、秋山良、吉森明:“大きな粒子の拡散と動径分布関数”
日本物理学会 2008 年秋季大会 (岩手大学 9 月 20 日‐23 日)

18. 稲吉裕子、秋山良、吉森明:“大きな粒子の拡散と溶媒の分布関数”
第 114 回日本物理学会九州支部例会 (福岡工業大学 12 月 6 日)

19. 平井安由美、吉森明、小田垣孝:“密度汎関数法を用いた固液相転移の研究”
87

第 114 回日本物理学会九州支部例会 (福岡工業大学 12 月 6 日)

20. 浴本亨、小田垣孝:“自由エネルギーランドスケープ上のダイナミクスとガラス転移”
第 114 回日本物理学会九州支部例会 (福岡工業大学 12 月 6 日)

21. Toru Ekimoto and Takashi Odagaki:“Slow and fast relaxations in the free enrgy landscape”
JSPS Japan-France Bilateral Joint Seminar on ”Frontier of Glassy Physics”(Kyoto, Japan November 19-23, 2008)

22. T. Ekimoto, T. Odagaki, and A. Yoshimori:“Stochastic dynamics in the free energy landscape”
Unifying Concepts in Glass Physics IV (UCGP2008) (Kyoto, Japan November 25-28, 2008)

23. J.Matsui:“Crystalline structure of binary soft-disk mixture”
Unifying Concepts in Glass Physics IV (UCGP2008) (Kyoto, Japan November 25-28, 2008)

24. T.Muranaka, J.Matsui and Y. Hiwatari:“Vector-like dynamical heterogeneities in simple fragile glasses”
Unifying Concepts in Glass Physics IV (UCGP2008) (Kyoto, Japan November 25-28, 2008)
kokunaiJ.MatsuiCrystalline structure of binary soft-disk mixtureUnifying
Concepts in Glass Physics IV (UCGP2008)Kyoto, JapanNovember 25-28,
2008
25. 松井淳:“２成分ソフトコア系のサイズ比と結晶構造”
第 114 回日本物理学会九州支部例会 (福岡工業大学 12 月 6 日)

88

26. 村中正、松井淳、樋渡保明:“２次元２成分ガラスにおける協同運動領域のクラスター解析”
第 22 回分子シミュレーション討論会 (岡山大学 11 月 17 日‐19 日)

27. 村中正、松井淳、樋渡保明:“２次元モデルガラスにおける協同運動領域”
第 64 回日本物理学会年次大会 (立教学院池袋キャンパス 3 月 27 日‐30 日)

28. 松井淳:“２成分ソフトコア系の結晶構造と粒径比依存性”
第 64 回日本物理学会年次大会 (立教学院池袋キャンパス 3 月 27 日‐30 日)

29. Akira Yoshimori and Takashi Odagaki:“Free energy landscape and conﬁgurational entropy”
Unifying concepts in glass physics IV (Kyoto, Japan November 25-28, 2008)
invited30. Akira Yoshimori:“Yamaguchi theory and Van der Waals picture”
2nd Mini-Symposium on Liquids (九州大学 10 月 3 日) 招待

31. A. Hirai, A. Yoshimori, T. Odagaki:“Study of solid-liquid transition using a perturbation theory”
2nd Mini-Symposium on Liquids (九州大学 10 月 3 日)

32. Y. Inayoshi, A. Yoshimori, R. Akiyama:“Diﬀusion of a large particle and radial distribution function”
2nd Mini-Symposium on Liquids (九州大学 10 月 3 日)

33. 吉森明，小田垣孝，大久保毅:“ガラス転移における配置エントロピーと熱容量”
89日本物理学会 2008 年秋季大会 (岩手大学 9 月 20 日‐23 日)

外部資金⟨⟨ 文部省科学研究費補助金 ⟩⟩1. 基盤研究 (C)“ガラス転移を統一的に理解する自由エネルギーランドスケー
プ理論の研究” （研究代表者：小田垣孝）(継続)

2. 基盤研究 (C) “イオン液体の統計力学” （研究代表者：吉森明）(継続)
3. 新学術領域研究 (計画)「水を主役とした ATP エネルギー変換」 “溶質分子が作り出す水の状態変化と水からの反作用” （研究代表者：秋山良）(新規)⟨⟨ 文部省科学研究費補助金以外の外部資金 ⟩⟩1. 日産科学振興財団理科/環境教育助成“高校物理を面白くするバーチャル実

験室の開発”（小田垣 孝）(継続)

日本学術振興会特別研究員等及び共同研究の採択 (学外からの受け入れを含む)

1. 日本学術振興会外国人特別研究員受入れ (Dr. Michael Engel) (小田垣孝)
2. 日本学術振興会にて二国間交流事業・韓国からの研究者受入 (Prof. Soon-Chul
Kim)(小田垣孝）

学部４年生卒業研究植松 勇一郎：(指導教員、吉森明)：積分方程式理論による LJG 系の相転移
岡村 智明：(指導教員、松井淳)： 結晶化過程のボロノイ解析
古賀 沙絵子：(指導教員、小田垣孝)：自由エネルギーランドスケープ描像に基づくガラス形成物質の比熱とエントロピーの研究
才木 将史：(指導教員、小田垣孝、松井淳)：LJG ポテンシャルによるガラス転移と結
晶の研究

90

野口慎平：(指導教員、小田垣孝)：対戦型囚人のジレンマにおける自己平均性の破れ満山 一輝：(指導教員、松井淳)： ネットワークの視覚化

修士論文
光明 丈浩：単成分単純液体のポリアモルフィズム

博士論文
尾嶋拓：
（指導教員、小田垣孝）：Theoretical Study of Dynamical Phenomena in Complex

Networks
梅崎雅寛：（指導教員、小田垣孝）：Study of atomic ﬂips in quasicrystals
学外での学会活動• 物性委員会幹事（小田垣孝）• 日本物理学会九州支部会委員（小田垣孝)• 日本物理学会代議員（小田垣孝)

その他の活動と成果

1. 新潟商業高校における研究授業 (小田垣孝)
2. 日本学術振興会二国間交流事業 “Japan-France Joint Bilateral Seminar” 織
委員長：小田垣孝

3. 国際会議 “Unifying Concepts in Glass Physics” 組織委員長：小田垣孝
4. 開学記念行事「分子をつくる」「相対論シミュレーター」出展
5. オープンキャンパス
6. 体験入学「ゴムを伸ばすと、なぜあたたかくなるの?」「相対論シミュレー
ター」演習

91

7. 高校生体験入学 「ゴムを伸ばすと、なぜあたたかくなるの？」実習
8. 小田垣孝：”The American Physical Society”の”Outstanding Referee”に 認定された。

9. 小田垣孝：よみうり市民公開講義講演 「流行は４．５人でつくられ る・・
世界を読み解く “つながりの科学”」。2009 年 2 月 11 日および 2 月 28 日付け
読売新聞に掲載。

10. 小田垣孝：「物理学総論」の最終講義が 2009 年 2 月 1 日付西日本新聞に掲載。

92

統計物理学 研究室
研究室構成員中西 秀 教授
野村 清英 准教授
御手洗 菜美子 助教⟨⟨ 博士研究員 ⟩⟩松尾 春彦⟨⟨ 大学院 修士課程 ⟩⟩近藤 洋一郎

下村 健二

岩尾 賢一

小林 敬吾

高橋 康太

⟨⟨ 学部 卒業研究生 ⟩⟩
北岸 宏之

輿石 健二

西野 遼太

森本 圭一

担当授業
中西：
野村：
御手洗：

物理学 III（全学）、コアセミナー（全学）、熱と波動論基礎（全学）
物理学最前線、統計物理学特論、物理数学 II
物理学 III （全学）、現代物理学入門（全学）、自然科学概論 (全学）編入生補習、量子統計物理学 (大学院）
電磁気学Ｉ演習、物理数学演習、最先端物理学

研究・教育目標と成果⟨⟨ 今年度の目標 ⟩⟩今年度は、(i) 湿った粉粒体のレオロジー、(ii) 生物物理学、(iii) SLE の統計物理学への応用、(iv) 高分子鎖の形状、(v) フラストレートしたスピン系の整合ー非整合遷移、(vi) 4 体相互作用のある スピン梯子系、の研究に取り組む予定であった。

⟨⟨ 今年度の成果 ⟩⟩93

1. バクテイオファージ TP901-1 の遺伝子転写スイッチ（中西）：乳酸連鎖球菌に感染するファージ TP901-1 の溶原・溶菌サイクルを制御している遺伝子ス
イッチのメカニズムについて、統計力学的モデルを構築した。更に、その振る舞いを実験データと比較することによって、可能なモデルのパラメタを決めた。その結果、この系で双安定性を実現しているメカニズムとして、新しく複合体形成による転写因子の封鎖現象を提案した。

2. θ溶媒中の高分子鎖の統計的振る舞い (下村、中西、御手洗)：従来、θ溶媒
中や溶融体中の高分子鎖は理想鎖として振る舞うと思われていたが、最近、高分子鎖に沿って長距離な相関が存在することが見出された。この長距離相
関が高分子鎖の振る舞いを記述する他の物理量にどのような影響を与えるか検討した。特に、θ点での構造因子、ボンド・ボンド相関、形状の異方性などを、可変ボンド長モデルのモンテカルロシミュレーションによって調べ、
理想鎖のものと比較した。その結果、フラクタルな構造が見える中間波数領域での振る舞いが、理想鎖と異なることが分かった。

3. Schramm-Loewner evolution と臨界点近傍のパーコレーション (近藤、御手洗、中西)：Schramm-Loewner evolution(SLE）と呼ばれる 2 次元統計力学模型の臨界点での解析手法について，数値的手法を中心にレビューをおこなった。また，三角格子上のサイトパーコレーションに対して、p < pc の領域で

SLE の手法を用いた数値計算を行った。クラスタ−境界を変換して得られた“時系列” の統計的性質と、パーコレーションクラスターの幾何学的な形状との対応について説明を与えた。

4. 湿った粉体のレオロジー（御手洗、中西）：粉体系に液体が加えられると、表面張力による粒子間の粘着力や、液体の粘性の効果などにより、系の振る舞いが劇的に変化する。この系に対し、粘着力の液体の分量に依存した粒子間の相互作用を単純化して取り入れたモデルを提案した。特に、せん断がかかった場合のモデルの振る舞いを調べた。また、粉体が高密度に詰まっている場合に空隙が液体で満たされていると、系を変形させるためには一旦全体の体積が増える必要があるというダイラタンシーの効果と、液体との相互作用により、独特の振る舞いがみられることが知られているが、次元解析や数値実験を通じてこの現象の定量的な記述を試みた。

5. ３体相互作用のある 2 次元三角格子上の 6 状態クロックモデルの相転移 (大塚（首都大学東京）、野村)：このモデルでは低温の秩序相と高温の無秩序相の間に、準長距離秩序を持つ中間相 (c=2 CFT) がある。この中間相に関し

94

て、対称性を考慮して有効理論 (ベクトルサインゴルドンモデル) を構築し、解析的に繰り込み群の計算を行い数値計算で求めた転送行列の固有値と比較した。(J. Phys. A に論文受理）

6. スピンー軌道相互作用のある系と等価な 4 体相互作用の量子スピン梯子系 (肘井 (東大)、野村)：対称性の破れのないれたrung singlet 相と、Z2 対称性の破staggered dimer 相の間の相転移線をひねり境界条件法で決めた。相転移線は二次転移 (セントラルチャージ

c=3/2) から一次転移に移行することがわかった。(論文投稿中)

7. バクテリアの翻訳過程にみられるリボソームの衝突と渋滞の効果（御手洗）：メッセンジャー RNA（mRNA）に転写された情報のたんぱく質への翻訳は、リボソームによって行われる。一つのアミノ酸は、mRNA 上の塩基の３つの並び（コドン）で表され、リボソームは、コドンを読み取りながら対応するアミノ酸をつないでいく。この翻訳過程は複数のリボソームによって並列に行われること、リボソームがあるコドンを翻訳する速度は一般にコドンに依存することが知られている。我々は、コドンに対応した一次元格子上をリボソームが確率的に移動していく交通流モデルを用いて、翻訳過程の解析を行った。実験データに定量的にフィットすることにより、翻訳頻度やコドンに依存した翻訳レートを決定し、衝突や渋滞などの効果を見積もった。

8. 小さな mRNA による翻訳制御の相互作用パラメータ（御手洗）：近年、タン
パク質をコードしない「小さな RNA」が関わる遺伝子発現制御機構が注目を集めている。我々は、小さな RNA が mRNA と結合して分解を促す翻訳制
御の数理モデルと、実験で得られたデータを比較することにより、２つの系について相互作用パラメータを定量的に決定した（論文投稿中）。

⟨⟨ 来年度の目標 ⟩⟩来年度は、(i) ダイラタント流体のレオロジー、(ii) 遺伝子転写スイッチの確率過程、(iii) 化学反応系の振動現象、(iv) フラストレートしたスピン系の整合ー非整合遷移、(v)4 体相互作用のある スピン梯子系、(vi) レベルスペクトロスコピーの応用、などについて研究する予定である。

発表論文⟨⟨ 原著論文 ⟩⟩95

1. Yasuhiro Imafuku, Namiko Mitarai, Katsuhisa Tawada, and Hiizu Nakanishi, J. Phys. Chem. B, 112 (2008) 1487 -1493. “Anomalous Fluctuations
in Sliding Motion of Cytoskeletal Filaments Driven by Molecular Motors:
Model Simulations”
2. Hiizu Nakanishi, Namiko Mitarai, and Kim Sneppen, Biophysical Journal 95(2008) 4228–4240. “Dynamical Analysis on Gen Activity in the Presence ofRepressors and an Interfering Promoter”
3. H. Otsuka and K. Nomura, J. Phys. A, 41 (2008) 375001. “Critical intermediate phase and phase transitions in a triangular-lattice three-spin interaction
model: Level-Spectroscopy approach”
4. Namiko Mitarai, Kim Sneppen, and Steen Pedersen, J. Mol. Biol. 382(2008) 236. ”Ribosome collisions and Translation eﬃciency: Optimizationby codon usage and mRNA destabilization”
5. Namiko Mitarai, Ian B. Dodd, Michael T. Crooks, and Kim Sneppen, Plos.
Comp. Biol. 4(7): (2008) e1000109. ”The generation of promoter-mediatedtranscriptional noise in bacteria”⟨⟨ その他の論文 ⟩⟩御手洗菜美子、物性研究、91 No.4

(2009 年 1 月号）p.371-401, ”流れる粉体”

講演⟨⟨ 海外での講演 ⟩⟩1. ISGSB-08: International Study Group for Systems Biology: ”Will bottomup meet top-down?”, 17-20, August, 2008 at Helsingor, Denmark(a) Hiizu Nakanishi, ”Dynamical analysis on gene activity in the presenceof repressors and an interfering promoter”(b) N. Mitarai, ”Modeling small RNA regulation”
2. Kiyohide Nomura, Intenrnational Workshop on Quantum Critical Phenomena and Novel Phases in Superclean Materials at Honoluku, USA, Jan.
10-13, 2009, ”Theory of commensurate-incommensurate change”⟨⟨ 国内での講演 ⟩⟩1. 御手洗菜美子、セミナー, 2008 年 6 月 5 日, (九州大学総合理工学府 量子プロセス
理工学専攻 非線形物性学研究室), 「粉体のレオロジーと速度相関」
2. 御手洗菜美子、第７回 MSS セミナー（京都大学）, 2008 年 6 月 25 日, 「粉体のレオロジーの運動論を用いた解析」

96

3. 御手洗菜美子、京都大学基礎物理学研究所セミナー, 2008 年 6 月 26 日「小さな RNA
による mRNA の分解と優先順位付け」
4. 御手洗菜美子、土曜談話会 (福岡工業大学), 2008 年 7 月 26 日, 「流れる粉体の動力学」
5. Namiko Mitarai, Kim Sneppen, and Steen Pedersen, Dynamics Days Asia Paciﬁc
5, Nara, 9–12, Sep. (2008). “Collisions and Queues in ribosome traﬃc on mRNAs”
6. 日本物理学会秋の分科会、於：岩手大学、2008 年 9 月 20 日〜23 日(a) 中西秀，御手洗菜美子、「ダイラタント流体のレオロジー」(口頭発表)(b) 下村健二，御手洗菜美子，中西秀、「Θ溶媒中における高分子鎖」(口頭発表)(c) 近藤洋一郎，御手洗菜美子，中西秀、「格子上のランダム曲線と SLE・CFT・
クーロンガス」(ポスター)(d) 御手洗菜美子，Kim SneppenA，Steen Pedersen, 「mRNA 上のリボソームの衝突と渋滞」(口頭発表)
7. 「理論と実験」研究会、於：広島大学理学研究科 2008 年 10 月 10 日〜11 日(a) 中西秀, 「バクテリアファージの遺伝子転写調節と双安定性」(口頭発表)(b) 御手洗菜美子、「翻訳過程でのリボソームの衝突と渋滞の効果」(口頭発表)
8. 御手洗菜美子、 九州大学 応用力学研究所 研究集会「地形のダイナミクスとパターン」2008 年 11 月 10 日（月）–11 日（火）, 「流れる粉体の動力学]（招待講演）
9. 第 46 回日本生物物理学会年会 (福岡、福岡国際会議場、12 月 3 日–5 日)(a) Hiizu Nakanishi, Namiko Mitarai, and Kim Sneppen, “Dynamical Analysis on Gene Activity in the Presence of Repressors and an Interfering Promoter”(poster)(b) 御手洗菜美子, Kim Sneppen, Steen Pedersen, 「翻訳過程におけるリボソームの衝突と翻訳の効率」（ポスター）
10. 下村 健二, 御手洗 菜美子, 中西 秀, 第 114 回日本物理学会九州支部例会, 於：福岡工業大学, 2008 年 12 月 6 日, 「Θ溶媒中の高分子鎖の振る舞い」(口頭発表)
11. 御手洗菜美子、セミナー (東京大学), 2008 年 12 月 24 日, 「翻訳過程のリボソームの衝突と渋滞の効果」
12. 定量生物学の会 第 1 回年会 (東大生産研), 2009 年 1 月 11–12 日(a) Hiizu Nakanishi, M Pedersen, AK Alsing, and K Sneppen, “Analysis of
the Genetic Switch isolated from the Temperate Bacteriophage TP901-1 byMathematical Modeling”(b) 御手洗菜美子, Kim Sneppen, Steen Pedersen, 「翻訳過程におけるリボソームの衝突と渋滞の効果 」(ポスター)
13. 御手洗菜美子、the Japanese-French Frontiers of Science Symposium （神奈川）平
成 21 年 1 月 24〜26 日”Granular Dynamics” (Talk as an invited chair)”Traﬃc Jams Everywhere: Cars, Grains, and Ribosomes” (poster)97

14. 御手洗菜美子、京大基研物性談話会, 2009 年 2 月 25 日「翻訳過程におけるリボソー
ムの衝突と渋滞の効果」
15. 日本物理学会 第 64 回年次大会, 2009 年 3 月 27 日〜30 日, 於：立教育大学(a) 御手洗菜美子，中西秀, 「湿った粉体のモデル」口頭発表(b) 下村健二，御手洗菜美子，中西秀, 「Θ溶媒中の高分子鎖の構造因子」口頭発表(c) 近藤洋一郎，御手洗菜美子，中西秀, 「臨界点近傍でのパーコレーションクラ
スターのレブナー方程式による数値解析」口頭発表

外部資金⟨⟨ 文部省科学研究費補助金 ⟩⟩1. 野村 清英, 文部省科学研究費補助金、基盤 C, 「フラストレーションによる整合ー非整合遷移」, 研究代表者
2. 野村 清英, 文部省科学研究費補助金、特定領域「スーパークリーン物質で実現する新しい量子相の物理」公募研究, 「強相関電子系におけるリング交
換がもたらすエキゾティックな量子現象の理論的研究」研究代表者 坂井 徹
(Spring-8), 研究分担者 野村清英、岡本清美 (東工大)学部４年生卒業研究1. 北岸宏之, 「分子動力学法による粉体のシミュレーション」
2. 輿石健二, 「グラフェンの量子ホール効果」
3. 西野遼太, 「遺伝子制御ネットワーク」
4. 森本 圭一, 「三重振動子の同期現象」

修士論文

1. 近藤 洋一郎, 「Schramm-Loewner evolution と臨界点近傍のパーコレーション」

2. 下村 健二, 「θ溶媒中の高分子鎖」

学外での学会活動
御手洗菜美子、物理学会領域１１役員（2008 年 10 月ー）

98凝縮系理論研究室構成員河合伸 准教授

成清修 准教授⟨⟨ 大学院 修士課程 ⟩⟩
齋藤士郎

楳崎将

西尾朋晃

⟨⟨ 学部 卒業研究生 ⟩⟩
佐藤充

三牧大祐

松田航平

松藤弘教

担当授業
河合：自然科学総合実験、物理学 I、力学基礎・同演習、現代物理学入門
成清：力学基礎・同演習、熱と波動論基礎、物理学 I、物性物理学特論
研究・教育目標と成果⟨⟨ 今年度の目標 ⟩⟩河合：
半導体表面局在一次元バンドにおけるコヒーレンス長とバイアス電圧の関係からコー
ヒレント過程による表面構造操作領域の大きさの電圧依存性を明かにする。
成清：
遺伝暗号コードの起源と進化
学会発表および研究成果の出版を目標とする。
発生のエピジェネティックランドスケープ
学会発表および研究成果の出版を目標とする。
免疫系における遺伝子型と表現型の共進化
修士論文としてまとめることを目標とする。
複雑適応系における情報処理能力の共進化

99

修士院生の研究・教育として軌道に乗せることを目標とする。

⟨⟨ 今年度の成果 ⟩⟩STM により半導体表面状態に注入された伝搬電子のコヒーレンス長の解析 (河合伸)
昨年度に引き続いて、STM により半導体表面状態に注入された伝搬電子のコヒーレ
ンス長を量子散乱理論に基づき解析した。表面局所振動状態の励起がコヒーレンス長を支配することを明らかにし、基礎的な表式を明らかにした。Ge(001) 表面での実験結果との対比から判定量的にパラメーターの決定を行った。特に、コヒーレンス距離が巨大になるバイアス電圧の存在により、伝搬電子エネルギーの集束が起こりうることを明らかにした。
低速電子線照射による Si(001) 表面局在振動励起のダイマー反転運動への転換 (河合伸)昨年までの成果により、低速電子線照射により Si(001) 表面局在振動が励起のされることが明らかになっている。しかし、この振動励起がダイマー反転運動に転換される機構については、十分には、明らかになっていない。我々の研究で既に開発したモデ
ルポテンシャルを用いて、反転運動反応座標系でのポテンシャルを求めた。そのポテ
ンシャルをもとに、非調和性を正しく反映した振動固有状態をもとめた。さらに、その状態の調和振動状態へのコンポーネント分布を求めた。コンポーネント分布は、従来の予想よりも広く分布していて、一つの振動量子演算子で、離れた準位間の遷移が可能であることを明らかにした。低エネルギー電子注入による表面振動励起は、従来より、多くの研究がなされているが、そのどれもが、調和振動近似を行ってきた。そこでは、N 準位離れた準位に励起するためには、N 重の振動量子演算子を必要とした。
しかし、今回の我々の研究により、一つの振動量子演算子でのエネルギー的に大きな振動励起が可能であることが明らかになり、広範な発展が期待される。
遺伝暗号コードの起源と進化 (成清修)
日本分子生物学会にて発表を行った。プレプリントサーバーにて成果を公開した。英文学術雑誌に投稿中である。
発生のエピジェネティックランドスケープ (成清修)
日本生物物理学会にて発表を行った。プレプリントサーバーにて成果を公開した。英文学術雑誌に投稿中である。

100

免疫系における遺伝子型と表現型の共進化 (成清修)
修士論文としてまとめた。
複雑適応系における情報処理能力の共進化 (成清修)
修士論文に向けて研究・教育を実行中である。

⟨⟨ 来年度の目標 ⟩⟩低速電子線照射による Si(001) 表面局在振動励起のダイマー反転運動への転換 (河合伸)２０年度の成果をさらに発展させる。とくに、低速電子線回折強度の時間変化の解析を進める。
免疫系に見られるリアルタイム進化 (成清修)
学会発表および研究成果の出版を目標とする。
情報から見た生命の起源と進化 (成清修)
修士院生の研究・教育として軌道に乗せることを目標とする。

発表論文⟨⟨ 原著論文 ⟩⟩Model potential of dimer system and coherence length of electron injected by scanningtunneling microscope on Ge(001) surface:
Hiroshi Kawai, Yoshihide Yoshimoto, Osamu Narikiyo, Yosuke Hanawa, Akimasa Imamura,Surface Science, Vol. 602, No. 18 (2008) pp. 3010-3017⟨⟨ その他の論文 ⟩⟩Epigenetic Landscape of Interacting Cells: A Model Simulation for Developmental
Process:
Motoki Nakagawa, Osamu Narikiyo
arXiv:0901.0180

101Physical Model for the Evolution of the Genetic Code
Tatsuro Yamashita, Osamu Narikiyo
arXiv:0901.0181

講演⟨⟨ 国内での講演 ⟩⟩低速電子線照射による Si(001) 表面構造変換:
河合伸
第４回励起ナノプロセス研究会 (２００８年１１月２２日)
遺伝暗号進化の物理モデル:
山下達朗、成清 修
第 31 回日本分子生物学会年会 (２００８年１２月)
発生過程におけるエピジェネティックランドスケープの物理モデル:
中川元喜、成清 修
第 46 回日本生物物理学会年会 (２００８年１２月)
電子励起された Si(001) 表面ダイマー系局在振動の ﬂipping 運動への転換:
楳崎将、河合伸日本物理学会第 64 回年次大会 (２００９年３月２９日)

外部資金⟨⟨ 文部省科学研究費補助金 ⟩⟩平成１７年度−２０年度 科研費 基盤研究 (C)フェルミオン-ボゾン相互作用を通じた量子コヒーレント過程による固体表面構造操作研究代表者：河合伸

学部４年生卒業研究102

佐藤充（指導教員：成清）[前期]「ＤＮＡと遺伝情報の物理（輪講）」[後期]「遺伝子複製の確率モデル」
三牧大祐（指導教員：河合）[後期]「トンネル電子による遷移金属表面吸着分子の振動励起と吸着位置操作」
松田航平（指導教員：河合）[後期]「トンネル電子による遷移金属表面吸着分子の振動励起と吸着位置操作」
松藤弘教（指導教員：成清）[前期]「ＤＮＡと遺伝情報の物理（輪講）」[後期]「システムのロバスト性と冪乗則」
修士論文
齋藤士郎（指導教員：成清）「免疫系の体細胞適応ダイナミクス」

103磁性物理学
研究室構成員
和田裕文 教授
日高昌則 准教授

光田暁弘 准教授

浅野貴行 助教⟨⟨ 大学院 修士課程 ⟩⟩
大隈俊哉

貞松康史

西村泰三

Loku Singgappulige Rosantha Kumar

杉島正樹

松浦圭介

的場智広

桃枝理彰

荒岡信隆

佐田國修

⟨⟨ 学部 卒業研究生 ⟩⟩
立野咲

中村直彦

兵頭大志

松田航平

⟨⟨ 研究生 ⟩⟩常葉信生⟨⟨ 訪問研究者 ⟩⟩山田 裕 新潟大学理学部 教授

中山敦子 新潟大学超域研究機構 准教授

石川文洋 新潟大学自然科学研究科 助教

大村彩子 新潟大学超域研究機構 助教

担当授業
電磁気学（和田裕文）、物性物理学 I（和田裕文）、素励起物理学（和田裕文）、コアセ
ミナー（和田裕文）、回折物理学 (日高昌則)、熱と波動論基礎 (日高昌則)、固体物理学
特論 (日高昌則)、力学基礎・同演習 (光田暁弘)、磁性体物理学 (光田暁弘)、基礎物理
実験学・同実験 (光田暁弘)、物理学総合実験 (浅野貴行)
研究・教育目標と成果⟨⟨ 今年度の目標 ⟩⟩高圧下磁気熱量効果 (和田裕文)
昨年に引き続き，高圧下の MnAs1−x Sbx の磁気熱量効果について調べるとともに同
じく巨大磁気熱量効果を示す La(Fex Si1−x )13 や典型的な遍歴電子メタ磁性体である Co（S1−x Sex )2 の高圧下の磁気熱量効果についても研究を行い，超巨大磁気熱量効果の検104

証を行う．
ナノ構造を中間相とする巨大磁気熱量効果物質の探索 (和田裕文)
プニクゲンなど蒸気圧の高い元素を含む化合物を効率よく作製する方法として, メカ
ニカルミリングに着目し，まず遷移金属とプニクゲンのアモルファスやナノ構造の中間相を得て，それに熱処理を施すことによって化合物を作製する手法を磁気熱量効果
物質の探索に応用する．
希土類化合物の試料作製および圧力・磁場効果測定による新奇物性の探索と解明 (光田暁弘、和田裕文)
本年度に引き続き、YbPd の価数揺動に対する圧力効果について、体積異常に注目したより多面的な研究を行っていく。また、Eu 化合物の多段の価数転移に注目して研究を行う。更に、最近新しく構造が報告された層状化合物に注目し、新奇物性探索のターゲットとして研究を行っていく。
クロミック効果及びヘテロな周期的相互作用をもつ低次元磁性体の磁気的性質 (浅野貴行)
昨年度から研究に着手したクロミック効果をもつ低次元磁性体の巨視的及び微視的研究を継続して行い、そのクロミック効果による磁気応答の巨大な変化の観測を試みる。さらに、構成イオンを置換することによりクロミズム効果を誘発する構造相転移の制御を試みる。また、ヘテロな周期的相互作用をもつ低次元磁性体の新しいモデル
物質の探索を行い、その構造を反映した新奇な磁気量子現象の観測を目標とする。

⟨⟨ 今年度の成果 ⟩⟩高圧下磁気熱量効果の研究 (和田裕文)

MnAs は高圧下で超巨大磁気熱量効果を示すことが報告されている．昨年 MnAs1−x Sbxの高圧下の磁気熱量効果を調べたところ，超巨大磁気熱量効果は観測されなかった．そこで本年は高圧下の真の磁気熱量効果の性質を調べるために構造相転移を詳しく調べた．その結果，MnAs0.93 Sb0.07 は，圧力が 2.27kbar 以下では結晶構造の変化を伴わない一次転移を示すのに対して， 3.37 kbar ≤p≤ 5.93 kbar の圧力では結晶構造が NiAs 型
から MnP 型に変化する一次転移であることが明らかになった．また，この結果から格子のエントロピー変化は全エントロピー変化の 10 % であることも明らかになった． 同
様な圧力下の磁気熱量効果の研究は La(Fex Si1−x )13 やパイライト型化合物 Co(S1−x Sex )2についても行なった．La(Fe0.88 Si0.12 )13 は圧力を加えても一次転移が続き，磁気熱量効105

果は最大値をとる．一方 La(Fe0.84 Si0.16 )13 では圧力下でも二次転移のままで大きな磁気熱量効果は見られなかった．中間の La(Fe0.86 Si0.14 )13 では圧力で一次転移が誘起され，磁気熱量効果が大きくなることが明らかになった．Co(S1−x Sex )2 では圧力下でも一次転移が続くものの，磁気熱量効果は増加したあと，減少する．これは遍歴電子メタ磁性の理論の予測とだいたい一致することがわかった．
ナノ構造を中間相とする巨大磁気熱量効果物質の探索 (和田裕文)

Mn-T-X (T は遷移金属，X はプニクゲン) の作製を行った．MnFeAsP では室温でき
れいな一次転移を示し，巨大磁気熱量効果が生じる．P を一部 Sb で置換すると，転移が二段になり，キュリー温度が減少することを見出した．また MnRuP1−x Six も x の広い範囲で Fe2 P 構造をとることが明らかになった．この系は x によって強磁性や反強磁性が現れる．現在磁気状態図の作製が進んでいる．
希土類化合物の試料作製および圧力・磁場効果測定による新奇物性の探索と解明 (光田暁弘、和田裕文)

4f 電子が不安定な希土類化合物として、主に YbPd と EuPtP に注目して研究を行った。
YbPd は、結晶学的に 1 サイトしかない Yb が低温で磁性と非磁性の状態でほぼ同比で共存し、磁性的な Yb は磁気秩序を示す物質である。磁性と非磁性の Yb はそれぞれ3 価と 2 価に対応し価数秩序の可能性がある。金属的な電気伝導を示す物質でこのような電荷秩序的な現象は珍しく、その機構に興味が持たれている。また、T1 = 105 K,

T2 = 125 K で一次相転移を示すがその原因が分かっていない。我々はこれらの相転移が価数秩序転移によるものと考え、本年度は高圧下熱膨張測定によって圧力依存性を調べた。いずれも圧力によって低温へシフトするが、T1 は 1.7 GPa 程度で絶対零度に達し、T2 は外挿から 3 ∼ 4 GPa 程度で絶対零度に達することを示唆する結果を得た。
そこで、更に高い圧力でどのような振舞を示すかを調べるために、東大物性研の共同利用によって最高 8.0 GPa の圧力下で電気抵抗を測定した。その結果、3 ∼ 4 GPa 付
近で磁気秩序に伴う異常が消失し、それ以上の圧力で低温の電気抵抗が急激に減少することが明らかになった。これは、価数秩序が消失することによって、もともと高温にあった価数揺動状態が低温まで安定化し、3 価の Yb の磁気秩序が消失したと考えられる。

EuPtP は二段の価数転移 (T1 = 235 K, T2 = 190 K) を示す物質である。2 つの価数転移を示す物質は珍しく興味深い。また、低温で 2 価と 3 価の Eu が共存し 2 価の Eu
が磁気秩序を示すことから YbPd と似た価数秩序状態が形成されている可能性もある。
今回、東大物性研の共同利用によって、T1 , T2 近傍で強磁場磁化測定を行ったところ、

T1 , T2 の直下でメタ磁性を観測した。2 つの価数転移に対応した磁場誘起価数転移を観106測したと考えられる。また、P サイトを As で置換した試料作製に成功し。同様の測定を行ったところ、価数転移温度が 100 K 程度にまで下がり、4.2 K で鋭い磁場誘起価数
転移を観測した。
クロミック効果及びヘテロな周期的相互作用をもつ低次元磁性体の磁気的性質 (浅野貴行)
クロミック現象を示す有力なモデル物質として CuMoO4 に着目し、純良な試料の合成と磁気的性質 (磁化率、比熱、強磁場磁化測定) の測定を実施した。クロミック現象の起源である構造相転移に起因した磁気的な異常 (履歴現象) が、特に、磁化率の温度依存性の測定から明確に観測された。この履歴現象は、元素置換効果により、その温度を低温から室温まで自由に制御することに成功した。極低温での強磁場磁化測定の結果、磁気構造を反映した有限磁化プラトーを観測した。しかし、約 1.75K での三次元磁気秩序のため、単純 (低次元的) な磁気構造から期待される磁化過程では説明することが不可能であり、より複雑な新奇磁気構造の可能性が示唆される。今後、他の巨視的及び微視的測定を実施し、それらの結果を相補的に理解することにより磁気的性質を明らかにする予定である。
同じ組成であるにも関わらず合成条件を少し変えるだけで磁気的性質が大きく変化する AgCuPO4 に着目し、純良な試料の合成を行った。巨視的な磁気的測定 (磁化率及び強磁場磁化) により一次元反強磁性交替系のモデル物質であることを明らかにした。
しかし、強磁場磁化測定において通常の交替鎖系で期待される磁化過程とは異なる、磁場誘起秩序の可能性を示唆する興味深い結果が得られた。今後、強磁場下での他の測定により、磁場誘起秩序の可能性及び基底状態を明らかにしたい。

⟨⟨ 来年度の目標 ⟩⟩鉄砒素超伝導体の研究 (和田裕文、光田暁弘) 最近発見された鉄と砒素を含む超伝導体について新物質を開発するとともに，その周辺物質の磁性を調べ，磁性と超伝導の相関を明らかにする．
ナノ構造を中間相とする巨大磁気熱量効果物質の探索 (和田裕文) 今年度われわれが見出した Fe2 P 構造をとる MnRuP1−x Six 系を重点的に調べる．
磁気冷凍材料の開発 (和田裕文、光田暁弘) NEDO 委託事業が採択された場合，新たな磁気冷凍材料の探索を行う．
希土類化合物の価数転移と価数秩序の研究 (光田暁弘、和田裕文) YbPd については価数秩序および T1 , T2 の相転移機構を検証する実験を行う。EuPtP についても価数秩序

107の検証と、磁場誘起価数転移についてより詳細に調べる研究を行う。
クロミズム物質及びヘテロな周期的相互作用をもつ低次元磁性体の磁気相転移の研究(浅野貴行) クロミズム効果をもつ低次元磁性体における磁場誘起クロミズム制御の可能性と磁気秩序相の解明を試みる。また、ヘテロな周期的相互作用をもつ低次元磁性体の新しいモデル物質の探索を行い、その構造を反映した新奇な磁気量子現象の観測を目標とする。

発表論文⟨⟨ 原著論文 ⟩⟩High-Magnetic-Field X-ray Absorption Spectroscopy of Field-Induced Valence Transition in EuNi2 (Si1−x Gex )2 :Y. H. Matsuda, T. Inami, K. Ohwada, Y. Murata, H. Nojiri, Y. Murakami, A. Mitsuda,
H. Wada, H. Miyazaki and I. Harada
J. Phys. Soc. Japan, 77 (2008) 054713 (7 pages)
Pressure dependence of magnetic entropy change and magnetic transition in MnAs1−x Sbx :H. Wada, S. Matsuo, and A. Mitsuda
Phys. Rev. B, 79 (2008) 092407 (4 pages)
Transport properties accompanied by collapse of antiferromagnetism of Eu(Pt1−x Nix )2 Si2
A. Mitsuda, Y. Ikeda, N. Ietaka, S. Fukuda, Y. Isikawa
Physica B, 403 (2008) 1567-1569
講演⟨⟨ 海外での講演 ⟩⟩Pressure Dependence of Magnetocaloric Eﬀect of MnAs1−x Sbx and La(Fe1−x Six )13 ：和田裕文

International Workshop Delft Days on Magnetocalorics, オランダ， TU Delft, 2008 年
10 月 31 日
Pressure eﬀect on valence ﬂuctuation and magnetic ordering in YbPd:
A. Mitsuda, K. Yamada, M. Sugishima, H. Wada

108

International Conference on Strongly Correlated Electron Systems, Brasil, Buzios, 2008
年 8 月 18 日⟨⟨ 国内での講演 ⟩⟩磁気冷凍材料の最近の発展と将来の展望：
和田裕文

ISS 産業科学システムズ 2008 年 6 月 9 日
一次転移を示す磁性体の磁気熱量効果：
和田裕文
琉球大学理学部物質地球科学科物理系特別講義 2008 年 6 月 26 日
立方晶価数揺動化合物 YbPd における温度-圧力相図
光田暁弘
東京大学物性研究所短期研究会「重い電子系研究の新展開」2008 年 7 月 24 日
価数揺動化合物 YbPd における相転移の圧力効果：
光田暁弘，山田健二，杉島正樹，和田裕文，播磨尚朝
日本物理学会 2008 年秋季大会 2008 年 9 月 20 日
強磁場 XMCD でみる希土類価数揺動物質の状態混成：
松田康弘，Ouyang Zhongwen，野尻浩之，稲見俊哉，大和田謙二，鈴木基寛，河村直巳，光田暁弘，和田裕文
日本物理学会 2008 年秋季大会 2008 年 9 月 20 日

CuMoO4 の不純物効果によるクロミズム制御：
西村泰三、市村収太、浅野貴行、和田裕文、稲垣祐次、福井智哉、鳴海康雄、金道浩
一、伊藤利充日本物理学会 2008 年秋季大会 2008 年 9 月 20 日
超音波を用いた YbPd の弾性特性に関する研究：中西良樹，伊藤寛吉，上山徹，中村光輝，吉澤正人，杉島正樹，光田暁弘，和田裕文
日本物理学会 2008 年秋季大会 2008 年 9 月 21 日

CuMoO4 の磁気秩序：109浅野貴行、西村泰三、市村収太、和田裕文、稲垣祐次、河江達也、福井智哉、鳴海康
雄、金道浩一、伊藤利充、S.Haravifard、B.D.Gaulin、Z.Yamani
日本物理学会 2008 年秋季大会 2008 年 9 月 21 日

La(Fex Si1−x )13 の高圧下における磁気熱量効果：
貞松康史，光田暁弘，和田裕文
日本物理学会 2008 年秋季大会 2008 年 9 月 21 日

Co(S,Se)2 の高圧下磁気熱量効果：
佐田國修，光田暁弘，和田裕文
日本物理学会 2008 年秋季大会 2008 年 9 月 21 日

YbPd の圧力下での熱膨張測定：
杉島正樹，光田暁弘，宮川英典，巨海玄道，和田裕文
日本物理学会 2008 年秋季大会 2008 年 9 月 21 日
二段価数転移を示す EuPtP における圧力・磁場効果：
大隈俊哉，光田暁弘，和田裕文，菅健一，鳴海康雄 A，金道浩一
日本物理学会 2008 年秋季大会 2008 年 9 月 21 日

Co(S,Se)2 の高圧下磁気熱量効果：
佐田國修，光田暁弘，和田裕文
第 114 回物理学会九州支部例会 2008 年 12 月 6 日
低次元交替鎖 AgCuPO4 の構造と磁性：
中村直彦、松浦圭介、西村泰三、浅野貴行、和田裕文、岩城雅裕、鳴海康雄、金道浩一
第 114 回物理学会九州支部例会 2008 年 12 月 6 日

Cs2 Cu3 P4 O14 の三量体構造と磁性：
松浦圭介、西村泰三、浅野貴行、和田裕文、岩城雅裕、鳴海康雄、金道浩一
第 114 回物理学会九州支部例会 2008 年 12 月 6 日
高圧下における YbPd の電気抵抗・熱膨張測定：
杉島正樹, 光田暁弘, 宮川英典, 中野智仁, 巨海玄道, 和田裕文, 松林和幸, 上床美也
第 114 回物理学会九州支部例会 2008 年 12 月 6 日

110

層状 FeAs 系超伝導物質の磁性と置換効果：
荒岡信隆, 光田暁弘, 和田裕文, 山田裕, 石川文洋, 小澤忠

第 114 回物理学会九州支部例会 2008 年 12 月 6 日

AFe2 As2 (A=Ba,Ca,Eu) の単結晶育成と磁性：
的場智広, 光田暁弘, 和田裕文, 山田裕, 石川文洋, 小澤忠

第 114 回物理学会九州支部例会 2008 年 12 月 6 日

Eﬀect of Pressure and Dilution on three Phase Transitions in Valence Fluctuating
Compound YbPd:
Akihiro MITSUDA, Masaki SUGISHIMA, Kenji YAMADA, Hirofumi WADA
The 4th Punkyong University - Kyushu University Joint Symposium on Sciences andMathematics 2009 年 3 月 7 日
二段価数転移を示す EuPtP の原子置換・磁場効果:
光田暁弘、大隈俊哉、和田裕文、佐藤桂輔、金道浩一
新学術領域研究「重い電子系の形成と秩序化」第１回研究会 2009 年 3 月 10 日
価数揺動系 YbPd の圧力・希釈効果と電荷秩序の可能性
杉島正樹、山田健二、光田暁弘、和田裕文、宮川英典、巨海玄道、松林和幸、上床美也、播磨尚朝新学術領域研究「重い電子系の形成と秩序化」第１回研究会 2009 年 3 月 10 日
超音波を用いた YbPd の弾性特性に関する研究：
上山徹，中西良樹，伊藤寛吉，柏崎礼子，七宮史崇，出戸和久，中村光輝，吉澤正人，
杉島正樹，光田暁弘，和田裕文
日本物理学会第 64 回年次大会 2009 年 3 月 27 日

FeAs 系超伝導体の試料育成と圧力・置換効果：
光田暁弘，的場智広，荒岡信隆，石川文洋，大村彩子，小澤忠，山田裕，大野義章，和田裕文
日本物理学会第 64 回年次大会 2009 年 3 月 28 日

111

外部資金

⟨⟨ 文部省科学研究費補助金 ⟩⟩文部省科学研究費補助金、基盤 B
圧力下におけるマンガン化合物の超巨大磁気熱量効果研究代表者：和田裕文⟨⟨ 文部省科学研究費補助金以外の外部資金 ⟩⟩旭硝子財団研究助成
ナノ構造を中間相とする巨大磁気熱量効果物質の探索
研究代表者：和田裕文(財) 中部電力基礎技術研究所 国際交流援助: 光田暁弘
他大学での研究と教育
和田裕文：琉球大学理学部物質地球科学科で 2008 年 6 月に集中講義を行なった．
学部４年生卒業研究中村直彦 ：（指導教員、浅野貴行）：反強磁性ボンド交替鎖 AgCuPO4 の構造と磁性
修士論文
貞松康史：
（指導教員、和田裕文）：La(Fex Si1−x )13 の磁気熱量特性に対する圧力効果および元素置換効果
大隈俊哉：（指導教員、光田暁弘）：EuPtP の二段価数転移に対する圧力・磁場・原子
置換効果
西村泰三：
（指導教員、浅野貴行）：CuMnO4 の磁気的性質とクロミズム制御
杉島正樹：（指導教員、光田暁弘）：価数揺動系 YbPd の相転移の圧力依存性と電荷秩序の可能性

Loku Singgappulige Rosantha Kumar：（指導教員、日高昌則）：Structural and magnetictransitions induced by the electronic modulation related to the charge-density wave on
112

the spinel CuV2 S4
外国人留学生の受け入れ

Loku Singgappulige Rosantha Kumar、受入教員：日高昌則
学外での学会活動
和田裕文：日本物理学会九州支部長 (8 月末まで）
光田暁弘：日本物理学会九州支部委員

受託研究・民間との共同研究
和田裕文：中部電力株式会社とのエネルギー使用合理化技術戦略的開発の共同研究（NEDO 委託研究）
和田裕文：東芝マテリアル株式会社との希土類化合物の低温磁性と極低温冷凍機への応用に関する共同研究（NEDO 委託研究）
その他の活動と成果
和田裕文：Elsevier 社 Physica B エディター
和田裕文：九州大学低温センター副センター長
和田裕文：九州大学理学部極低温研究室室長
和田裕文：東京大学物性研究所共同利用施設専門委員
光田暁弘：東京大学物性研究所国際超強磁場科学研究施設運営委員

113

極限電子物性
研究室構成員巨海玄道 教授
中野智仁 助教⟨⟨ 大学院 博士課程 ⟩⟩宮川英典⟨⟨ 大学院 修士課程 ⟩⟩
酒井久美子

弥生達彦

昇昌利

⟨⟨ 学部 卒業研究生 ⟩⟩
首藤尚宏

松田大輔

長谷川潤

担当授業
力学基礎・同演習 (二クラス、巨海玄道)、物理学 I(理系コア科目、巨海玄道)、物理学総合実験 (中野智仁)
研究・教育目標と成果⟨⟨ 今年度の目標 ⟩⟩複合極限環境下における強相関電子系化合物の電子物性 (巨海玄道)

d 電子や f 電子を含む強相関系物質は各種相互作用が拮抗し、多彩な物性が観測される。これらの相互作用を圧力、温度、磁場の各種パラメータを制御し、新奇な物性の発現やその機構解明等を目指した。対象としては Ce を含む強相関化合物 (CeAu2 Si2 )や巨大磁気抵抗を示す Fe/Cr 薄膜材料等を選んだ。
強相関電子系における圧力誘起量子臨界現象の探索 (中野智仁)
磁気秩序を示す強相関電子系化合物は、圧力によってその磁気秩序が抑制され、非 BCS的超伝導や、非フェルミ液体と言った特殊な現象を示す場合がある事が知られている。
これらの現象は磁気秩序温度の 1/10 以下のスケールで観測される事が多く、極低温下での実験が必要である。TN = 2 K 程度の f 電子を一つ持った Ce を含む化合物に着目し、1 K 以下の極低温-圧力-磁場下に多重極限環境での量子臨界現象の探索を行った。

⟨⟨ 今年度の成果 ⟩⟩114

複合極限環境下における強相関電子系化合物の電子物性 (巨海玄道, 中野智仁)
近年得られた純良 CeAu2 Si2 試料を用い、静水圧力下における詳細な電気抵抗, 磁化，
熱膨張測定を行った。CeAu2 Si2 は TN = 8 K の反強磁性秩序を示し、圧力によって反強磁性は単純に抑制される事がこれまで報告されていた。昨年度、我々は TN の圧力依存性が単調ではない事を報告したが、今年度はさらに詳細な輸送現象，熱物性の測定結果を解析することによって 1 GPa 程度の圧力まで TN は上昇し、それ以上の圧力で減少する事を明らかにした。また、この様な CeAu2 Si2 の反強磁性の圧力効果は、磁気秩序にともなった異方的な線熱膨張に起因することを示した。
ナノスケール磁性体における巨大磁気抵抗の圧力効果 (巨海玄道)

Fe/Cr 人工格子を試料として、特にいわゆる 2nd ピークに集中して 4 K〜300 K の間で高圧下磁気抵抗測定を行った。さらに 1st, 2nd ピークの試料に対してタンデム加速器を使用したイオン照射によって界面を変化させ、巨大磁気抵抗の大きさの影響を調べた。
強相関電子系における圧力誘起量子臨界現象の探索 (中野智仁)

TN = 2 K 程度の強相関電子系 CePtSi2 の希釈冷凍機を用いた圧力下電気抵抗測および交流帯磁率測定を行った。TN は圧力増加にともなって単調に、1.5 GPa 付近で非フェルミ液体的な減少が観測された。さらに 1.4 GPa 以上の圧力で圧力誘起超伝導相を発見した。

⟨⟨ 来年度の目標 ⟩⟩複合極限環境下における強相関電子系化合物の電子物性 (巨海玄道)
高圧合成を含むこれまでの結晶育成の経験を生かし、引き続き圧力誘起量子相転移を示す物質探索を行う。対象として CeIn3 , CeAu2 Si2 半金属ホイスラー合金等を予定している。また、圧力誘起量子臨界点近傍において、非フェルミ液体や超伝導等の新奇物性探索をおこなう。
圧力誘起量子臨界現象の探索と半金属ホイスラー合金の TMR の圧力効果 (中野智仁)
引き続き、圧力誘起量子臨界現象の探索を行う。対象として Ce を含む強相関近藤化
合物、Ir 等を含む強相関遷移金属酸化物を用いる。また半金属ホイスラー合金の磁気抵抗測定を圧力下で行い、その圧力依存性を調べる。

発表論文⟨⟨ 原著論文 ⟩⟩Electric states of single crystal CeAl2 near the pressure-induced quantum critical point:115

Hidenori Miyagawa, Oomi Gendo, Isamu Satho, Takemi Komatsubara, Masato Hedo
and Yoshiya Uwatoko,
Phys. Rev. B 78 (2008) 064403.
The ehhanced negative magnetoresistance of Fe/Tb multilayer at multiextreme conditions:
Masashi Ohashi, Gendo Oomi, Eiji Ohmichi, Toshihito Osada, Katsuyoshi Takano,
Hiroshi Sakurai, and Fumitake Itoh,J. Appl. Phys. 104 (2008) 073901.
Elastic anomalies of SmRu4P12 under high pressure and magnetic ﬁeld:
P. Sun, Y. Nakanishi, T. Fujino, M. Nakamura, M. Ohashi, G. Oomi, C. Sekine, I.
Shirotani, and M. Yoshizawa,
Physica B 403, (2008)1619-1621.
Development of pressure cell for speciﬁc heat measurement at low temperature andhigh Magnetic ﬁeld:
T. Kawae, K. Yaita, Y. Yoshida, Y. Inagaki, M. Ohashi, G. Oomi, K. Matsubayashi,
T. Matsumoto, and Y. Uwatoko, Rev. Sci. Instrum. 80 (2009) 025102.
Anisotropic Lattice Compression and Possible Valence Transition in Kondo Compound
CeAu2 Si2 :Mio Ohmura, Kumiko Sakai, Tomohito Nakano, Hidenori Miyagawa, Gendo Oomi,
Isamu Sato, Takemi Komatsubara,Haruyoshi Aoki, Yuji Matsumoto and Yoshiya Uwatoko,
J. Magn. Soc. Jpn.,33 (2009) 31-34.
Partial Gap of SDW in Ce(Ru1−x Rhx )2 Si2 :Tomohito Nakano, Shigeyuki Murayama and Gendo Oomi,
J. Magn. Soc. Jpn.,33 (2009) 35-37.
Hall eﬀect in CeAl2 under high pressure:
Hidenori Miyagawa, Masashi Ohashi, Tomohito Nakano, Gendo Oomi, Isamu Satohand Takemi Komatsubara,
J. Phys.: Conf. Ser. 150 (2009) 042127-1-4.
116

Thermal expansion and magnetostriction of the concentrated Kondo compound CePtSi2 :Tomohito Nakano, Gendo Oomi and Tetsuya Takeuchi,
J. Phys.: Conf. Ser. 150 (2009) 042139-1-4.
The negative magnetoresistance of Fe/Tb magnetic multilayer:
Masashi Ohashi, Gendo Oomi, Katsuyoshi Takano, Hiroshi Sakurai, Fumitake Itoh,
Eiji Ohmichi and Toshihito Osada,J. Phys.: Conf. Ser. 150 (2009) 042149-1-4.

⟨⟨ その他の論文 ⟩⟩パナスコピック形態制御された希土類系物質の圧力誘起電磁物性:巨海玄道, 中野智仁, 酒井久美子, 松田大輔, 石田清隆, 櫻井浩, 大橋政司,
文部省科学研究費補助金特別研究促進費研究成果報告会資料 (平成 21 年 3 月), pp87-92.
著書
初めてまなぶ力学基礎:
巨海玄道, 篠崎文重, 武田信一, 鴇田昌之,

J. B. 企画

講演⟨⟨ 海外での講演 ⟩⟩Thermal expansion and magnetostriction of Kondo compound CePtSi2 :T. Nakano, T. Takeuchi, and G. Oomi,
the 25th International Conference on Low Temperature Physics, AMSTERDAM (Netherlands)
Hall eﬀect in CeAl2 under high pressure:
H. Miyagawa, M. Ohashi, T. Nakano, G. Oomi, I. Satoh, and T. Komatsubara,the 25th International Conference on Low Temperature Physics, AMSTERDAM (Netherlands)

117

Observation of pressure-induced quantum critical point in Fe70 Ni30 invar alloy:
Gendo Oomi, Ryohei Saito, Yoshiyuki Fuchizaki,
The 4th Asian Conference on High Pressure Research, Seoul(Korea)⟨⟨ 国内での講演 ⟩⟩CeAu2 Si2 の反強磁性に及ぼす圧力・磁場効果 2:
酒井久美子, 巨海玄道, 佐藤伊佐務, 小松原武美, 青木晴善, 松本祐司第 25 回 希土類学会

Eﬀect of Pressure and Magnetic Field on the Electrical Resistivity of TbB6 :T. Sakai and G. Oomi,
16th International Symposium on Boron, Borides and Related Materials
Eﬀect of Pressure on the Anomalous Magnetoreisitance and Antiferromagnetism ofSingle Crystal GdB4 :G. Oomi, M. Ohashi and B.Cho,16th International Symposium on Boron, Borides and Related Materials
Anisotoropic Kondo Properties of Heavy Fermion Borocarbide YbNi2 B2 C under High
Pressure:
Y. Sakigawa, H. Akiyama, H. Miyagawa, G. Oomi, B. Cho,16th International Symposium on Boron, Borides and Related Materials
高圧下における CeAu2 Si2 単結晶の磁気特性:
酒井久美子, 大村美央, 中野智仁, 巨海玄道, 佐藤伊佐務, 小松原武美, 青木晴善, 松本祐司,
第 32 回 日本磁気学会学術講演会

Ce(Ru1−x Rhx )2 Si2 における SDW 相の量子臨界領域:
中野智仁, 村山茂幸, 巨海玄道,
第 32 回 日本磁気学会学術講演会
イオン照射された Fe/Cr 人工格子の高圧下における巨大磁気抵抗:
弥生達彦, 相良建至, 巨海玄道, 斎藤今朝美, 三谷誠司, 高梨弘毅, 前田幸重,
第 32 回 日本磁気学会学術講演会

118

高圧下における CeAu2 Si2 (単結晶) の磁性と伝導 II:
大村美央，酒井久美子，中野智仁，松林和幸，上床美也，佐藤伊佐務，松本裕司，青木晴善，小松原武美，巨海玄道,
日本物理学会 2008 年秋:「秋季大会」

CePtSi2 の圧力効果:
中野智仁，大橋政司，松林和幸，上床美也，巨海玄道,
日本物理学会 2008 年秋:「秋季大会」
文系学生に対する物理学講義の試み II:
巨海玄道，酒井久美子，中野智仁，松田大輔，長谷川潤,
日本物理学会 2008 年秋：「秋季大会」

CeAu2 Si2 の高圧下に磁気特性:
酒井久美子, 大村美央, 中野智仁, 上床美也, 松林和幸, 青木晴善, 松本祐司, 小松原武美,
佐藤伊佐務, 巨海玄道,
第 114 回日本物理学会九州支部例会

Fe/Cr 人工格子の GMR 圧力依存性に対するイオン照射効果:
弥生達彦, 中野智仁, 巨海玄道, 相良建至, 香野淳, 田尻恭之, 斎藤今朝美, 三谷誠司, 高
梨弘毅,
第 114 回日本物理学会九州支部例会

CePtSi2 の圧力下の輸送特性:
中野智仁，大橋政司，松林和幸，上床美也，巨海玄道,
第 114 回日本物理学会九州支部例会

CePtSi2 の圧力下の輸送特性:
中野智仁，大橋政司，松林和幸，上床美也，巨海玄道,
第 114 回日本物理学会九州支部例会
アドバンシング物理に見る英国の物理教育:
松田大輔, 長谷川潤, 中野智仁, 巨海玄道,
第 114 回日本物理学会九州支部例会

119

初等中等教育課程における物理教育:
長谷川潤, 松田大輔, 中野智仁, 巨海玄道,
第 114 回日本物理学会九州支部例会

CePtSi2 の圧力効果 II:
中野智仁，大橋政司，松林和幸，上床美也，巨海玄道,
日本物理学会:第 64 回年次大会
パナスコピック形態制御された希土類系物質の圧力誘起電磁物性:巨海玄道, 中野智仁, 石田清隆, 櫻井浩, 大橋政司,
希土類特別研究促進費打合会
パナスコピック形態制御された希土類系物質の圧力誘起電磁物性:巨海玄道, 中野智仁, 酒井久美子, 松田大輔, 石田清隆, 櫻井浩, 大橋政司,
文部省科学研究費補助金特別研究促進費研究成果報告会
大学生の学習形態を通してみる物理教育の課題:
巨海玄道, 酒井久美子, 長谷川潤, 松田大輔, 加賀山朋子,
日本物理教育学会:第２５回物理教育研究大会
文系学生を対象にした物理学講義:
巨海玄道,
第５７回九州地区大学一般教育研究協議会

外部資金⟨⟨ 文部省科学研究費補助金 ⟩⟩科学研究費補助金、特別研究促進費
パノスコピック形態制御された希土類物質の高圧力誘起電磁物性研究代表者：巨海 玄道
他大学での研究と教育

120中野智仁, 巨海玄道, 酒井久美子:東京大学物性研究所で「高圧下における強相関電子系の量子臨界現象の探索と物性評価」に関する研究を行った。
弥生達彦, 巨海玄道:福岡大学理学部で「Fe/Cr 人口格子の X 線小角散乱を用いた界面構造の研究」を行った。

学部４年生卒業研究
首藤尚宏:(指導教員、巨海玄道):超硬材料 NiCrAl の熱膨張と電気抵抗
松田大輔:(指導教員、巨海玄道):重い電子系化合物 CeIn3 の高圧合成
長谷川潤:(指導教員、巨海玄道):強磁性トンネル接合 Co2 MnSi / Al-O / Co2 MnSi における TMR 効果の圧力依存性

修士論文
酒井久美子:(指導教員、巨海玄道):高濃度近藤系 CeAu2 Si2 の高圧下における磁性と伝導弥生達彦:(指導教員、巨海玄道):Fe/Cr 人工格子の巨大磁気抵抗にたいする圧力及びイ
オン照射効果博士論文
宮川英典:(指導教員、巨海玄道):Eﬀect of pressure on the heavy-electronic states in

Ce1−x Rx Al2 (R:La, Er))
学外での学会活動
物性委員会幹事 (巨海玄道)
東京大学物性研究所共同利用施設専門員会委員 (巨海玄道)

121

マグネティックフォーラム幹事 (巨海玄道)
東北大学金属材料研究所共同利用施設委員会委員 (巨海玄道)

その他の活動と成果
明治学園 SSH 運営指導委員 (巨海玄道)
物理学を通じてみる現在の大学生:
巨海玄道,
中国・四国・九州地区理数科高等学校長協会講演会
蝦夷から肥後そしてどんたくの町へ:
巨海玄道,
平成 20 年 6 月 13 日北海道大学理学部公開講演会
スーパーサイエンスセミナー:
講義, 演習, 実験 を行った。(巨海玄道, 中野智仁)
福岡県教育委員会主催 (巨海玄道)
大学で研究するとは？:
巨海玄道,
松山西中等教育学校出張講義
崩壊へ向かう科学技術創造立国:巨海玄道,
尚志会福岡県支部講演会
九州大学極限環境科学リサーチコア代表 (巨海玄道)
第９回極限環境科学リサーチコア研究会「微小極限環境下の物理」を主催(巨海玄道, 中野智仁)
巨海玄道,

122

第９回極限環境科学リサーチコア研究会「微小極限環境下の物理」

123

量子微小物性（半導体物理）
研究室構成員
渡部行男 教授
荒井

毅 准助教⟨⟨ 大学院 博士課程 ⟩⟩
加来滋

松元大輔

⟨⟨ 大学院 修士課程 ⟩⟩
根本達也

中村真

福岡剛

⟨⟨ 学部 卒業研究生 ⟩⟩
衞藤晴彦

倉岡稔

津田隼

中原大志

水口拓也

⟨⟨ 訪問研究者 ⟩⟩鶴見敬章教授（東工大）
担当授業
物性物理学 III（渡部）原子分子の物理学（渡部）
電磁気学 II（渡部）物理学ゼミナール（渡部）半導体物理学（大学院）（渡部）最先端物理学（学部 3 年オムニバス 1 回分）（渡部）物理学実験（前期後期）（荒井）研究・教育目標と成果⟨⟨ 今年度の目標 ⟩⟩強誘電体酸化物の相転移での伝導異常の解明（渡部）
強誘電体酸化物の表面電子層の確定（渡部）
表面によらないバルク伝導のみによる整流現象の発見と理論（渡部）
走査圧電顕微鏡による分域測定（渡部）超高真空 AFM による表面研究（渡部）124ラマン分光による歪測定（渡部）
超音波実験の準備と計画策定 (荒井)⟨⟨ 今年度の成果 ⟩⟩(1) BaTiO3 の相転移での伝導異常測定系の温度制御などの精密化と改善を行った (渡部)。

(2) BaTiO3 単結晶の表面伝導：酸化物強誘電体は、反電場の影響は、極薄化すると甚大で、応用上も重要な問題である。我々は、このような巨大な電界があると、強誘電体の最表面は単純な絶縁体と見なせないと提案し、初期検証として高真空中で BaTiO3の表面伝導を測定し、支持する結果を得ている。この立場から、反電界理論を見直し、従来確立したと考えられている強誘電体の１８０ °分域の理論を見直した作った理論を昨年に引き続き改良した (渡部)。

(3) 表面によらないバルク伝導のみによる整流現象の理論をつくり実験結果を詳細に再現できた (渡部)。

(4) BaTiO3 単結晶の原子レベルの清浄化と平坦化に成功した (渡部)。
(5) 超高真空 AFM により超清浄な表面の分域を測定し、従来の分域理論では説明できず上記の自分たちの理論に合うことを発見した (渡部)。

(6) ラマン分光による歪測定を開始した（渡部）(7) 超音波実験の準備と計画策定 (荒井)⟨⟨ 来年度の目標 ⟩⟩酸化物強誘電体単結晶の相転移での伝導異常の解明（渡部）原子レベルで制御した強誘電体酸化物の表面電子層の物性解明（渡部）
強誘電体エピタキシャル薄膜の伝導異常のまとめ（渡部）
赤外分光測定の立ち上げ（渡部）
誘電体の１８０ °分域の理論の第一部発表（渡部）
表面によらないバルク伝導のみによる整流現象の理論完成 (渡部)超音波実験の準備と計画策定 (荒井)

125

発表論文

⟨⟨ 原著論文 ⟩⟩Y. Watanabe, D. Matsumoto (博士 1 年), Y. Urakami (修士卒), A. Masuda (修士卒), and S.W. Cheong, Bipolar Carrier (e-/h+) Layer on Clean Surface of Insulating

BaTiO3 Crystal Intrinsic to Ferroelectrics, Ferroelectrics, 367 (1) 23–37 (2008)
S. Kaku (博士 1 年), S. Miyauchi(修士卒), Y. Watanabe and T. Arai, ConductorInsulator transition-like phenomenon in thin BaTiO3 Film heterostructures, Ferroelectrics 370(1), 39–45 (2008)
D. Matsumoto (博士 1 年), Y. Urakami (修士卒), T. Arai and Y. Watanabe, S. W.
Cheong, Carrier Generation at Ferroelectric Phase Transitions evidenced in ConductivityOvershooting, Ferroelectrics, 369 (1) 18–21 (2008)
Yukio Watanabe, Shigeru Kaku (博士 2 年), Daisuke Matsumoto (博士 2 年), Yosuke
Urakami (修士卒), and S.W. Cheong, Investigation of Clean Ferroelectric Surface in
Ultra High Vacuum (UHV): Surface Conduction and Scanning Probe Microscopy in
UHV, Ferroelectrics 379(1) 157 (2009).
講演⟨⟨ 海外での講演 ⟩⟩Y. Watanabe, S. Kaku (博士２年), D. Matsumoto (博士２年), Y. Urakami (修士卒),
S. Cheong, Investigation of Properties of Clean Surface of Ferroelectric in UHV (招待講演), RCBJSF-9 (The 9th Russian-CIS-Baltic-Japan Symposium on Ferroelectricity),

2008.06.15. (Lithuania, Vilnius)
Y. Watanabe, Reexamination of consistency of 180 domain theory and Its revision (Oral
発表), RCBJSF-9 (The 9th Russian-CIS-Baltic-Japan Symposium on Ferroelectricity),

2008.06.15.
D. Matsumoto, Y. Urakami and Y. Watanabe, Carrier Generation in BaTiO3 Evidenced in Conductivity Overshooting, The 7th Korea-Japan Conference on Ferroelectrics. 2008.8.6-9 (Cheju)
126

Shigeru Kaku, Satoshi Miyauchi and Yukio Watanabe, Measurement of BaTiO3 domain structure using ultrahigh vacuum - atomic force microscopy (UHV-AFM), The
7th Korea-Japan Conference on Ferroelectrics.
T. Nemoto and Y. Watanabe, Strict measurement of the PTCR eﬀect, 7th Korea-Japan
Conference on Ferroelectricity.
Shigeru Kaku, Daisuke Matsumoto, Daishi Nakahara, Takuya Minakuchi S. W. Cheong
and Yukio Watanabe, “Potential and piezoelectric-response imaging of 180o domain
of atomically ordered clean surfaces of BaTiO3 single crystals in UHV” (oral), Fundamental Physics of Ferroelectrics 2009 (2009.2.9-12, Williamsburg, Virginia USA)
Yukio Watanabe, Shigeru Kaku (博士 2 年), Daisuke Matsumoto(博士 2 年), and S.W.
Cheong, Potential and piezoelectric response imaging of 180o domain of atomicallyordered clean surfaces of BaTiO3 single crystals in UHV, American Physical Society
March Meeting, 2009.03 (Pittsburg).
Y. Watanabe, Space-Charge-Limited Conduction Under Trap Density Gradient Exhibiting Bulk-Limited Diode, American Physical Society March Meeting, 2009.03 (Pittsburg).
⟨⟨ 国内での講演 ⟩⟩加来滋，宮内聡，渡部行男, 超高真空原子間力顕微鏡による BaTiO3 分域の変化の観察,

2008 年日本物理学会秋季大会 (岩手大学)
松元 大輔、浦上 洋輔、根本 達也、渡部 行男, BaTiO3 単結晶の表面伝導層の安定性, 2008 年度 日本物理学会秋季大会, 2008.9, 岩手大学
渡部、絶縁体における非表面起源のダイオード的電流電圧特性：背景と定式化、日本物理学会年秋季大会 (2008 年 9 月、岩手)
渡部、絶縁体における非表面起源のダイオード的電流電圧特性：実験との比較、日本物理学会年秋季大会 (2008 年 9 月、岩手)127加来滋，中原大志，宮内聡，水口拓也，倉岡稔，渡部行男, 超高真空原子間力顕微鏡による BaTiO3 分域の表面電位変化の観察, 第 64 回日本物理学会年次大会 2009.3 東京（立教大学）
松元 大輔、加来 滋、中原 大志、水口 拓也、倉岡 稔、渡部 行男, 原子レベルに表面を制御したチタン酸バリウム単結晶の表面伝導, 日本物理学会春季大会, 2009.3,
立教大学
中原大志，加来滋，渡部行男、原子間力顕微鏡と圧電応答顕微鏡による原子ステップと分域の観察、日本物理学会春季大会, 2009.3, 立教大学
外部資金⟨⟨ 文部省科学研究費補助金 ⟩⟩渡部行男

科研費 基盤研究 B(2)代表

原子レベルで平坦な強誘電体の清浄表面の形成とその伝導層の物性解明
日本学術振興会特別研究員等及び共同研究の採択 (学外からの受け入れを含む)
加来滋（日本学術振興会特別研究員

ＤＣ１）(渡部)松元大輔（日本学術振興会特別研究員

ＤＣ２）(渡部)学部４年生卒業研究衞藤晴彦

マイクロ波帯の誘電性測定 (渡部)倉岡稔

ショットキー障壁の形成法 (渡部)津田隼

赤外分光の安定化 (渡部)中原大志

圧電顕微鏡による分域測定 (渡部)水口拓也

原子力間顕微鏡による原子ステップ観察 (渡部)学外での学会活動

Integrated Ferroelectrics 誌 編集委員 (渡部)The 7th Japan-Korea Conference on Ferroelectricity - JKC-FE07 -組織委員 (渡部)RCBJSF-10 組織委員 (開催は 2010 年)(渡部)The 7th Japan-Korea Conference on Ferroelectricity - JKC-FE07 座長 (渡部)2008 年日本物理学会秋季大会 (岩手大学) 座長 (渡部)128

その他の活動と成果
日本学術振興会 “ナノ物質量子相の科学” に関する研究開発専門委員会委員 (渡部)国際高等研究所

ナノ物質量子相の科学

129

委員 (渡部)

低次元電子物性
研究室構成員篠崎文重 教授
矢山英樹 准教授
山田和正 助教

小久保伸人(共同研究者 高推セ 所属） 助教⟨⟨ 大学院 博士課程 ⟩⟩
中村嵩一

小林竜馬

⟨⟨ 大学院 修士課程 ⟩⟩
小倉俊介

小早川優介

山口高史

高田聡

松原洋祐

⟨⟨ 学部 卒業研究生 ⟩⟩
滝川陽介

中西倫宏

吉村哲也

担当授業
力学基礎同演習（篠崎文重、矢山英樹)、物理学Ｉ（篠崎文重)、物理学 III（篠崎文重), ３年生ゼミナール（篠崎文重)、物理学特別研究 I（篠崎文重、矢山英樹、山田和正)、物理学特別研究 II（篠崎文重、矢山英樹、山田和正)、物理学総合実験 (矢山英樹、
山田和正)
研究・教育目標と成果⟨⟨ 今年度の目標 ⟩⟩(1) グラニュラ超伝導薄膜の輸送特性（中村、小早川、篠崎)
金属的結合やトンネル結合で互いに相互作用する超伝導微粒子系の輸送特性を明らかにする。この実験研究を通じ学生の指導、教育を行う。

(2) 透明導電膜、(In2 O3 )1−x (ZnO)x ３次元膜における電子―格子散乱機構の解明（山口、牧瀬、篠崎)
この実験研究を通じ学生の指導、教育を行う。

(3) 縮退半導体 (In2 O3 )1−x (ZnO)x ３次元膜の超伝導発現（山口、牧瀬、小久保、篠崎

130

結晶構造と超伝導特性の関係を明らかにし、発現メカニズムを検討する。実験研究を通じ学生の指導、教育を行う。

(4) 多結晶 (In2 O3 )1−x (ZnO)x 、2 次元膜の光伝導（山口、山田、篠崎)
ZnO の割合を変化させ様々な抵抗を有する半導体膜を準備した。この膜に、光の波長、強度を変化させ、キャリア数をコントロールし、電気伝導の時間依存性を測定する。この実験研究を通じ学生の指導、教育を行う。

(5) 高抵抗の (In2 O3 )1−x (ZnO)x のホール効果 (山口、山田、篠崎)
いままで我々が保有しているクライオスタットは、低抵抗測定用のもののみである。
高抵抗ホール効果の測定のための装置を作成する。さらにその装置を使用して高抵抗の (In2 O3 )1−x (ZnO)x のホール効果を測定する。移動度をキャリア密度の相関を議論する。

(6) 多結晶カーボン細線における伝導特性（小倉、小久保、篠崎）
カーボン細線の電気抵抗の温度・磁場依存性を調べる。この実験を通じて学生の指導、教育を行う。

(7) 超伝導/金属、In/Mo 多層２次元系、１次元系の超伝導特性（松原、山田、篠崎）
この実験研究を通じ学生の指導、教育を行う。

(8) 微小超伝導体における磁束状態に対する理解を深める（小久保、篠崎）
この実験研究を通じ学生の指導、教育を行う。

(9) クレゾール添加ポリアニリンのホール効果 (滝川、山田、篠崎)
クレゾール添加ポリアニリンのホール効果を測定する。

(10) 擬 1 次元電子系の輸送特性 (小林竜馬・矢山英樹)
ヘリウム表面のポーラロンがウィグナー結晶を形成したときの移動度を測定する。

(11) 磁気冷凍機の開発 (矢山英樹)
超低温用磁気冷凍機を開発する。

131⟨⟨ 今年度の成果 ⟩⟩(1) グラニュラ超伝導薄膜の輸送特性（中村、小早川、篠崎）
超伝導微粒子の結合を比較的強くする手段として、Molecular Beam Epitaxy 蒸着装置を用いて、超薄膜 Mo 膜上に、蒸着速度を精密にコントロールして、In ,Sb 同時蒸着を行った。In. の比率を変化させることで、薄膜の面抵抗を広い範囲わたり変化させることが出来た。測定は 10K から１．５Ｋまでの範囲で抵抗の温度依存性を調べた。その結果、均質系で理論的に予想されている量子面抵抗近傍で、超伝導・絶縁体転移を起こすことを確認した。

(2) 透明導電性 (In2 O3 )1−x (ZnO)x (IZO),3 次元膜における電子―格子散乱とスピンー
軌道散乱の解明（山口、牧瀬、篠崎）
残留抵抗の異なる金属的振る舞いを示すアモルファス、及び多結晶 IZO 膜の電気抵
抗の温度依存性を H = 0、及び磁場中で測定し、以下の結果を得た。

i) 広い温度域に渡り、低温で温度の 2 乗依存性と、デバイ温度以上では温度に依存しない散乱波の干渉効果を考慮した高次の電子―格子散乱項と低温で温度の 5 乗に比例す
る Bloch-Grunnaizenn 項を用いて抵抗の温度依存性を解析し、実験を再現することが出来た。

ii) この解析から IZO 酸化物半導体のデバイ温度は約１０００Ｋであることが分かった。
T 2 乗依存性の係数は比較的乱れ程度が少ない領域膜では残留抵抗値に比例するが、ある程度乱れが大きくなると、線形性は破れ、Reizer 理論の予測に従う結果を得た。

iii) 熱処理した多結晶膜については、デバイ温度はほぼ同じであるが、干渉項の寄与が極めて少ないか、存在しないことが分かった。

(3) 縮退半導体 (In2 O3 )1−x (ZnO)x ３次元膜の超伝導発現（山口、山田、小久保、篠崎）
スッパター法で作成された as depo. 膜はアモルファスであり超伝導を示さない。一方、適当な条件で熱処理し、結晶化させることで超伝導を示すことを明らかにした。

ZnO の濃度 x, アニール温度 Ta 、アニール時間 ta をパラメターとして多結晶膜を作成した。結晶系は XRD 測定から In2 O3 と同じ bixbite 構造であることが分かった。今年
度は特に Ta =200 ℃に固定し、大気中で ta =0.5h から 20h まで変化させ、結晶性=Pc と超伝導特性=Tc の関係を調べた。Pc はＸＲＤの回折強度に比例するとし、最大アニー
ル時間 ta =20h の Pc (20h) で規格化した。Pc は ta に対して急激に増加し、数時間でほぼ一定になることが分かった。この傾向は Tc と ta にも見られ、Tc と Pc はほぼ直線関係にあり、超伝導性は構造と深く関係していることが分かった。

132

(4) 高抵抗多結晶 (In2 O3 )1−x (ZnO)x のホール移動度 (山口、山田、篠崎)
いままで我々が保有しているクライオスタットは、低抵抗測定用のもののみである。
高抵抗ホール効果の測定のための装置を作成した。多結晶 (In2 O3 )1−x (ZnO)x のホール効果測定を行った。ホール移動度は Gruenewald らのパーコレーションモデルによる理論で説明可能である。しかし、キャリア密度の温度依存性は説明できず、今後の課題である。

(5) 多結晶 (In2 O3 )1−x (ZnO)x の光伝導度 (山口、山田、篠崎)(In2 O3 )1−x (ZnO)x はワイドギャップ ( ∼ 3.5eV) を持つ半導体である。しかし、乱れが強いため、移動度端はぼやけている。そのため、3.5eV 以下の可視光でもキャリアを励起することができることが分かった。光伝導度の波長依存性および光速密度依存性を測定した。光伝導度の緩和は三種類の成分では説明できない。連続的な複数成分の緩和時間の重ね合わせであることが分かった。

(6) 多結晶カーボン細線における伝導特性（小倉、小久保、篠崎）PAN 系カーボンファイバーと炭素繊維の電気輸送特性を調べた。前者は弱磁場においては、３次元弱局在理論で説明出来る特徴的な負の磁気抵抗を示した。しかし、工事場においては負から正へと変化する兆しが観測された。この振る舞いは弱局在効果に電子間相互作用を取り入れることで、説明できることが分かった。一方、後者は正の磁気抵抗のみ示した。両者の振る舞いの違いは抵抗の温度依存性にも現れ、前者は低温で温度減少と共に増加するのに対して、後者は単調に減少した。

(7) 超伝導/金属、In/Mo 多層２次元系、１次元系の超伝導特性（松原、山田、篠崎）「理想的 2、および擬 1 次元超伝導体の作成と輸送特性」を目的として、MBE 法を用いて均質な Mo/In の多層膜を作成した。金属 Mo 膜の厚みは 50 Å（この膜厚では抵
抗の温度依存性は弱局在的性質を示す）に固定し、In の膜厚を 5-20 Åまで変化させた。
その結果、5 Å 膜では絶縁体的振る舞いを、7 Åは２ K 近傍から超伝導の兆しを示し、10 Åはシャープな超伝導転移を示した。今年度は外部研究機関の協力得て、作成した2D 膜の FIBE(focus Ion beam etching) 法で細線化を試みた。基板を Si 酸化膜を用いた。現在、20 Åの測定では超伝導転移は観測できていない。基板の前処理等工夫が要求される。

(8)(i) 微小超伝導体における磁束状態の観察（小久保、篠崎）
微小超伝導円板に現れるメゾスコピックな磁束秩序状態を走査型 SQUID 顕微鏡で調べている。今年度は磁場中冷却したマルチ磁束状態を詳しく調べた。渦度が５以下の133

場合、磁束は同一円状に等間隔に配置したリングを組む。これに対し、渦度が６以上になると、複数のリング状に配列した磁束のシェル構造が現れた。異なる大きさ（直径）の微小超伝導円板でも、同じ渦度において磁束のシェル構造が現れた。この結果
から、磁束シェル構造に特徴的な臨界渦度の普遍性を見出した。

(8)(ii) 駆動された磁束格子の結晶方位とモードロック共鳴（小久保、篠崎）
アモルファス超伝導膜において、駆動された磁束格子の動的性質をモードロック共鳴法で調べている。今年度は磁束格子の格子方位に与える交流駆動の効果を調べた。垂直な格子方位が現れる磁場領域では、交流駆動により、垂直から平行へ格子方位が回転することを見出した。方位回転が起こる特徴的な交流駆動力の大きさを調べたとこ
ろ、磁束の速度とともに増加することがわかった。この結果より、交流駆動力でなく、磁束運動の交流振幅の大きさが方位回転のメカニズムに関連することを示した。

(9) クレゾール添加ポリアニリンのホール効果 (滝川、山田、篠崎)
クレゾール添加ポリアニリンのホール効果の測定を行った。薄いポリアニリンの膜ではホール係数が小さすぎて、ノイズレベル以下であり、測定できなかった。酸化などにより劣化してホッピング伝導になっていると考えられる。しかし、厚い膜では、ホール係数を測定でき、移動度とキャリアー数をもとるめることができた。

(10) 擬 1 次元電子系の輸送特性 (小林竜馬・矢山英樹)
液体ヘリウム表面のポーラロンがウィグナー結晶を形成したときの移動度を測定するため、2 次元回折格子の表面を超流動ヘリウムで覆い、その上に電子を乗せる実験を進めた。2 次元回折格子である固体基板の表面に電子が強く結合し、それ以上に電子密度を上げることが難しく移動度の測定には至っていないが、改良のための指針を得た。

(11) 磁気冷凍機の開発 (矢山英樹)
超低温用磁気冷凍機を開発するため、機械式熱スイッチを開発した。その結果、スイッチ比が 100 以上のものを製作することが出来た。

(12) 微細加工技術による液体ヘリウム表面の 1 次元電子系 (中西倫宏、矢山英樹)
微細加工技術を用いて 1 次元の溝を作り、その中に超流動ヘリウムを流し込み、1 次
元電子系を実現する実験を行った。1 次元の溝は製作することが出来たが、電子密度を多くすることが難しく、伝導度の測定には至っていない。しかし、構造の改善すべき点が明らかになった。

134⟨⟨ 来年度の目標 ⟩⟩今年度の研究内容（１) −（９) を引き続き発展させ、教育内容を引き上げる。

発表論文⟨⟨ 原著論文 ⟩⟩Electron weak localization and Electron-phonon interaction in amorphouszinc-doped

Indium Oxide ﬁlms:
K. Makise, M. Funaki, B. Shinozaki, K. Yano, K. Yano, Y. Shimane, K. Inoue and H.
Nakamura,Thin Solid Films 516(2008)5805-5808
History dependent vortex conﬁgurations in superconducting disks of amorphous MoGe:
N. Kokubo, S. Okayasu, A. Kanda, B. Shinozaki
J. Phys.: Conf. Ser. 150 (2009) pp. 022044-1- 022044-4
Field dependent orientation of driven vortex lattice in amorphous MoGe ﬁlms:
N. Kokubo, B. Shinozaki, P. H. Kes
J. Phys.: Conf. Ser. 150 (2009) pp. 052116-1- 052116-4
Mode locking and lattice orientations of driven vortex matter in amorphous MoGeﬁlms:
N.Kokubo, B.Shinozaki and P.H.Kes,
Physica C 468 (2008) 581-584
Shell structures of vortices in superconducting disks on an amorphous MoGe ﬁlm:
N. Kokubo, S. Okayasu, and B. Shinozaki,
Physica C 468 (2008)1316-1318
Electron-phonon scattering in amorphous In2 O3 -ZnO and Sn-doped In2 O3 ﬁlms:
M. Funaki, K. Makise, B. Shinozaki, K. Yano, F. Utuno, K. Inoue and H. Nakamura,
J.Appl.Phys. 103 (2008) 113701 1-6

135

Thickness-tuned superconductor-insulator transitions in quench-condensed Mo and
Mo-Ru ﬁlms:
A. Hirakawa, K. Makise, T. Kawaguti and B. Shinozaki,
J.Phys.Condens. Matter 20 (2008) 485206 1-6.
Superconductivity in transparent Zinc-doped In2 O3 ﬁlms having low carrier density:
K. Makise, N. Kokubo, S. Takada, T. Yamaguti, S.Ogura, K. Yamada, B. Shinozaki,
K. Yano, K. Inoue, and H. Nakamura,Sci. Technol. Adv. Mater. 9 (2008) 044208 1-6.
Electron attachment to atomic hydrogen on the surface of liquid 4 He:
T. Arai, H. Yayama and K. Kono,
Low Temp. Phys. 34 (2008) 496-503.
Installation of a Superconducting Magnet in a Cryogen-Free Dilution Refrigerator:
H. Yayama and M. Yoshimura,
J. Phys.: Conf. Ser. 150 (2009) pp. 012056-1 - 012056-4.

⟨⟨ その他の論文 ⟩⟩希釈冷凍 、矢山英樹、九州大学低温センターだより、No. 3, pp. 30-38, 2009 年 3 月。
講演⟨⟨ 海外での講演 ⟩⟩Orientations of driven vortex lattice in amorphous MoGe ﬁlms:
N. Kokubo, T. Nishizaki, B. Shinozaki, and P. H. Kes,
25th international conference on Low Temperature Physics, Aug. 2008, in Amsterdam,
Netherland
Electrical transport properties of amorphous Zn-doped In2 O3 ﬁlms in a wide region ofcarrier density:
B. Shinozaki, K. Makise, M. Funaki, K. Yano, K. Inoue, and H. Nakamura,
25th international conference on Low Temperature Physics, Aug. 2008, in Amsterdam,
Netherland
136

Superconductivity in In2 O3 -ZnO crystalline ﬁlms:
B. Shinozaki, N. Kokubo, S. Takada, K. Yamada, K. Makise, K. Yano, K. Inoue, and
H. Nakamura,
25th international conference on Low Temperature Physics, Aug. 2008, in Amsterdam,
Netherland
Thickness tuned two-dimensional superconductor-insulator transitions for amorphous
ultra-thin ﬁlms:
K. Makise, K. Mithuishi, K. Furuya, A. Hirakawa, H. Nakanishi, T. Kawaguti, and B.
Shinozaki,
25th international conference on Low Temperature Physics, Aug. 2008, in Amsterdam,
Netherland
Scanning SQUID microscope study for vortices conﬁned in small superconducting disks:
N. Kokubo, S. Okayasu, A. Kanda, and B. Shinozaki,
25th international conference on Low Temperature Physics, Aug. 2008, in Amsterdam,
Netherland
Magnetic ﬁeld induced superconductor-insulator transitions for ultra-thin Bi ﬁlms on
diﬀerent underlayers:
K. Makise, T. Kawaguti, and B. Shinozaki,
25th international conference on Low Temperature Physics, Aug. 2008, in Amsterdam,
Netherland
Periodic spacing and lattice orientations of driven vortex matter in amorphous MoGeﬁlms detected by mode locking techniques:
N. Kokubo, T. Nishizaki, B. Shinizaki, P. H. Kes,
Joint JSPS-ESF International Conference on Nanoscience and Engineering in Superconductivity, March, 2009, Tsukuba, Ibaraki.
Mode locking features of driven vortex matter in an amorphous MoGe ﬁlm detectedby rf impedance technique:N. Kokubo, and B. Shinozaki,
21 th International Symposium on Superconductivity, October, 2008, Tsukuba, Ibaraki.
137

Electrical Characteristics and Practical Properties of Amorphous Indium Zinc Oxide
and Related Materials:
Koki Yano, M. Kasami, F. Utsuno, K. Inoue, B. Shinozaki, K. Makise and M. Funaki,
MRS fall meeting 2008, Dec. 2008, in Boston, USA
Annealing eﬀect on the superconductivity of In2 O3 thin ﬁlms:
B. Shinozakia, N. Kokubo, K. Makise S. Takada, T. Yamaguti, S. Ogura, K. Yamada,K. Yano, and H. Nakamura,
21st International Symposium on Superconductivity Oct. 2008 Tsukuba, Japan
Thickness dependence of superconductivity for In/Mo thin ﬁlms:
K. Makise, T. Nakamura and B. Shinozaki,
21st International Symposium on Superconductivity Oct. 2008 Tsukuba, Japan
Mode Locking resonance of driven vortex matter detected by RF impedance technique:N. Kokubo and B. Shinozaki,
21st International Symposium on Superconductivity Oct. 2008 Tsukuba, JapanThe Hall Eﬀect measurement in the high resistance In2 O3 -ZnO polycrystalline ﬁlms:
K.Yamada, T.Yamaguchi, N. Kokubo, B. Shinokazi, K. Yano, H. Nakamura,
The IUMRS International Conference in Asia 2008, Dec. 2008, in Nagoya, Japan
Superconductivity in low carrier transparent Zinc-doped In2 O3 ﬁlms:
K. Makise, N. Kokubo, S. Takada, T. Yamaguti, S. Ogura, K. Yamada, B. Shinozaki,
K. Yano, K. Inoue and H. Nakamura,International Workshop on Superconductivity in Diamond and Related Materials, Jul.
2008 Tsukuba Japan
Installation of a Superconducting Magnet in a Cryogen-Free Dilution Refrigerator:
H. Yayama and M. Yoshimura,
25th international conference on Low Temperature Physics, Aug. 2008, in Amsterdam,
The Netherlands138⟨⟨ 国内での講演 ⟩⟩In・Sb/Mo 膜の伝導特性:
小早川優介，小久保伸人，山田和正，篠崎文重
日本物理学会第 64 回年次大会

polycrystalline In2 O3 -ZnO 膜の EELS 観察と輸送特性:
牧瀬圭正，三石和貴，古屋一夫，山口高史，高田聡，小倉俊助，小久保伸人，山田和正，篠崎文重，笘井重和，矢野公規，中村浩昭
日本物理学会第 64 回年次大会
モードロック共鳴による磁束格子フローの格子方位と交流駆動依存性:
小久保伸人，篠崎文重
日本物理学会第 64 回年次大会

Graphite の磁気抵抗 2:
小倉俊助, 小久保伸人, 山田和正, 篠崎文重
第１１４回日本物理学会九州支部例会

In・Sb/Mo 膜の伝導特性:
小早川優介, 小久保伸人, 山田和正, 篠崎文重
第１１４回日本物理学会九州支部例会
磁束格子フローの格子方位と交流駆動:
小久保伸人, 篠崎文重, P. H. Kes
第１１４回日本物理学会九州支部例会(In2 O3 )1−x (ZnO)x 膜の熱処理効果と輸送特性:
山口高史, 高田聡, 小倉俊助, 小久保伸人, 山田和正, 篠崎文重, 牧瀬圭正, 寺井恒太, 笘井重和, 矢野公規, 中村浩昭
第１１４回日本物理学会九州支部例会(In2 O3 )1−x (ZnO)x 膜の超伝導特性:
高田聡, 山口高史, 小倉俊助, 小久保伸人, 山田和正, 篠崎文重, 牧瀬圭正, 寺井恒太, 笘井重和, 矢野公規, 中村浩昭
第１１４回日本物理学会九州支部例会

139

低キャリア多結晶 (In2 O3 )1−x (ZnO)x 膜の超伝導 II:
山口高史，高田聡，小倉俊助，小久保伸人，牧瀬圭正，山田和正，篠崎文重，矢野公規，中村浩昭日本物理学会 2008 年秋季大会

InO-ZnO 膜の微細構造と輸送特性:
牧瀬圭正，三石和貴，古屋一夫，山口高史，高田聡，小倉俊助，小久保伸人，山田和正，篠崎文重，矢野公規，中村浩昭
日本物理学会 2008 年秋季大会
理系新入生の物理基礎学力変化:
武田信一，篠崎文重，小久保伸人，藤井新一郎，藤原智子
日本物理学会 2008 年秋季大会
アモルファス MoGe 膜における駆動された磁束格子の結晶方位転移 III:小久保伸人，西嵜照和，篠崎文重，P.H. Kes
日本物理学会 2008 年秋季大会

InO-ZnO 薄膜の超伝導特性と微細構造:
牧瀬圭正，三石和貴，古屋一夫，山口高史，高田聡，小倉俊助，篠崎文重，小久保伸人，矢野公規，中村浩昭，山田和正
応用物理学会 2008 年秋季学術講演会
高抵抗 In2 O3 -ZnO 微結晶膜のホール効果測定:
山田和正，山口高史，小久保伸人，篠崎文重，矢野公規，中村浩昭
応用物理学会 2008 年秋季学術講演会駆動された渦糸格子の格子方位:小久保伸人、西嵜照和、篠崎文重、P. H. Kes,
第 16 回渦糸物理国内会議、2008 年 12 月、東京工業大学（大岡山）Electrical characterization of amorphous MoOx nanowires grown by Electron beam
induced deposition:
牧瀬圭正、三石和貴、下条雅幸、竹口雅樹、古屋一夫、篠崎文重

140イノベーションつくば 2008

2008 年 12 月 2 日 つくば国際会議場

多結晶 InO-ZnO 膜の微細構造と輸送特性:
牧瀬圭正、三石和貴、古屋一夫、山口高史、高田聡、小倉俊助、 小久保伸人、山田和正、篠崎文重、矢野公規、中村浩昭
日本顕微鏡学会・第 33 回関東支部講演会 2009 年 3 月 7 日工学院大学
無冷媒希釈冷凍機の開発：
矢山英樹、吉村倫拓、上田泰慎
応用物理学会九州支部学術講演会、2008 年 11 月 30 日、宮崎大学

外部資金⟨⟨ 文部省科学研究費補助金以外の外部資金 ⟩⟩中西倫宏、アカデミックチャレンジ、超精密高速比熱測定法、50 万円
学部４年生卒業研究吉村哲也：(指導教員、篠崎、小久保)：Mo-Ge 超伝導薄膜の作成
滝川陽介：(指導教員、篠崎、山田)：伝導高分子膜の輸送特性
中西倫宏：(指導教員、矢山)：超精密高速比熱測定法の開発

修士論文
小倉俊介：(指導教員、篠崎)：Carbon ﬁber の電気輸送特性
小早川優介：(指導教員、篠崎)：(Inx Sb1−x )/Mo 膜の電気輸送特性
山口高史：(指導教員、篠崎)：(In2 O3 )1−x (ZnO)x 膜の熱処理効果と超伝導特性

学外での学会活動141矢山英樹、応用物理学会九州支部会計幹事
受託研究・民間との共同研究
篠崎:「透明導電材料 IZO の散乱機構の解明」出光中央研究所との研究提携
矢山：「極低温クライオスタットの開発」株式会社低温技術研究所との共同研究

142複雑物性基礎
研究室構成員木村康之 教授
町田光男 准教授
水野大介（特任准教授・九大ＳＳＰ） 准教授
塩野正明 助教
市川正敏 助教

 大学院 修士課程 
植村

仁

坂口啓志

川藤洋志

元永大介

吉田祐輔

木下隆裕

坂本隼人

山本直樹

Jayangani Inoka Ranasinghe
 学部 卒業研究生 
沖
柴田

佑馬
翔

藤野雄貴

木下

英

黒山晃司

近藤

昇

高崎広太

豊田聖啓

鶴島

昂

吉野貴保子

担当授業
電磁気学 (木村康之)、熱と波動論基礎 (木村康之)、物性物理学
ゼミナール (木村康之)、物理数学(木村康之)、物理学(町田光男)、物理学ゼミナール (町田光男)、物理学総合実験 (町田光男) 物理学総合実験（塩野正明）、最先端物理学 (市川正敏)、物理学総合実験 (市川正敏)

143非平衡ソフトマターグループ（木村・市川）

研究・教育目標と成果

 今年度の目標 ○これまで開発を行なってきた非線形誘電緩和スペクトロスコピーや非線形電気光学測定をさまざまな液晶系に適用し、そのダイナミクスに関して新たな知見を得ることを目指した。（４，６，８）○新奇なレーザートラップ手法の開発や、それによる力測定をコロイド系や２分子膜系に適用し、その物性測定を行なうことを目指した。（１，７，９）○複雑なソフトマター複合系における局所レオロジー挙動や相分離過程を詳細に研究することを目指した。（２，３，５，６, １０） 今年度の成果 （１） ネマチック液晶中のコロイド粒子間相互作用の研究（木下、近藤、市川、木村）
ネマチック液晶中にミクロンサイズのコロイド粒子を分散させるとその界面での液晶配向状態に依存して、コロイド間に液晶の弾性を媒介とした相互作用が働くことが知られている。われわれは 2 本の光ピンセットを用いて２つのコロイド粒子を捕捉し、それらの距離を変化させつつ、トラップ位置の微小な変化をその顕微鏡像から観測することで粒子間相互作用の直接測定を行った。本年度はことに、その粒子間相互作用
が粒子の配置によって変化することを実験および数値シミュレーションによる理論に
により明らかにした。また、その温度変化が、液晶の弾性定数に依存して変化することも明らかとなった。
（２） 高分子−液晶混合系の相分離ダイナミクスの研究（元永、市川、木村）144

ネマチック液晶の少量の高分子を混合した系における相分離過程のダイナミクスを顕微鏡観察から観測した。本年度は特にその急冷幅が形成される構造や構造形成の時
間発展に及ぼす影響を調べ、規則的な直鎖構造が限られた領域で起こることを明らかにした。
（３） 拘束空間中での高分子のダイナミクス（植村、高崎、市川、木村）
高分子を壁の間にはさんで擬似２次元空間内に拘束すると、自由空間とは大きく異なった運動を示す。これを実験的に検証する為に、ＤＮＡ１分子の蛍光顕微鏡観察を行った。ことに本年度は蛍光画像から高分子の動径分布関数を計算するとともに、シュ
ミレションの結果と比較を行なった。さらに、ＤＮＡ濃度による拘束の影響の変化を観測し、従来の理論との比較を行なった。
（４） キラルスメクチック液晶の電気光学応答（川藤、市川、木村）
反強誘電性液晶は一層ごとに自発分極が反平行を向いた反強誘電相 SmC∗A 相の他にさまざまな特徴ある副次相を示すことが報告されている。しかしそのダイナミクスに関しては十分には理解が進んでいない。そこで我々は各種の運動モードの検出が可能である非線形誘電緩和測定法と電気光学応答を組み合わせた手法を開発し、これら副次相に適応することで、各相における協同運動モードに関して新たな知見を得ることに成功し、相転移ダイナミクスを解明した。
（５） ラメラ構造中におけるナノ粒子のダイナミクス（山本、市川、木村）

100nm の周期で界面活性剤 2 分子膜が周期的に配列したリオトロピックラメラ構造
中に直径数十 nm の（蛍光）コロイド粒子を分散させその運動を CCD カメラで観測した。観測された粒子の運動から van Hove 相関関数や非ガウスパラメータを計算することで、濃度が濃い場合の粒子の運動が時間的、空間的に不均一であるが、濃度が薄い
場合にはこれらの不均一性が小さくなることを明らかにした。
（６） 等方相−ネマチック相相転移近傍での誘電率の臨界現象（木下、川藤、市川、
木村）
液晶の等方相、ネマチック相相転移は弱い 1 次転移であり、相転移の秩序変数である
配向オーダーパラメーターは相転移点近傍の等方相で臨界現象を示すことが知られている。3 次非線形誘電率が配向オーダーパラメーターに比例することを理論的に予言し、3 次非線形誘電率スペクトルを実験的に観測することで相転移点近傍での配向オー
ダーパラメーターの臨界現象の観測に成功した。

145

（７） コロイド結晶の融解過程の研究（沖、山本、植村、市川、木村）
光ピンセットのレーザーを導電性薄膜に照射することで作成した、局所熱勾配を用いて粒子を集積し、コロイド結晶を作成した。さらに、レーザー照射をとめることで、この２次元コロイド結晶の融解過程を、顕微鏡により実時間観察を行なった。
（８） ドーパント添加ネマチック液晶の電気物性（柴田、川藤、市川、木村）
ネマチック液晶にドーパントを添加した際に顕れる誘電率異常について誘電スペク
トロスコピーの実験を行い、その現象の解明に寄与する結果を得た。
（９） 生きた細胞骨格の非平衡ゆらぎ（豊田、木下、坂本、水野、木村）
アクチン、ミオシンゲルにＡＴＰを添加した系に分散させたコロイド粒子の運動を

van Hove 相関関数や非ガウスパラメータを用いて評価することで、その非平衡度の実
験的な評価に成功した。
（１０） ２つのターゲットパターンの相互作用（吉田、市川、木村）
液晶系の対流パターンであるグリッドパターン上に発生する同心円上のターゲット
パターンの間に同期（同相および逆相）現象を見出した。さらにこれを複素ギンツブ
ルグランダウ方程式を用いてシュミレションし、その同期現象が中心間距離に依存していることを明らかにした。

 来年度の目標 （１−９）(木下、坂本、山本、沖、木下、近藤、高崎、豊田、木村)研究のさらなる発展、及び教育の充実。

発表論文

 原著論文 Self assembly of polymer droplets in a nematic liquid crystal at phase separation:
Kosuke Kita, Masatoshi Ichikawa, Yasuyuki Kimura,Phys. Rev. E 77, 041702 (4pp) (2008).

146

Microrheology of soft matter:
Yasuyuki Kimura
Journal of Physical Society of Japan, 78, 041005 (8pp) (2009).
Synchronization of two target patterns:
Yusuke Yoshida and Yasuyuki Kimura
submitted.
Mechanical property of a giant vesicle studied by optical tweezers:
Yoko Shitamichi, Masatoshi Ichikawa, Yasuyuki Kimura,submitted.
Nonlinear dielectric response of liquid crystals in isotropic phase near isotropic-nematic
phase transition:
Takahiro Kishita, Kazuma Tsutsumi, Masatoshi Ichikawa and Yasuyuki Kimura,submitted.

講演 海外での講演 
Dynamics of Colloidal Particles in Lyotropic Lamellar Phase:
Nnaoki Yamamoto, Masatoshi Ichikawa, Yasuyuki Kimura
22th International Liquid Crystal ConferenceElectro-Optical Spectroscopy of Chiral Smectic Liquid Crystals:
Hiroshi Kawafuji, Masatoshi Ichikawa, Yasuyuki Kimura
22th International Liquid Crystal Conference
Interparticle Force between Colloidal Particles in Nematic Liquid Crystal-Experiments
and Simulations:
Yasuyuki Kimura, Kenji Takahashi, Masatoshi Ichikawa, Junichi Fukuda
22th International Liquid Crystal Conference
Control of Self-Assembly of Polymer Droplets in Nematic Liquid Crystal at Phase147

Separation:
Hiroshi Kawafuji, Kosuke Kita, Masatoshi Ichikawa, Yasuyuki Kimura
22th International Liquid Crystal Conference
Critical Behavior of Permittivity near N-I Phase Transition:
Takahiro Kishita, Kazuma Tsutsumi, Masatoshi Ichikawa, Yasuyuki Kimura
22th International Liquid Crystal Conference 国内での講演 
Self-assembly of polymer droplets in nematic liquid crystal at phase separation:
Yasuyuki Kimura, Kosuke Kita, Masatoshi Ichikawa
International Symposium on Non-Equilibrium Soft Matter
Interparticle force between colloids in nematic liquid crystal:Yasuyuki Kimura, Kenji Takahashi, Masatoshi Ichikawa
International Symposium on Non-Equilibrium Soft Matter
Measurement of mechanical properties of lipid vesicles with optical tweezers:
Masatoshi Ichikawa, Yoko Shitamichi, Yasuyuki KimuraInternational Symposium on Non-Equilibrium Soft Matter
Dynamics of a single DNA molecule conﬁned in a slit:
Hitoshi Uemura, Masatoshi Ichikawa, Yasuyuki KimuraInternational Symposium on Non-Equilibrium Soft Matter
液晶中のコロイド粒子に働く異方的な力の測定:
高橋賢治、市川正敏、木村康之
特定領域「バイオ操作」若手研究者第 3 回ワークショップ

Conformation and dynamics of a single DNA molecule conﬁned in a slit
dilute to semidilute region:
植村仁、市川正敏、木村康之
特定領域「バイオ操作」若手研究者第 3 回ワークショップ

148

〜

from

空間的拘束がある系における高分子の形態とダイナミクス:
植村仁、市川正敏、木村康之
第２回ソフトマター物理若手勉強会
２分子膜系での局所物性測定:
山本直樹、市川正敏、木村康之
第２回ソフトマター物理若手勉強会

I-N 相転移における非線形誘電スペクトルの臨界現象:
木下隆裕、堤一真、市川正敏、木村康之
第２回ソフトマター物理若手勉強会
ネマチック液晶中のコロイド粒子間相互作用:
木村康之、高橋賢治、木下隆裕、市川正敏、福田順一
第６１回界面化学討論会
ネマチックコロイド中の特異な粒子間相互作用:
木下隆裕、高橋賢治、市川正敏、木村康之
第６１回界面化学討論会
液晶-高分子混合系の自己組織構造形成:
川藤洋志、北紘典、市川正敏、木村康之
第６１回界面化学討論会
スリット中のＤＮＡ 1 分子の形態とダイナミクス:
植村仁、市川正敏、木村康之
第６１回界面化学討論会
リオトロピックラメラ相のマイクロレオロジー:
山本直樹、市川正敏、木村康之
第６１回界面化学討論会
脂質膜相分離現象におけるマイクロドメインのダイナミクス:
市川正敏、木村康之
第６１回界面化学討論会
149

空間的拘束がある系での高分子の形態とダイナミクス:
植村仁、市川正敏、木村康之
日本物理学会 2008 秋季大会
傾き操作レーザートラップ:
市川正敏、久保康児、吉川研一、木村康之
日本物理学会 2008 秋季大会
応力の存在下における粘弾性測定:
坂本隼人、木村康之、水野大介、市川正敏
日本物理学会 2008 秋季大会
２分子膜系のマイクロレオロジー:
山本直樹、市川正敏、木村康之
日本物理学会 2008 秋季大会
キラルスメクチック液晶の非線形電気光学応答:
川藤洋志，市川正敏，木村康之
日本物理学会 2008 秋季大会

I-N 相転移における非線形誘電スペクトルの臨界現象:
木下隆裕，市川正敏，木村康之
日本物理学会 2008 秋季大会
液晶分散コロイド粒子に働く配置に依存した相互作用:
高橋賢治、木下隆裕、市川正敏、福田順一、木村康之
日本物理学会 2008 秋季大会
リオトロピックラメラ相の局所構造:
山本直樹、市川正敏、木村康之
第 114 回日本物理学会九州支部会
細胞骨格の非平衡揺らぎ:
木下英、豊田聖啓、山本直樹、坂本隼人、水野大介、木村康之
150

第 114 回日本物理学会九州支部会
空間的拘束下での DNA1 分子の形態とダイナミクス:
植村仁、市川正敏、木村康之
第 114 回日本物理学会九州支部会
応力の存在下におけるマイクロレオロジー:
坂本隼人、水野大介、木村康之
第 114 回日本物理学会九州支部会
準希薄系における高分子の形態とダイナミクス:
高崎広太、植村仁、市川正敏、木村康之
第 114 回日本物理学会九州支部会
液晶-コロイド混合系の構造形成:
元永大介、市川正敏、木村康之
第 114 回日本物理学会九州支部会
液晶中のコロイド粒子間相互作用〜粒径依存性〜:
木下隆裕、市川正敏、福田順一、木村康之
第 114 回日本物理学会九州支部会
コロイド結晶の融解過程の観察:
沖佑馬、植村仁、市川正敏、木村康之
第 114 回日本物理学会九州支部会
液晶中のコロイド粒子間相互作用〜温度依存性:
近藤昇、木下隆裕、山本直樹、市川正敏、木村康之
第 114 回日本物理学会九州支部会
反強誘電性液晶の非線形電気光学応答:
川藤洋志、市川正敏、木村康之
第 114 回日本物理学会九州支部会
液晶電気対流系における２つのターゲットパターンの相互作用:151吉田裕輔、木村康之、市川正敏
第 114 回日本物理学会九州支部会
ドーパント添加液晶の誘電応答:
柴田翔、川藤洋志、市川正敏、木村康之
第 114 回日本物理学会九州支部会
壁に挟まれた準希薄溶液中での高分子の形態とダイナミクス:
高崎広太、植村仁、市川正敏、木村康之
日本物理学会第 64 回年次大会
生きた細胞骨格の非平衡揺らぎ:
豊田聖啓、木下英、坂本隼人、木村康之、Scmidt C.F.、水野大介
日本物理学会第 64 回年次大会
リオトロピックラメラ相の局所物性測定:
山本直樹、市川正敏、木村康之
日本物理学会第 64 回年次大会
液晶中のコロイド粒子間相互作用〜実験とシミュレーション〜:
木下隆裕、市川正敏、福田順一、木村康之
日本物理学会第 64 回年次大会

外部資金

 文部省科学研究費補助金 
文部省科学研究費補助金、特定領域研究 H18-H22
ソフトマターのメソスコピック界面ダイナミックスとその応用研究代表者：木村康之
文部省科学研究費補助金、基盤研究（Ｂ） H18-H19
３次元電気泳動顕微鏡の開発とそのソフトマテリアルへの応用研究代表者：木村康之

152他大学での研究と教育

学部４年生卒業研究沖佑馬：(指導教員、木村康之)：コロイド結晶の融解過程の研究

木下英、豊田聖啓：(指導教員、木村康之)：生きた細胞骨格の非平衡揺らぎ

近藤昇：(指導教員、木村康之)：光ピンセットを用いたコロイド系の力学物性測定

高崎広太：(指導教員、木村康之)：高分子準濃厚系のダイナミクス
柴田翔：(指導教員、木村康之)：ドーパント添加ネマチック液晶の電気物性

修士論文
川藤洋志：(指導教員、木村康之)：キラルスメクチック液晶の非線形電気光学スペクト
ロスコピー
植村

仁：(指導教員、木村康之)：壁に挟まれたＤＮＡ１分子の形態とダイナミクス

元永大介：(指導教員、木村康之)：液晶コロイド系の構造形成
吉田裕輔：液晶電気対流系における２つのターゲットパターンの相互作用

学外での学会活動

Associate Editor: Japanese Journal of Applied Physics (木村康之)

その他の活動と成果
高校生体験入学講師（３月、木村康之）

153

研究室構成員

構造物性グループ（町田・塩野）
担当授業
研究・教育目標と成果

 今年度の目標 
水素結合型物質の研究 (町田光男) 水素結合型物質の相転移と自発分極発生の起源を調べることを研究目的とした。
イオン液体の研究 (町田光男、坂口啓志、黒山晃司、吉野貴保子) イオン液体のガラス転移を調べることを研究目的とした。
リエントラント液晶の研究 (町田光男、塩野正明、J. I. Ranasinghe ) 液晶のリエント
ラント転移を調べることを研究目的とした。
植物花弁色素の構造研究（塩野正明）複雑な錯体構造を持つと予想される花弁色素の結晶作成及び構造解析を目標とした。

 今年度の成果 
水素結合型物質の研究 (町田光男) (CH3 )2 NH2 H2 PO4 では、プロトンオーダーにより自発分極が発生することが分かった。
イオン液体の研究 (町田光男、坂口啓志、黒山晃司、吉野貴保子) 過冷却状態からの構
造緩和、ガラス相の運動を明確にできた。
リエントラント液晶の研究 (町田光男、塩野正明、J. I. Ranasinghe ) リエントラント
ネマチィック相とネマチィック相における配向秩序と分子運動の相違を明確にできた。

154

植物花弁色素の構造研究（塩野正明）ツユクサの花弁から抽出した色素、 commelininのデータ収集・構造決定を行った結果、従来知られていなかった位置に金属イオンが見つかり、ヤグルマギクの花弁色素・protocyanin と同様、４核の錯体であることが見出された。

 来年度の目標 
水素結合型物質の研究 (町田光男) 水素結合型物質のプロトントンネリングについて研究する。
イオン液体の研究 (町田光男、坂口啓志、黒山晃司、吉野貴保子) イオン液体のガラス相と構造緩和について研究する。
ネマチィックグラス相の研究 (町田光男、塩野正明、J. I. Ranasinghe ) ネマチィックグ
ラス相における分子運動と配向秩序について研究する。
植物花弁色素の構造研究（塩野正明）複雑な錯体構造により、青色を発色していると予想される花弁色素の結晶作成及び構造解析を目標とする。

発表論文

 原著論文 Neutron Structure Analysis of Paraelectric and Ferroelectric Phases of (CH3 )2 NH2 H2 PO4 ,M. Machida, E. Magome and M. Komukae,
Ferroelectrics, in print
Structure of commelinin, a blue complex pigment from the blue ﬂowers of Commelina
communis:
M. Shiono, N. Matsugaki and K. Takeda,
Proc. Jpn. Acad., Ser. B 84 (2008) pp. 452-456

155

講演

 海外での講演 
Neutron Structure Analysis of Paraelectric and Ferroelectric Phases of (CH3 )2 NH2 H2 PO4 ,M. Machida, E. Magome and M. Komukae,
Russian/CIS/Baltic/Japan Symposium on Ferroelectricity, Vilnius(Vilnius University,
Lithuania,2008) 国内での講演 NMR Study on Nematic Glassy Phase of 4-cyano-4’-pentylbiphenyl (5CB):
M. Machida, R. Murashima and J. I. Ranasinghe
Unifying Concepts in Glass Physics IV(Kyoto, 2008)(CH3 )2 NH2 H2 PO4 の中性子構造解析:
町田光男，馬込栄輔，小向得優
日本物理学会 2008 年秋季大会 (岩手大学、2008 年)

NMR Study of Nematic Liquid Crystal 7OCB:
M. Machida, R. Murashima, J. I. Ranasinghe
日本物理学会 2008 年秋季大会 (岩手大学、2008 年)
イミダゾリウム系イオン液体の NMR:
坂口啓志、町田光男
日本物理学会 2008 年秋季大会 (岩手大学、2008 年)
イオン液体 bmimPF6 の NMR:
坂口啓志、町田光男
日本物理学会九州支部例会 (福岡工業大学、2008 年)
イオン液体 bmimPF6 の NMR:
坂口啓司，黒山晃司, 町田光男
日本物理学会第 64 回年次大会 (立教大学、2009 年)
13

C NMR determination of the molecular motion in the RN phase of 8OCB/6OCB:
156

Jayangani Inoka Ranasinghe，Mitsuo Machida
日本物理学会第 64 回年次大会 (立教大学、2009 年)
液晶 5CB のネマチックグラス相における配向秩序とダイナミクス:
町田光男
第 15 回中国四国北九州地区誘電体セミナー (広島大学、2008 年)
イオン液体 emimBF4 の NMR:
吉野貴保子、町田光男
第 15 回中国四国北九州地区誘電体セミナー (広島大学、2008 年)
イオン液体 emimTFSI の NMR:
黒山晃司、町田光男
第 15 回中国四国北九州地区誘電体セミナー (広島大学、2008 年)

NMR study of Rentrant Liquid Crystal 6OCBx 8OCB1−x : (x = 0.25):
J. I. Ranasinghe and M. Machida
第 15 回中国四国北九州地区誘電体セミナー (広島大学、2008 年)

外部資金

 文部省科学研究費補助金 
文部省科学研究費補助金、基盤研究 (C)
水素結合型誘電体の量子効果の検証
研究代表者：町田光男

学部４年生卒業研究黒山晃司：(指導教員、町田光男、塩野正明)：イオン液体 emimTFSI の NMR
吉野貴保子：(指導教員、町田光男、塩野正明)：イオン液体 emimBF4 の NMR

157

修士論文
坂口啓司:：(指導教員、町田光男)：イオン液体 [BMIM]PF6 、[EMIM]、[BMIM]Br の

NMR
J. I. Ranasinghe：(指導教員、町田光男、塩野正明)：NMR Study of Liquid Crystals
6OCB, 8OCB and 6OCBx 8OCB1−x

158

複雑流体
研究室構成員鴇田昌之 教授

hh 大学院 修士課程 ii
豊増佳宏

屋代竜太郎

有田瑞希

桐木平香

hh 学部 卒業研究生 ii
青柳克志

長沼宏明

高木一成

藤野雄貴

担当授業
力学基礎・同演習（鴇田昌之），熱力学（鴇田昌之），自然科学概論（鴇田昌之）
研究・教育目標と成果

hh 今年度の目標 ii
ゲル中における界面活性の構造形成 (豊増佳宏、鴇田昌之)
ゲル中における界面活性剤の相分離挙動とこれに伴う自発的構造形成に関する実験的研究を行う．
アガロース溶液の相挙動 (屋代竜太郎、鴇田昌之)
アガロース溶液のゲル化と相分離挙動に及ぼす液体組成の影響を明らかにする．
ゲルを透過する液体の動力学 (有田瑞希、鴇田昌之)
ゲル中を液体が透過する場合の動力学に対する力学モデルを確立する．
単一泡の寿命に及ぼす液体粘度の影響 (桐木平香、鴇田昌之)
単一泡の寿命に及ぼす液体粘度の影響を，液体の組成を変え，実験的に明らかにする．

hh 今年度の成果 ii
ゲル中における界面活性の構造形成 (豊増佳宏、鴇田昌之)
共焦点検鏡法を用いることにより，実空間における構造解析を行った．界面活性剤がゲル中で構築する構造を可視化することに成功した．
アガロース溶液の相挙動 (屋代竜太郎、鴇田昌之)

159

アガロース溶液の相図が水に添加する液体成分によって大きく変わることを見いだ
した．特に，グリセリンはアガロースに対する良溶媒として作用することがわかった．
ゲルを透過する液体の動力学 (有田瑞希、鴇田昌之)
二つのシーブとスプリングからなるゲルモデルを構築し，液体の等価挙動を明らかにした．
単一泡の寿命に及ぼす液体粘度の影響 (桐木平香、鴇田昌之)
この目的のため，液体の粘度を精密に測定するシステムを構築した．

hh 来年度の目標 ii
ゲルを透過する液体の動力学 (有田瑞希、鴇田昌之)
モデルの詳細化と連続対モデルへの展開を試みる．
単一泡の寿命に及ぼす液体粘度の影響 (桐木平香、鴇田昌之)
液体の粘度を精密に測定し，単一泡の寿命との関係を実験的に明らかにする．
液晶形成の動力学 (高木一成、鴇田昌之)
液晶が形成する過程の動力学を実験的に明らかにする．
生体分子の高圧下における物性 (藤野雄貴、鴇田昌之)
ジャイアントベシクルの高圧下における形態転移を実験的に明らかにする．

発表論文

hh 原著論文 ii
Swelling equilibrium of a gel in binary mixed solvents.:
H. Miki, S. Yagihara, S. Mukai, and M. Tokita,
Progress Colloid Polym Sci., (2009) in press.
Structural transition of non-ionic poly(acrylamide) gel.:
S. Mukai, H. Miki, V. Garamus, R. Willmeit, and M. Tokita,
Progress Colloid Polym Sci., (2009) in press.
The role of oxygen on the surface patern formation during a slab gelation.:
T. Uragami, M. Tokita, H. Honjyo, H.J. Barraza, and H. Katsuragi,
Progress Colloid Polym Sci., (2009) in press.

160

Macroscopic pattern formation of liquid crystal in kappa-carrageenan.:
T. Narita, I. Onishi, M. Tokita, and Y. Oishi,
Colloid and Surfaces A, 321 (2008) pp. 117-120

hh その他の論文 ii
アガロースゲルのスピノダル分解：森田隆玄，成田貴行，鴇田昌之：Foods and Food

Ingredients Journal of Japan, 213 (2008) pp. 452-461.
アガロースゲルはなぜ白濁するか？−サブミクロ構造の自発形成−：鴇田昌之：Cellulose

Communications, 15 (2008) pp. 67-72
著書
はじめて学ぶ力学基礎（巨海，篠崎，武田，鴇田共著），J.B. 企画
講演

hh 国内での講演 ii
非イオン性ポリアクリルアミドゲルの２成分混合液体中における平行膨潤:三木啓央，八木原晋，向井貞篤，鴇田昌之
田中豊一記念シンポジウム，ゲルの体積相転移の発見−それからの３０年−
ゲル化時表面パターン形成における酸素の効果:
浦上岳人，鴇田昌之，本庄春男，H.J. Barraza，桂木洋光
田中豊一記念シンポジウム，ゲルの体積相転移の発見−それからの３０年−
単一泡沫の寿命（招待講演）:鴇田昌之
田中豊一記念シンポジウム，ゲルの体積相転移の発見−それからの３０年−
非イオン性ポリアクリルアミドゲルの２成分混合液体中における平行膨潤:三木啓央，八木原晋，向井貞篤，鴇田昌之
田中豊一記念シンポジウム，ゲルの体積相転移の発見−それからの３０年−
単一泡沫の寿命:田崎森彦，桐木平香，向井貞篤，鴇田昌之
第６１回コロイド及び界面化学討論会
外部資金

161

hh 文部省科学研究費補助金 ii
hh 文部省科学研究費補助金以外の外部資金 ii
委任経理金（埼玉第一製薬）
学部４年生卒業研究青柳克志：(指導教員，鴇田昌之)：離散的データーの取り込みと時系列解析．光散乱装置作成に要する離散的データーの収集方法とその時系列解析に関する基礎的研究を行う．
長沼宏明：(指導教員，鴇田昌之)：単一泡の寿命に及ぼす液体の界面張力の影響を実験的に解明する．
高木一成：(指導教員，鴇田昌之)：分子動力学的な研究に供することができるワーク
ステーションを結合したクラスターを構築する．
藤野雄貴： (指導教員，鴇田昌之)：ジャイアントベシクルの高圧下における形態転移を実験的に研究する．
修士論文
豊増佳宏：(指導教員，鴇田昌之)：界面活性剤のゲル中における構造形成．
屋代竜太郎：(指導教員，鴇田昌之)：アガロース溶液の相挙動

162

構造物性
研究室構成員
武田信一 教授
川北至信 助教⟨⟨ 大学院 博士課程 ⟩⟩
加藤保彦

尾原幸治

田原周太

⟨⟨ 大学院 修士課程 ⟩⟩
上野広樹

島倉宏典

城納淳

⟨⟨ 学部 卒業研究生 ⟩⟩山口展史⟨⟨ 研究生 ⟩⟩緒方規男
担当授業
力学基礎・同演習（武田信一）
理系コア 物理学 II（武田信一）
自然科学総合実験（武田信一）
基礎物理実験学・同実験（武田信一）
物理学総合実験（川北至信）

21 世紀プログラム・チュートリアル I（川北至信）
21 世紀プログラム・チュートリアル II（川北至信）
研究・教育目標と成果⟨⟨ 今年度の目標 ⟩⟩共晶型合金の局所構造と動的性質及び電子物性（上野広樹、田原周太、武田信一、川北至信）
融解後の共晶型液体合金の共晶組成領域での異常な密度変化及び構造変化が指摘されている液体 Bi-Sn 合金、液体 Bi-Pb 合金について、放射光施設を利用した X 線回折と研究原子炉などを利用した中性子回折を行い、その液体構造の詳細を調べることを目標とした。また、超音波を用いた音速測定と音波吸収測定を行う。また磁化率測定

163を行い、構造変化と電子状態の関係を明らかにすることを目的とした。
液体 Ge 及び Ge 合金の構造とダイナミクス（加藤保彦、川北至信、武田信一）
液体 Ge について中性子準弾性散乱測定により得た動的構造因子からランジェバン方程式を基礎とした記憶関数とランダム力の観点からとらえ直し、原子レベルでのダイ
ナミクスを明確にした。現在これらの結果をまとめる作業を行っている。
超イオン伝導体の構造とイオン伝導経路の解明（尾原幸治、城納淳、川北至信、武田信一）

Ag-Ge-Se 系超イオン導電性ガラスについて、物理的拘束を与えた RMC 解析を行い、超イオン導電状態転移の様子の様子について温度依存性及び組成変化などについて銀の伝導経路について詳細に調べる。

Li 超イオン導電体 [La4/3yLi3yTi ２ O6] について放射光を用いた高精度な X 線回折実験及び Li の同位体置換をした中性子回折実験を行い、Li イオンの伝導経路に関する情報を得る。
超イオン導電性溶融塩の構造（田原周太、上野広樹、川北至信、武田信一）
超イオン導電性メルトを形成する AgI と、Ag2Se の擬二元混合系溶融塩について組
成を変えて X 線回折及び中性子回折実験を行い、構造の詳細及び Ag イオンの配位の揺らぎなど RMC 解析を行って調べ、伝導度の関係を明らかにする。
分子性液体（島倉宏典、緒方規男、川北至信、武田信一）
分子間相関を持つ分子性液体二酸化塩素について放射光 X 線により静的構造を求め、ラマン散乱から液体分子のダイナミクスを調べる。液体の中で分子間相互作用がどのように液体構造に影響しているかを回折データをもとにした構造モデリングにより可視化する。また水溶液に着いてもその静的構造を明らかにする。

⟨⟨ 今年度の成果 ⟩⟩共晶型合金の局所構造と動的性質及び電子物性（上野広樹、田原周太、武田信一、川北至信）
液体 Bi-Sn 合金について共晶組成領域を中心として、放射光施設 SPring8 BL08W を用いて X 線透過法により回折実験及び X 線吸収法により密度測定を行い、興味深い結果を得ることができた。これらの結果は液体物質の国際会議（LM7）で発表してきた。
また英国 ISIS、SANDALS で中性子回折実験を行い、X 線回折実験と RMC モデリン
グから低温液体と高温液体の構造では異なる結果を得る事ができた。共晶組成を中心

164

に磁化率測定も行い興味深い結果を得ることができたが現在電子状態については検討中である。また、超音波を用いた実験については移転作業もあり、現在測定を行っている。
液体 Ge 及び Ge 合金の構造とダイナミクス（加藤保彦、川北至信、武田信一）
液体 Ge について中性子準弾性散乱測定により得た動的構造因子からランジェバン方程式を基礎とした記憶関数とランダム力の観点からとらえ直し、原子レベルでのダイ
ナミクスを中心として現在これらの結果をまとめ作業を行っている。
超イオン伝導体の構造とイオン伝導経路の解明（尾原幸治、城納淳、川北至信、武田信一）

Li 超イオン導電体 [La4/3yLi3yTi ２ O6] について SPring8 で放射光 X 線を用いて高精度な X 線回折実験を、また原研 HERMES での中性子回折実験を行った。これらの実験結果及び RMC モデリングを行い、Li イオンの伝導に関して従来の見方を変える
新たな結果を得ることができた。これらの結果は固体イオニクスなどの国際会議や放射光学会などで発表し、多くの研究者の興味を集める事ができた。放射光学会発表で尾原は学生発表賞を受賞した。

Ag-Ge-Se 系超イオン導電性ガラスについて、物理的拘束を与えた RMC 解析から超イオン導電状態転移の様子について温度及び組成変化について銀の伝導経路との関連を調べている。
超イオン導電性溶融塩の構造（田原周太、上野広樹、川北至信、武田信一）
超イオン導電性メルト状態を形成する AgI と Ag2Se の擬二元混合系溶融塩について組成を変えて X 線回折及び中性子回折実験を行った。AgI に Ag2Se が入って行くにつれて AgI で特徴的な 1.8（1/A）の プレピークが消失して行くこと、また回折実験及びRMC モデリングの結果からは Ag2Se 濃度が増すにつれて Ag イオン間の揺らぎが小さ
くなって行くなど興味深い結果が得られた。これらの結果については溶融塩の国際会
議などで発表してきた。
分子性液体（島倉宏典、緒方規男、川北至信、武田信一）
分子間相関を持つ分子性液体二酸化塩素について SPring8 BL04B2 放射光 X 線により静的構造を得て、配向相関を持った分子性液体の構造解析における RMC 構造モデリ
ングの解析を試みている。結晶固体の二量体とは異なるがそれに近い配向相関を有す
る液体の配位構造及び温度変化を得ている。またこの液体におけるラマン散乱の結果と液体中における分子における運動を調べており、その分子性液体の構造と運動の可視化を行っている。また水溶液の構造についても検討を行っている。

165

今年度は研究成果について相互討論の場として博士課程の尾原幸治が中心となって

FR 経費で院生企画シンポジウム「ランダム系物性研究の基礎と展望 -イオン伝導のダイナミクスと中距離構造ゆらぎ- 」のシンポジウムを、外部のランダム物質研究者を招聘して行った。集まった研究者からは高い評価を得る事ができた。

⟨⟨ 来年度の目標 ⟩⟩共晶型合金の局所構造と動的性質及び電子物性（上野広樹、山口展史、田原周太、武田信一、川北至信）
共晶型液体合金及び相分離を内包する液体合金（液体 Bi-Sn、Bi-Zn 合金など）についてミクロ領域での揺らぎの観点から構造や動的性質について調べる。
液体 Ge 及び Ge 合金の構造とダイナミクス（加藤保彦、川北至信、武田信一）
液体 Ge 及び Ge 合金系の構造とダイナミクスについてこれまでの結果をまとめる。

Li 超イオン伝導体の構造とイオン伝導経路の解明（尾原幸治、城納淳、川北至信、武田信一）

Li 超イオン導電体 [La4/3yLi3yTi ２ O6] についての構造の詳細と Li イオンの伝導経路の解明を行う。

Ag-Ge-Se 系超イオン導電性ガラスについて、物理的拘束を与えた RMC 解析から
超イオン導電状態転移の様子について温度及び組成変化について銀の伝導経路との関連を調べている。

Ag 超イオン伝導体の構造とイオン伝導経路の解明（Rosantha、島倉宏典、川北至信、
武田信一）

Ag-Ge-Se 系超イオン導電性ガラスについて、XAFS 測定を行い、超イオン導電状態
転移における Ag イオンの周りの局所構造の変化を求め、構造と銀の伝導経路との関連を調べる。

AgIAgPO3 混合系ガラスについて構造測定を行い、構造とイオン伝導度、銀の伝導経路との関連を調べる。
超イオン導電性溶融塩の構造（田原周太、上野広樹、川北至信、武田信一）
超イオン導電性メルト状態を形成する AgI に通常のアルカリハライド溶融塩との混合系で Ag イオン間の揺らぎや超イオン導電メルトとの関連を調べる。

166

分子性液体（島倉宏典、川北至信、武田信一）
配向相関を持つ分子性液体二酸化塩素について RMC 構造モデリングによる解析をまとめ、液体中における分子における構造と運動とをまとめる。

発表論文⟨⟨ 原著論文 ⟩⟩Partial Structures of molten AgBr
Hiroki Ueno, Shuta Tahara, Yukinobu Kawakita, Shinji Kohara and Shin’ichi Takeda
Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A (2009) pp.322-324
The structure of molten CuCl, CuI and their mixtures as investigated by using neutron
diﬀraction
James W.E. Drewitt, Philip S. Salmon, Shin’ichi Takeda and Yukinobu Kawakita
J. Phys.:Condens. Matter, 21(2009) 075104(9pp)
Eﬀect of pore size and salt doping on the protonic conductivity of mesoporous alumina
Hangyan Shen, Hideki Maekawa, Junichi Kawamura, Yoshio Matsumoto, Tsutomu
Yamamura, Yukinobu Kawakita, Kaoru Shibata, Masayoshi Kawai
Solid State Ionics, 179 (2008) pp.1133-1137
Study of the analyzer crystals for use in the near-backscattering spectrometer DNA at
J-PARC
Nobuaki Takahashi, Kaoru Shibata, Taku J. Sato, Yukinobu Kawakita, Itaru Tsukushi,
Naoto Metoki, Kenji Nakajima, Masatoshi Arai
Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A (2009) pp.91-93
Viscoelastic properties of room temperature ionic liquids
Wataru Makino, Ryoko Kishikawa, Makoto Mizoshiri, Shinichi Takeda, Makoto Yao
J. Chem. Phys. 129, 104510 (2008)⟨⟨Proceedings⟩⟩
Anomalous cation distribution of molten noble-metal halides
Yukinobu Kawakita, Shuta Tahara, Hiroki Ueno and Shin’ichi Takeda
2008 Joint Symposium on Molten Salts, Molten Salts 8, 2nd Asian Conference on
167

Molten Salts, 40th Meeting of MSCJ
Structure of molten Ag2Se-AgI mixtures
Shuta Tahara, Hiroki Ueno, Koji Ohara, Yukinobu Kawakita, Shin’ichi Takeda, Shinji
Kohara, Masayoshi Itou, Satoru Ohno
2008 Joint Symposium on Molten Salts, Molten Salts 8, 2nd Asian Conference on
Molten Salts, 40th Meeting of MSCJ
Temperature dependence of molten structure of silver halide mixtures
Hiroki Ueno, Shuta Tahara, Yukinobu Kawakita, Shinji Kohara, Shin’ichi Takeda
2008 Joint Symposium on Molten Salts, Molten Salts 8, 2nd Asian Conference on
Molten Salts, 40th Meeting of MSCJ
著書
初めて学ぶ力学基礎
巨海玄道、篠崎文重、武田信一、鴇田昌之

共著（J.B. 企画）

講演⟨⟨ 海外での講演 ⟩⟩Structural change in eutectic liquid alloys above liquidus temperature
R. Suenaga, H. Ueno, S. Takeda, Y. Kawakita, K. Ohara, S. Kohara, M. Itou
7th Liquid Matter Conference, 2008, June, Lund, Sweden.
Slow Dynamic Properties of Molten AgI and AgCl-AgI Mixtures
Shin’ichi Takeda and Yukinobu Kawakita
7th Liquid Matter Conference, 2008, June, Lund, Sweden.
Structural Analysis for Lithium Lanthanum Titanate with perovskite structure
Koji Ohara, Yukinobu Kawakita, Laszlo Temleitner, Laszlo Pusztai, Shinji Kohara,
Atsushi Jono, Hironori Shimakura, Naoki Inoue and Shin’ichi Takeda
ICTMC-16 International Conference of Ternary and Multinary Compounds,2008 年 9月 18 日,Berlin,Germany

168

Conceptual design and expected energy resolution of the spallation source Si-analyzer
backscattering spectrometer DNA at J-PARC
Nobuaki Takahashi, Kaoru SHIBATA, Taku J. SATO, Yukinobu KAWAKITA, Itaru
TSUKUSHI, Kenji NAKAJIMA, Masatoshi ARAI
JCNS-WS 2008 ”Modern Trends in Neutron Scattering Instrumentation”,2008 年 10 月
15 日,Juelich Centre for Neutron Science, Munich,Germany
Instrumental design and excepted performance of the near backscattering Si crystal
analyzer spectrometer DNA at the J-PARC pulsed neutron source
Kaoru SHIBATA, Nobuaki TAKAHASHI, Yukinobu KAWAKITA, Taku J. SATO,
Itaru TSUKUSHI, Hiroshi NAKAGAWA, Satoru FUJIWARA, Kenji NAKAJIMA,
Masatoshi ARAI
JCNS-WS 2008 ”Modern Trends in Neutron Scattering Instrumentation”,2008 年 10 月
17 日,Juelich Centre for Neutron Science, Munich,Germany
Si backscattering spectrometer at the pulsed neutron source of J-PARC
Nobuaki Takahashi, Kaoru SHIBATA, Yukinobu KAWAKITA, Taku J. SATO, Itaru
TSUKUSHI, Hiroshi Nakagawa, Satoru Fujiwara, Kenji NAKAJIMA, Masatoshi ARAI
Dynamics of Soft Matter 2008,2008 年 12 月 5 日,Boston,USA⟨⟨ 国内での講演 ⟩⟩ランダムメディア中のイオン伝導現象 −超イオン伝導ガラスと超イオン伝導メルトの類似性−
川北至信、田原周太、尾原幸治、末永亮介、小原真司、武田信一
第 12 回超イオン導電体物性研究会・第 49 回固体イオニクス研究会,2008 年 6 月 27 日,
山形市市民活動支援センター

La4/3-xLi3xTi2O6 の粉末 X 線構造解析
尾原幸治、小原真司、川北至信、井上直樹、武田信一
第 12 回超イオン導電体物性研究会・第 49 回固体イオニクス研究会,2008 年 6 月 27 日,
山形市市民活動支援センター
溶融相およびガラス相における貴金属イオンのイオン伝導性と構造揺らぎ
川北至信
日本物理学会 2008 年秋季大会,2008 年 9 月 22 日, 岩手大学,

169

二酸化塩素分子性液体の構造
島倉宏典、緒方規男、川北至信、尾原幸治、小原真司、武田信一
日本物理学会 2008 年秋季大会,2008 年 9 月 23 日, 岩手大学

Bi-Sn 合金系の液体構造の温度依存性
上野広樹、末永亮介、尾原幸治、伊藤真義、小原真司、川北至信、武田信一
日本物理学会 2008 年秋季大会,2008 年 9 月 23 日, 岩手大学
液体 Bi-Sn 合金の帯磁率
田原周太、大野智、岡田龍哉、川北至信、武田信一
日本物理学会 2008 年秋季大会,2008 年 9 月 23 日, 岩手大学
ぺロブスカイト系酸化物の Li イオン伝導と構造
尾原幸治、川北至信、城納淳、小原真司、井上直樹、武田信一
日本物理学会 2008 年秋季大会,2008 年 9 月 20 日, 岩手大学
中性子 TOF 単結晶回折に於ける熱散漫散乱
柴田薫、高橋伸明、筑紫格、川北至信、佐藤卓、中島健次、新井正敏
日本物理学会 2008 年秋季大会,2008 年 9 月 21 日, 岩手大学

Anomalous cation distribution of molten noble-metal halides
Yukinobu Kawakita, Shuta Tahara, Hiroki Ueno and Shin’ichi Takeda
2008 Joint Symposium on Molten Salts, Molten Salts 8, 2nd Asian Conference on
Molten Salts, 40th Meeting of MSCJ,2008 年 10 月 20 日,Kobe,Japan
Structure of molten Ag2Se-AgI mixtures
Shuta Tahara, Hiroki Ueno, Koji Ohara, Yukinobu Kawakita, Shin’ichi Takeda, Shinji
Kohara, Masayoshi Itou, Satoru Ohno
2008 Joint Symposium on Molten Salts, Molten Salts 8, 2nd Asian Conference on
Molten Salts, 40th Meeting of MSCJ,2008 年 10 月 20 日,Kobe,Japan
Temperature dependence of molten structure of silver halide mixtures
Hiroki Ueno, Shuta Tahara, Yukinobu Kawakita, Shinji Kohara, Shin’ichi Takeda
2008 Joint Symposium on Molten Salts, Molten Salts 8, 2nd Asian Conference on
170

Molten Salts, 40th Meeting of MSCJ,2008 年 10 月 20 日,Kobe,Japan
結晶用 RMC ソフト「RMCPOW」
尾原幸治
第 3 回不規則系物質先端科学研究会、2008 年 10 月 31 日、東京国際交流会館
共晶組成を持つ銀ハロゲン混合系の融体構造
上野広樹、田原周太、小原真司、川北至信、武田信一
第 114 回日本物理学会九州支部例会,2008 年 12 月 6 日, 福岡工業大学
逆モンテカルロ法を利用したペロブスカイト型酸化物の構造解析
尾原幸治、川北至信、小原真司、Laszlo Temleitner、Laszlo Pusztai、上野広樹、城納淳、島倉宏典、井上直樹、武田信一
第 114 回日本物理学会九州支部例会,2008 年 12 月 6 日, 福岡工業大学
二酸化塩素分子性液体の分子間相関
島倉宏典、緒方規男、川北至信、尾原幸治、小原真司、武田信一
第 114 回日本物理学会九州支部例会,2008 年 12 月 6 日, 福岡工業大学
超イオン伝導体融体におけるカチオン−カチオン相関
川北至信
日本中性子科学会

第 8 回年会,2008 年 12 月 2 日, 名古屋大学

貴金属ハライド混合融体の部分構造
上野広樹、川北至信、武田信一、田原周太、小原真司
日本中性子科学会

第 8 回年会,2008 年 12 月 1 日, 名古屋大学

二酸化塩素分子性液体の静的構造
島倉宏典
九大 FR 大学院生企画プログラム「ランダム系物性研究の基礎と展望−イオン伝導のダイナミクスと中距離構造ゆらぎ−」、2008 年 12 月 19 日、九州大学
溶融塩混合系 AgCl-AgI の静的構造
上野広樹
九大 FR 大学院生企画プログラム「ランダム系物性研究の基礎と展望−イオン伝導の171

ダイナミクスと中距離構造ゆらぎ−」、2008 年 12 月 19 日、九州大学
特異的カチオン分布を持つ超イオン導電メルトの構造
田原周太
九大 FR 大学院生企画プログラム「ランダム系物性研究の基礎と展望−イオン伝導のダイナミクスと中距離構造ゆらぎ−」、2008 年 12 月 20 日、九州大学
多結晶質 Li 系超イオン導電体のイオン伝導尾原幸治
九大 FR 大学院生企画プログラム「ランダム系物性研究の基礎と展望−イオン伝導のダイナミクスと中距離構造ゆらぎ−」、2008 年 12 月 20 日、九州大学
二酸化塩素分子性液体の配向相関
島倉宏典、緒方規男、川北至信、尾原幸治、小原真司、武田信一
第 22 回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム,2009 年 1 月 12 日, 東京大学
本郷キャンパス
ペロブスカイト型酸化物の Li イオン伝導機構
尾原幸治、川北至信、小原真司、Laszlo Temleitner、 Laszlo Pusztai、上野広樹、城納淳、島倉宏典、井上直樹、武田信一
第 22 回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム,2009 年 1 月 12 日, 東京大学
本郷キャンパス
溶融 Ag2Se-AgI 混合系の構造
田原周太、上野広樹、尾原幸治、川北至信、武田信一、小原真司、大野智
第 22 回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム,2009 年 1 月 11 日, 東京大学
本郷キャンパス
ランダム媒質中の貴金属イオンの高速イオン伝導性に基づく構造揺らぎ
川北至信、田原周太、上野広樹、尾原幸治、小原真司、武田信一
第 22 回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム,2009 年 1 月 11 日, 東京大学
本郷キャンパス散乱実験とリバースモンテカルロ法
川北至信

172

シンポジウム「J-PARC における中性子科学と計算科学の連携あるいは融合研究」,2009
年 3 月 17 日, 日本原子力研究開発機構

J-PARC センター

液体 Bi-Sn 合金系ミクロ構造の解析
上野広樹、末永亮介、尾原幸治、伊藤真義、小原真司、川北至信、武田信一
日本物理学会第 64 回年次大会,2009 年 3 月 29 日, 立教大学
二酸化塩素分子性液体の構造解析
島倉宏典、緒方規男、川北至信、尾原幸治、小原真司、武田信一
日本物理学会第 64 回年次大会,2009 年 3 月 29 日, 立教大学
溶融セレン化銀−ヨウ化銀混合系の静的構造
田原周太、上野広樹、尾原幸治、川北至信、武田信一、小原真司、大野智
日本物理学会第 64 回年次大会,2009 年 3 月 30 日, 立教大学
ペロブスカイト型 Li イオン導電体の伝導経路と組成依存性
尾原幸治、川北至信、小原真司、Laszlo Temleitner、Laszlo Pusztai、井上直樹、武田信一
日本物理学会第 64 回年次大会,2009 年 3 月 29 日, 立教大学
（La、Li）Ti2O6 のリチウムイオン位置と電子エネルギー
野本浩嗣、中川孟、井上直樹、尾原幸治、川北至信、武田信一
日本物理学会第 64 回年次大会,2009 年 3 月 29 日, 立教大学

J-PARC 高強度中性子全散乱装置（NOVA）の建設
大友季哉、三沢正勝、鈴谷賢太郎、金子直勝、大下英敏、福永俊晴、伊藤恵司、森一
広、杉山正明、亀田恭男、山口敏男、吉田享次、川北至信、丸山健二、社本真一、高田慎一、佐藤節夫、武藤豪、鈴木純一、安芳次、宇野彰二、田中真伸
日本物理学会第 64 回年次大会,2009 年 3 月 30 日, 立教大学

Si 結晶アナライザー背面反射型分光器 DNA の装置仕様検討
柴田薫、高橋伸明、川北至信、佐藤卓、筑紫格、中川洋、藤原悟、中島健次、新井正敏
日本物理学会第 64 回年次大会,2009 年 3 月 30 日, 立教大学
外部資金

173

⟨⟨ 文部省科学研究費補助金以外の外部資金 ⟩⟩川北至信

NEDO「水素貯蔵材料先端基盤研究事業（代表 秋葉悦男 産業技術総合研究所・主幹研究員）における「中性子実験装置による水素貯蔵先端材料に関する基礎研究」（代表 大友季哉 高エ
ネルギー加速器研究機構・準教授）からの再委託経費

2007 年 6 月〜2010 年 3 月

900 千円 (2007 年度分）／総額 3,000 千円（間接経費 15%含む）
他大学での研究と教育
熊本大学 大学院自然科学研究科 「液体の構造と超音波測定」自然科学研究科の物理系大学院生を対象として集中講義を行った。
学部４年生卒業研究
山口展史：（指導教員、武田信一、川北至信）：Bi-Sn 液体合金の超音波測定
修士論文
上野広樹：
（指導教員、川北至信、武田信一）：Ag ハライド超イオン導電メルトにおける混合ハロゲン効果と構造モデリング
学外での学会活動
日本物理学会 領域６代表（武田信一）
受託研究・民間との共同研究
大幸薬品工業との「純粋二酸化塩素液剤内における二酸化塩素ガスの動態解明実験」
に関する共同研究2007 年 11 月〜2008 年 10 月

4,400 千円（間接経費含まず）(川北至信）

その他の活動と成果
日本原子力研究開発機構と高エネルギー加速器研究機構が進める大強度陽子加速器
計画 J-PARC において、物質生命研究施設に設置される中性子非弾性散乱分光器の開発を目的とした研究嘱託業務を行った。(川北至信)

174

学術創成研究費「パルス中性子源を活用した量子機能発現機構に関する融合研究」
（代
表

池田進

高エネルギー加速器研究機構・教授）において

第３班「非一様系における量子組織構造とダイナミックス研究」（分担 福永俊晴 京
都大学・教授）の班員として研究活動を行った。（川北至信)
高校出前講義「物理学のおもしろさについて」長崎県立長崎北高等学校で二年生を対象に物理のおもしろさについてはなし、数名から高校での物理とは異なる新鮮さを感じたとの感想を得た。（2008 年 10 月 31 日 武田信一）

175

平成 20 年度客員教授
粒子物理学講座
本林透 主任研究員 (理化学研究所 重イオン核物理学研究室)
原子核物理学の分野では、大強度陽子加速器施設 (J-PARC) と RI ビームファク
トリー (RIBF) という、世界をリードする 2 つの計画が動き出した。後者は理化学研究所の仁科加速器センターが進めている計画で、ウランに至るまでの全元素を世界最大強度で加速することにより、研究対象としての原子核の領域を自然界には存在しない不安定核に大きく広げるものである。
本林氏は、その仁科加速器センター内にある重イオン核物理学研究室の主任研究員で、RIBF による物理学研究推進の中核グループを率いて不安定核物理学や宇宙核物理学の分野で研究成果を挙げておられると同時に、共用促進・産業連携部長として、理研外研究者の施設利用や加速器利用実験の支援にも尽力されている。
粒子物理学グループには、かつては理化学研究所の加速器施設を主たる活動場所としている研究グループがあり、理化学研究所と連携した研究・教育が盛んに行われていた。その活動の中心となっていた教員の退職でかつてのレベルの交流はなくなったが、今も理化学研究所の加速器を用いて活発な研究活動を行っている教員がおり、核子自由度に基づく原子核物理学を研究している現在の当講座と物理の分野としても密接に関連している。また、理化学研究所が進めている不安
定核物理学の進展には、理論核物理学グループも大きく寄与している。
このような環境の中、今後の九大と理研との協力のあり方を考えていくために、本林氏に客員教授に就任して戴いた。研究コミュニティや理研の委員会などで顔を合わせる折にそうした面の議論を行った他、2 月には九大を訪問して戴き、物理学教室談話会で RIBF での研究活動の紹介をして戴いた。

176

平成２０年度 教職員一覧
研究グループ
素粒子理論
理論核物理
宇宙物理理論
粒子物理学

教授
井上 研三
八尋 正信
橋本 正章
野呂 哲夫
相良 建至

物性理論
統計物理学

本林 透+
小田垣 孝
中西 秀

凝縮系理論
磁性物理学

和田 裕文

量子微小物性 渡部 行男
極限電子物性 巨海 玄道
低次元電子物性 篠崎 文重
木村 康之
複雑物性基礎
複雑流体
構造物性

准教授
原田 恒司
清水 良文
若狭 智嗣
寺西 高
吉森 明
野村 清英
河合 伸
成清 修
日高 昌則
光田 暁弘

矢山 英樹
町田 光男

鴇田 昌之
武田 信一
+ 客員教授

助教
緒方 一介
山岡 均
森川 恒安
藤田 訓裕
松井 淳
御手洗 菜美子

浅野 貴行
荒井 毅#
中野 智仁
山田 和正
塩野 正明
市川 正敏
川北 至信
# 准助教

前田豊和
上田廣孝 上田雄也

技術職員

原子核実験室
極低温実験室学科事務職員

山路有希 久保早苗 大塚恵理子 浴山文子
古木多恵子 徳永美保

177

平成２０年度物理学教室各種委員（教室運営にもっとも関係の深い委員のみ）
物理部門長・専攻長：和田物理副部門長：相良、木村
基礎粒子系専攻長：和田凝縮系副専攻長：木村
教育課程委員：野呂、井上、木村、武田、河合、町田、若狭、光田、緒方、川北、山田
経理委員：相良中期・将来計画委員：中西、八尋、相良、鴇田、中西、木村、和田
大学院 GP：中西（FR）、清水（FR）、篠崎（AS）、武田（AS）
キャンパス移転委員：鴇田、町田
図書委員：吉森、成清
情報委員：清水、野村、山岡、森川談話会委員：吉森
社会連携委員：篠崎、日高、矢山、橋本
体験入学：光田、浅野
年次報告担当委員：渡部、河合、寺西
就職・成績管理担当：相良、寺西、成清
学年担当：吉森（１）光田（２）、町田（３）、原田（４）、野村（０４）、中西（０３）、清水（０２）、相良（０１）、野呂（００，９９）
広報委員：原田、寺西、野村、若狭、河合、松井
奨学金資格検討委員：巨海、原田、塩野、武田
学生確保委員：八尋、木村、鴇田、相良、光田、御手洗、和田
入試問題検討委員会：鴇田，篠崎，木村，吉森，原田
業績評価部会：巨海、小田垣、八尋、和田
六本松地区委員
地区主任：武田全学教育理科部会：鴇田
物理教育小部会：巨海、橋本
学生実験主任：篠崎
経理委員：河合図書委員：成清
暫定移転委員：矢山地区運営：鴇田
ＴＡ関連：橋本、篠崎
ネットワーク：山岡
排水・廃棄物管理：矢山

178

平成２０年度 物理学教室談話会
月日
第１回
第２回
第３回
第４回
第５回

4月21日

講師
Dr. Michael Engel(Univ. of Stuttgart)

講演タイトル

世話人

Complex Crystals andQuasicrystals in a Simple Model
System藤江 遼

柴田 達夫氏細胞における走化性情報処理
5月27日 （広島大学理学研究科数理御手洗 菜美子のゆらぎと協同性
分子生命理学専攻准教授）
瀬戸 秀紀氏
中性子でソフトマターを見る方
6月25日 （高エネルギー加速器研究機
木村 康之
法
構 教授）
国広 悌二氏
有限温度・密度におけるクォー
6月24日 （京都大学大学院理学研究清水 良文
ク準粒子描像科）
香取 眞理氏
非衝突ブラウン運動・多重エル
7月29日 （中央大学理工学部物理学
小田垣 孝
ミート関数・ランダム行列科）

第６回 12月10日

坂口 治隆氏（宮崎大学工学部教授）

中間エネルギー陽子弾性散乱
で核内中性子分布を探る

野呂 哲夫

第７回 12月18日

井上 順一郎氏(名古屋大学工学部教授）

スピンホール効果

巨海 玄道

本林 透氏
高速RIビームによる直接反応核
1月19日 （理化学研究所本林重イオン
野呂 哲夫
分光
核物理研究室 主任研究員）
鶴見 敬章氏
ペロブスカイト型強誘電体の分
第９回 1月22日 （東京工業大学理工学研究渡部 行男
極機構からみた物性発現
科材料工学専攻 教授）
Prof. Mogens Hφgh Jensen
Oscillations Patterns in Genetic
第１０回 2月18日 (Niels Bohr Inst.,Univ.of
御手洗 菜美子
Feed-Back Networks
Copenhagen, Denmark)
第８回

179

物性理論セミナー
講師：金鋼氏 （分子科学研究所）
演題：「ランダム媒体中の遅い緩和：ガラス転移とローレンツガスのクロスオーバー」
開催日：平成２０年７月１８日
場所：物性理論セミナー室（２６３５室）
講師：狩野康人氏 （九州大学量子生物化学研究室）
演題：「小粒子―中粒子混合溶液中における中粒子の特異吸着と大粒子間に働く引力」
開催日：平成２０年８月１日
場所：物性理論セミナー室（２６３５室）
講師：尾嶋拓氏 （九州大学理学府物理）
演題：「さまざまなネットワーク上での有限の記憶をもった Self-avoiding walk」
開催日：平成２０年１０月２３日
場所：物性理論セミナー室（２６３５室）
講師：秋山良氏 （九州大学量子生物化学研究室）
演題：「液体の積分方程式理論を用いた剛体球２成分系の相分離の研究」
開催日：平成２０年１１月７日
場所：物性理論セミナー室（２６３５室）
講師：今田長英氏 （福岡大学大学院工学研究科）
演題：「環境問題の動向と対応」
開催日：平成２１年１月１６日
場所：物性理論セミナー室（２６３５室）

180

平成 20 年度 九大原子核セミナー開催一覧
第 842 回 2008 年 5 月 9 日 (金)講師：矢向 謙太郎 氏 (東京大学大学院理学系研究科)
演題：(p,n)・(n,p) 反応を用いた二重ベータ崩壊過程の研究
第 843 回 2008 年 5 月 16 日 (金)講師：藤井 新一郎 氏 (九州大学)
演題：核子数 10 を超える原子核構造の現実的核力に基づく微視的記述
第 844 回 2008 年 6 月 27 日 (金)講師：橘 基 氏 (佐賀大学)
演題：有限密度 QCD におけるスペクトル連続性
第 845 回 2008 年 7 月 28 日 (月)講師：松柳 研一 氏 (理化学研究所、仁科加速器研究センター)
演題：大振幅集団運動論と変形共存/混合現象
第 846 回 2008 年 9 月 8 日 (月)講師：米山 博志 氏 (佐賀大学)
演題：虚数化学ポテンシャルとカイラルランダム行列模型
第 847 回 2008 年 11 月 14 日 (金)講師：原田 恒司 氏 (九州大学)
演題：Problems in the derivations of the renormalization group equation for the
low momentum nucleon interactions
第 848 回 2008 年 11 月 21 日 (金)講師：全 卓樹 氏 (高知工科大学)
演題：エキゾティックな量子ホロノミ
第 849 回 2008 年 12 月 12 日 (金)講師：上村 正康 氏 (理化学研究所)
演題：超対称性粒子スタウが触媒する新奇なビッグバン元素合成 (その２)第 850 回 2008 年 12 月 16 日 (火)講師：Prof. V. I. Zakharov (ITEP,MPI)
演題：Magnetic degrees of freedom in Yang-Mills theories

181

第 851 回 2008 年 12 月 19 日 (金)講師：松尾 正之 氏 (新潟大学)
演題：ダイニュートロン相関と対移行
第 852 回 2009 年 1 月 16 日 (金)講師：叶 涛 氏 (九州大学)
演題：Analysis of deuteron elastic scattering from 6,7 Li using the continuum discretized coupled channels method
第 853 回 2009 年 3 月 23 日 (月)講師：Prof. Wolfgang Kretschmer (Erlangen Univ., Germany)
演題：The Erlangen AMS facility and its applications to interdisciplinary research182平成２０年度非常勤講師一覧
学部担当
講師
伊藤早苗
矢木雅敏
及川正行
入佐正幸
杉本章二郎

所属
応用力学研究所・教授
応用力学研究所・教授
応用力学研究所・教授
九州工業大学情報工学部・准教授
高エネルギー加速器研究機構

題目

特別講義Ⅶ (非線形物理学)
生物物理学
高エネルギー実験学

講師

所属

題目

柴田 達夫

広島大学大学院理学研究科
数理分子生命理学専攻・准教授

細胞の理論生物学

プラズマ物理学大学院担当

井上 順一郎 名古屋大学大学院工学研究科・教授

スピン注入と量子輸送現象

国広 悌二

カイラル有効理論に基づくクォーク・ハドロ
ン多体系の物理学

京都大学理学研究院・教授

鶴見 敬章 東京工業大学大学院理工学研究科・教授 強誘電体及び強誘電体薄膜の形成と物性
瀬戸 秀紀 筑波大学ＫＥＫ・教授
ソフトマターの時空間構造
坂口 治隆 宮崎大学工学部・教授
新原子核反応入門
香取 眞理 中央大学理工学部・教授
非平衡統計物理学
江里口 良治 東京大学大学院総合文化研究科・教授 定常磁場をもつ恒星とその周辺構造
本林 透（客員教授）

理化学研究所・主任研究員

高速RIビームによる直接反応核分光183平成２０年度外国人研究者等受入記録
氏名（所属・職)

国籍

受入の目的

受入期間

受入者

Michael Engel(Stuttgart大学・研究補助員)

ドイツ

レナードジョーンズガ
ウシアンポテンシャルの研究

H20. 4. 1～
H20. 6. 27

小田垣孝

V.I. Zakharov(マックスプランク研究所・
教授)

ロシア

量子色力学の研究

H20. 12. 15～
八尋正信
H20. 12. 16

Jun Young Moon
(チュンアン大学理学部・PhD院生)

韓国

九大タンデムでの天体
核反応共同実験可能性の検討

H21.2.14.
～
H21.2.16

相良建至

Wolfgang Kretschmer(エルランゲン大学理学部・
教授)

ドイツ

タンデム加速器を用いた質量分析に関する情報交換

H21.3.22.
～
H21.3.23.

相良建至

FR・ASセミナー(2件)を通じた大学院生教育
ブラジルと、相対論的原子核分
解反応の研究H21. 2. 14～
H21. 2. 27

緒方一介

Carlos A. Bertulani(Texas A&M University‑
Commerce・准教授)

184

教育課程委員会 活動報告
○日常的活動について
・教育環境整備
難聴学生に対する教育環境の整備として昨年度にワイヤレスマイクシステムを導入したが、移動に手間がかかるため、年度末に軽微なシステムを追加購入した。同時に必要なマイクの数に応じて使い分けることになる。
・アドバイザー制度
10 月には 2007 年度入学生が進級し、アドバイザーを割り振り直すことになったが、アドバイザーが変わらない方がよいとの意見があり、今回についてはこれまでのアドバイザーが継続担当することにした。次回以降については、再検討する。
・授業の相互参観
箱崎の教員と箱崎での専攻教育についての授業参観は一巡した感があるため、これまでのボランティアベースを改め、制度化することにした。その際、対象講義の範囲を広げ、専攻教育の講義に加えて多くの物理学科学生が受講する全学教育の講義を含めることにした。また、助教を参観教員に含める。これらのことを文章化し、9 月の運営会議で認められた。
・TA 採用人数の基準
TA の採用数が予算枠を大きく越えているため、TA 採用人数の基準を作成し、6 月の運営会議で認められた。
・大学院授業アンケート
大学院授業に対する学生アンケートは、中期計画に記載されている事項でもあり、また、
今後の大学院の授業のあり方の議論をする際の資料としても有用であるため、今年初めて実施した。年度末に前期分を含めて実施したこともあって、回答率が低かったが、来年度以降も継続して実施する。
○伊都キャンパスへの全学教育移転と六本松教員の箱崎移転への準備について2008 年度の重要な事項として、2008 年度末の六本松キャンパス閉校と 2009 年度からの伊都キャンパスでの全学教育開始に向けての検討があった。教育課程委員会では前年度末に「カリキュラム編成方針検討 WG」を立ち上げて、これまでの箱崎教員と六本松教員の授業担当などの調査を行い、「多くの教員が退職する 2012 年には箱崎教員と六本松教員の差を完全になくす」ことを大方針とした。
単純な授業の受け持ちコマ数では、2008 年の箱崎教員が 4.2 コマ/人、六本松教員が 4.9
コマ/人であったのを、2009 年の授業編成ではそれぞれ 4.0 コマ/人、4.1 コマ/人として均一化した ∗ 。しかし、六本松教員は全学教育の分担が多く、移動に時間を要する伊都キャ
ンパスでの授業担当が多くなっている。
∗

2 コマ連続の実験授業を 1 コマ扱いにするなど、実拘束コマ数とは少し異なる。

なお、この授業分担の調査と並行して伊都キャンパスの環境整備についての議論も始めたが、年度の後半では実際の授業編成作業に追われて、そちらには手が回らなかった。

185

平成 20 年度物理学部門ファカルティー・ディベロップメント(FD)報告「新カリキュラム対応後の低年次専攻教育－九大と他大学の現状－」
開催日時：2009 年 3 月 2 日(月) 13 時 30 分から
開催場所：物理第一教室（参加者 33 名）
ゆとり教育によって、従来の中学校の学習内容が高校に移行した。それに伴い高校での学習内容が増加し、ゆとり教育を受けた生徒の高校での学習内容の定着不足や理解不足が懸念されてきた。九州大学では、この教育の影響を把握するため、新入生に対して物理学の基礎学力調査を 2005 年度から実施してきた。
結果の分析から、成績分布の二分化が年々顕著になっていることが判明した。
また、全学教育と専攻教育の不連続性を解消するために、専攻教育を低年次に、そして 3、4 年次でも教養科目を履修できるように改革したが、物理学科の低年次専攻科目で、学生の学力不足が問題化していることが指摘されている。そこで、今回は全学教育と低年次専攻教育の接続をテーマとして FD を開催した。
また、他大学における現状を把握することを目的として、東北大学の須藤彰三
教授、熊本大学の市川聡夫教授に所属大学の全学教育と低年次専攻教育について講演をお願いした。
まず、野呂教授に「新カリキュラム対応後の低年次専攻教育」という題目で、物理学科のカリキュラム、基本シラバス、学生の自宅学習の変遷について講演していただいた。篠崎教授による講演「新入生に対する物理学の学力調査結果」
では、一部の学科で成績が向上しているが、物理学科を含め多くの学科で分布の二分化が進行しているという報告がなされた。鴇田教授、原田准教授にはそれぞれ熱力学と力学関係の科目について講義内容、実施方、問題点を報告していただいた。特に、力学ではカリキュラム上の問題点(解析力学)が指摘された。
市川教授には理学部のカリキュラムについて講演していただいた。熊本大学の理学部では、1 年次に基盤科目(理学全般の基礎)、2 年次に共通科目(専門の初歩)を履修し、3 年次に分属するということであった。また、須藤教授には物理学科の教育として、「平成 18 年度入学生対応のためのカリキュラムについて」という題目で講演していただいた。改定前のカリキュラムの問題点と改善点が紹介され、また実験科目の重要性が指摘された。

186平成２０年度

入学者数と卒業者数

物理学科（留学生）
修士課程（基礎粒子系科学専攻）修士課程（凝縮系科学専攻）
博士課程（基礎粒子系科学専攻）
博士課程（凝縮系科学専攻）修士課程（物理学専攻）
博士課程（物理学専攻）

入学者数

卒業者数

６２

６３
１８（２）
１６（１）
博士学位取得者４
博士学位取得者２

４１
９

編入者２名、転学科なし

187

就職・進学状況
修士 2 年生の進路
H20 年度の修士 2 年生は 39 人で、例年並みの人数であった。39 名の進路は以下の通りであった。
H20 年度の修士 2 年生の進路
博士課程へ進学

７人

民間企業へ就職

２３人

公務員

３人

帰国

１人

留年

４人

退学

１人

計

３９人

九大物理 D へ 7 名（うち留学生 2）、他大学院 D へ 0 名
国公１名、県庁２名

休学２を含む

今年度は博士課程進学者が少なかった。昨年度は 10 名（留学生 0）であった。
就職先の民間企業は以下の通りであった。進路分野が多岐にわたる傾向が今年度も続いた。
電力会社を含む原子力関係が増えた。
日立、NEC エレクトロニクス、ソニー、キャノン、東芝原子力、九州電力、四国電力、
旭化成、三菱電機、富士通、フジクラ、駿河精機、ニューフレアテクノロジー、東洋テク
ニカ、エルピーダメモリ、理想科学、アクセンチュア、福岡銀行、日生同和損保、トラン
スコスモス、マザーズ。
九大物理への直接訪問・パンフレット送付による求人率は 10 倍～15 倍で昨年同様であったが、入社試験の合格率は昨年度に比べ良くなかった。企業が厳しい競争に耐える人材を厳選しはじめたこともあるが、プレゼンテーションや面接での即答が不得手な学生が増えていることも一因であろう。
博士の就職
博士課程修了者・退学者の就職は順調で、11 名がポストを得た。
6 名が下記のポスドクになった。
九大理、阪大理、京大エネルギ―理工、物性研、原研、九大高教センター助教(期限付）。
5 名が下記に就職した。
正晃化学（SE)、日立金属、東洋ビジネスエンジニアリング（SE)、東芝、気象庁。
この結果、D4 以上の在籍者が、H20 年度の計 10 名（ D7 が 1 名、D6 が 3 名、D5 が 3 名、D4 が 4 名）から188

H21 年度の計 3 名（D5 が 1 名、D6 が 2 名）に減った。

学部生の就職
学部生の就職も順調で、4 名が高校教員になり、14 名が民間企業に就職した。
民間就職先は、
日立、IHI、ミズノ、ダイハツ、安川コントロール、JR 東日本、西部ガス、リクルート HR、
豊田通商、双日 G、ワークアプリケーションズ、ソフトサービス、などである。

189

体験入学・公開講座報告
担当：光田

暁弘

平成 21 年 3 月 25 日(水)～26 日(木)の 2 日間にわたって、「第 12 回体験物理学」を実施した。例年、春休みの期間に高校 1・2 年生を対象として 3 日間実施してきたが、アンケート
で 3 日間通うのは大変であるとの意見が多く寄せられたことから、今年度は期日を 2 日間に短縮することにした。また、セミナー部分を公開講座として一般向けにも広く開放することにした。
例年と同様に、福岡県内の全ての高校と周辺県の有力高校に案内状を送り、福岡市政だ
よりにお知らせを掲載してもらって参加者を募集したところ、想定数(60 名)を大きく超える
94 名の参加申し込みがあった。これは恐らく期日を 2 日間に短縮したことにより参加しやすくなったことが原因と思われる。更に明善高等学校(40 名)、博多高等学校(7 名)から学校単位で受け入れ要請があり、受入体制の見直しが必要であった。そこで急遽、実験テーマ
を 7 から 9 テーマに増やし、極低温の実験では同時に 2 班受け入れてもらうようにした。
また、明善・博多高校はセミナー日の午後に 1 テーマだけ実験を体験する「体験入学 1 日コース」を受講してもらうことで対処した。セミナーについては、公開講座への申込者 13名を加えると、全受講者数が 154 名に達することになった。この人数は物理学部門の講義室では収容しきれないため、中央図書館の視聴覚ホール(定員：180 名)を利用することとした。以上のような受入体制の見直しにより体験入学・公開講座は滞りなく実施することができた。実際のセミナー・実験の内容、スケジュール、担当者は下記のプログラムに示す。
体験入学参加者は福岡を中心に、熊本、長崎、佐賀、宮崎、大分、広島、愛媛、鹿児島など広範囲の県にわたっている。2 日間に短縮したことにより、より遠方からの参加もしやすくなったと考えられる。
最終日に閉校式行い、今後の改善のためにアンケートをお願いした。その回答例として、体験入学に 2 日間参加した高校生に対して全般の感想について聞いた結果を最後のグラフに示す。興味(面白い－普通－つまらない)と難易度(難しい－ちょうど良い－易しい)について答えてもらい、各生徒がどの組み合わせで回答したかを集計したものである。最も多い
回答は「面白いが難しい」2 番目は「面白くて難易度もちょうど良い」であり、「つまらない」という回答は 1 つもなかった。概ね好評であったと考えている。ただ、「内容が難しい」という声がやや多いので、今後、改善の余地があると思われる。

190

[プログラム]3 月 25 日(水)3 月 26 日(木)10:00～10:20

開校式

10:00～10:20

物理学科の研究紹介

10:30～12:30

実験(A～I の 1 つ)

10:30～12:00

セミナー「究極の粒子・究極の力」(原田准教授)12:30～13:50

昼休み

12:00～13:15

昼休み

14:00～16:00

実験(A～I の 1 つ)

13:15～14:15

セミナー「ビックバン宇宙と物質進化」(橋本教授)
セミナー「光で見る。光であやつ

14:30～15:30

る。
」(木村教授)閉校式

15:40～15:50[実験テーマ(担当者)]
A : 物質を透過する粒子線(寺西) F : 立体画像ホログラフィー(塩野,荒井)B : 極低温の世界(浅野,2 班受入) G : 実験で見るカオス(御手洗)C : 超伝導(山田)H : 色について調べよう(町田)D : 身の回りの放射能体験(森川) I : 相対性理論シミュレーターをつくる(松井)E : ゴムを伸ばすと、なぜあたたかくなるの?(吉森)

体験入学の感想

50
45
40
35
30
1
2
3

25
20
15
10
2

←

0

→
易
しい

3

5
1
2
→つ まら
ない

1
3

しい

面白い←

難

人数

191

平成２０年度社会貢献活動報告
１）高校訪問出前授業等の実施
以下各高校において、理学部および物理学科の説明（入試状況、カリキュラム、就職状況
等）、もしくは模擬授業を行った。
i)

実施日: 平成 20 年 6 月 11 日
担当者:緒方一介

助教

実施先：広島城北高等学校(講義)ii)

実施日: 平成 20 年 7 月 2 日
担当者:相良建至 教授
実施先：熊本県立第二高等学校(学部、学科説明ならびに講義)iii)

実施日: 平成 20 年 10 月 25 日
担当者:小田垣孝 教授
実施先：宮崎県立宮崎北高等学校(講義)iv)

実施日: 平成 20 年 10 月 31 日
担当者:武田信一

教授

実施先：長崎県長崎北高等学校(講義)v)

実施日: 平成 20 年 11 月 18 日
担当者:巨海玄道

教授

実施先：愛媛県立松山西中等教育学校(理学部、および物理学科の紹介と講義)
vi)

実施日: 平成 20 年 12 月 12 日
担当者:矢山英樹

准教授

実施先：山口県岩国高等学校(講義)２)

スーパーサイエンスハイスクール（ＳＳＨ）実験実習体験講座受け入れ
実施日: 平成 20 年 9 月 13 日
担当者:篠崎文重教授

受け入れ校：熊本県立第二高等学校の理系および理数科の生徒 10 名
内容：施設(低温センター)見学、極低温における電気抵抗の振る舞いについて講義を行った。その後班に別れ、液体窒素を用いた酸化物超伝導体の抵抗―温度特性を
測定した。

192

３）中学生の大学訪問受け入れ
実施日: 平成 20 年 10 月 14 日
担当者：物理学部部門教員多数
内容：①九州大学（伊都、箱崎キャンパスの紹介）、理学部、物理学科の紹介②施設、実験室公開と説明、および研究室訪問と討論。
施設（低温センター、タンデム）、
実験室（低温、項磁場、高圧実験室、ＮＭＲ、高分解能 X 線実験室）
研究室（宇宙・天文、相対論自転車、コンピューターシュミレーション、素粒子、
ソフトマター、物性理論）
４)先端科学体験事業
実施日: 平成 21 年 3 月 25,26 日
対象：

高校生、高専生

内容：大学での物理学を実験、講義を通して 2 日間体験してもらう。
「極低温の世界」、「超伝導」、「身の回りの放射能
実験テーマ：「物質を通す粒子線」、体験」、「ゴムを伸ばすと何故暖かい？」、「立体画像フォログラフィー」、「実験で見るカオス」
講義テーマ：「究極の粒子・究極の力」(原田准教授)、「ビッグバン宇宙と物質進化」（橋本教授）、「光で見る。光であやつる」（木村教授）
５）公開講座実施日: 平成 21 年 3 月 26 日
内容：４）の講義テーマに関して、物理学に興味のある一般の方々を対象に公開講座を開催した。
６）理学部先端自然科学講演会

福岡県高等学校理科部会研修会

中高教育に携わる方々に対して、新しい教育課程に付け加えられた内容を中心とした最先端の自然科学と科学技術の現状に関する講演会を開催した。
実施日: 平成 20 年 8 月 21 日
物理学部門では以下の講演、施設見学を行った。
内容：
講義：①「量子力学の基礎とボーア理論」（井上教授）②「先端加速器施設と素粒子・原子核研究」（野呂教授）
施設見学：①タンデム加速器施設(森川助教)②低温センター施設（光田准教授、巨海教授、篠崎教授）

193