J. Plasma Fusion Res. Vol.90, No.3 (2014)１
７７‐１８２

プロジェクトレビュー

非平衡極限プラズマネットワーク構想―プラズマ物理科学の新しい研究体制―
Concept of Research Network on Non-Equilibrium and Extreme State Plasma- New Research System of Plasma Physical Science 藤 澤 彰 英１，２），伊 藤 公 孝１，４），伊 藤 早 苗１，２），上 杉 喜 彦５，６），大 野 哲 靖７），金 子 俊 郎８），
兒 玉 了 祐１，９，１０），白 谷 正 治１，３），田 中 和 夫９），畠 山 力 三１，８），浜 口 智 志９，１１），米 田 仁 紀１２）
FUJISAWA Akihide１，２）, ITOH Kimitaka１，４）, ITOH Sanae-I.１，２）, UESUGI Yoshihiko５，６）, OHNO Noriyasu７）,
KANEKO Toshiro８）, KODAMA Ryosuke１，９，１０）, SHIRATANI Masaharu１，３）, TANAKA Kazuo A.９）,
HATAKEYAMA Rikizo１，８）, HAMAGUCHI Satoshi９，１１）and YONEDA Hitoki１２）
１）

九州大学伊藤極限プラズマ研究連携センター，２）九州大学応用力学研究所，

３）

九州大学プラズマナノ界面工学センター，４）核融合科学研究所，５）金沢大学工学部，６）

金沢大学工学部サステナブルエネルギー研究センター，７）名古屋大学大学院工学研究科，

８）

東北大学大学院工学研究科，９）大阪大学大学院工学研究科，１０）大阪大学光科学センター，

１１）

大阪大学アトミックデザイン研究センター，１２）電気通信大学レーザー新世代研究センター（原稿受付：２
０
１
３年１
１月６日）

Keywords:
non-equilibrium, extreme state plasma, network research, magnetized turbulent plasma, laser induced plasma,functional plasma, synergy

１．はじめに ―非平衡と極限プラズマ態にあるといってよい．現代の統計力学は平衡状態を扱う

２０世紀の物理研究の幕開けは，「物理学の行方に黒雲がことでは十分に成功を納めている．しかしながら，「非平立ちこめている」というケルビン卿の言葉で始まった．当衡開放系の構造や機能性の発現」は２１世紀の我々に託され時，エーテルと固体比熱の問題があり，この問題は相対論た課題である．

と量子論の出現によって解決された．さて２１世紀はどうで多くのプラズマは非平衡状態にある．実験室でプラズマあろう．宇宙の９９％の物質はプラズマであるといわれた時を維持するにはエネルギーの流入が必要であって平衡から代も去り，ダークマターやダークエネルギーなど未知の物

遠い状態にある．その特性として遠非平衡系，その結果と質に満ちているといわれる時代である．ヒッグス粒子の同して強非線形性によって特徴づけられる．そのダイナミク

定もそこまで来ている．究極の物質の探求は相当なところ

スには荷電粒子の協同集団的性質（あるいは流体的性質），まで到達されたといってよいのではないだろうか．未知な個別粒子の性質が現れ，階層性の枠を超えた構造形成が機るチャレンジはといえば，この宇宙にみられる諸存在がど能発現を司っている．プラズマは，10−5 から 1022 m，10−10のように発展していくか，という根源的問題である．

から 1014 秒というきわめて広い時空間スケールで観測ささて，究極の物質がわかっても，どのように宇宙が発展れ，宇宙から極微の領域まで自然界の至るところに存在すしていくのか，地球磁場ができるのか，生命の機能がどのる．ハッブル望遠鏡の像は遠い銀河をみせてくれ，一時，ように発現されるか，などの問いに答えるためには別の視宇宙へと想像をかき立ててくれる．毎年何千人もの日本人点が必要である．わかればわかるほどダイナミクスは失わがオーロラを見るために寒い冬に北欧に出かけていく．天れていく．要素と変化の法則が理解されたとき初めて自然体画像も揺らめくオーロラのカーテンもまたプラズマであを理解したといえる．平衡にあるものは安定であり変化しりその発光を見ているわけである．宇宙を理解するためにない．非平衡は自然の変化のダイナミクスを司る．緩和時は我々が観測しているプラズマのダイナミクスをまず理解

間より短い時間内の観測においては，観測対象である系はしなければならない．クォーク・グルーオンプラズマなど

常に非平衡状態として定義づけられるし，エネルギー・粒

極微の多体系のダイナミクスも降着円盤など重力系のダイ

子・運動量の流れの存在する系には勾配が存在し非平衡状

ナミクスも，たとえ相互作用の形は違っていても，プラズ

Corresponding author’s address:
Advanced Fusion Research Center, Research Institute for Applied Mechanics, Kyushu University, Kasuga, FUKUOKA 816-8580, Japan
Corresponding author’s e-mail: fujisawa@triam.kyushu-u.ac.jp

１７７!2014 The Japan Society of Plasma
Science and Nuclear Fusion Research

Journal of Plasma and Fusion Research Vol.90, No.3 March 2014

マのダイナミクスはその雛形として学術的な高い価値を有れたことで，プラズマ乱流はドリフト波と帯状流からなるする．

系とする新しい見方が生まれている［２，３］．帯状流は磁気

プラズマはその密度，温度で特徴づけた場合，広いパラ軸に対称な流れで輸送に寄与しない．よってプラズマの不メータ領域にあり性質も様々であり，実験室では色々な領均一性から生まれる自由エネルギーがドリフト波の他に帯域のプラズマが研究されてきている．しかしながら「極限状流に分配されることで磁場を横切る輸送が軽減されるこの追求」は科学の常道である．平衡系での例として極低温とになる．ここで熱平衡にある場合に比べると，励起されにおいて金属は超伝導性を示す．また，超高磁場の下で物ているドリフト波の強度は１０１１倍と圧倒的に高いレベルに質は隠れた姿を垣間見せ，我々の自然認識を広げる上で役ある．また，いうまでもないことだが，乱流状態では乱流立つ．プラズマにおいても極限的な性質を研究することでを構成する成分の波が動的に非線形結合しその状態が維持

隠れた性質を知ることができる．非平衡極限プラズマネッ

されている．

トワークが提案されている［１］．非平衡物理そのものが扱

さらに，ドリフト波に励起されるより大きな揺らぎの構

う対象はきわめて広い．大規模プロジェクトとして非平衡

造がみつかっている［４］．帯状流の場合トーラス方向には極限プラズマ研究を推進すべき理由としては，プラズマの対称であるが，半径方向にはメソスケールの波長をもつ帯学理の普遍性と先進性およびその広い応用性にある．プラ状構造である．それに対して新しくみつかった揺らぎ構造

ズマはこれから述べるように理学他，天文学，工学はもち

は，ドリフト波から励起されていることが示され，半径方ろんのこと，農学，医学，薬学などきわめて広い産業応用

向にほぼプラズマの中心から端にまで渡る特性長をもつ巨があり，また新たな革新的な産業応用が期待されている．

視的な構造である．この発見によって，ドリフト波と帯状

それゆえ，非平衡物理学としてプラズマの研究を進め，実流の系としてみなされたパラダイムはさらに，ドリフト波

験室で法則を検証し，その学理をすぐさま様々な応用へととドリフト波が作るメソ，マクロの揺らぎ構造の系への拡つなげることができる研究体制は望ましいものであろう．

張を余儀なくされている．また，ドリフト波同様，熱平衡

以下，このプロジェクトレビューでは，「非平衡極限プラ状態に比べ励起されている帯状流の強度は圧倒的に大きくズマ研究ネットワーク」の概要について報告する．

１０１４倍と評価され，極限的なレベルにある［５］．この認識の飛躍により，プラズマ乱流の研究は新しい時代に突入し２．プラズマの諸分野たといえる．

このネットワーク計画では，幅広いプラズマの分野を，

H モードの発見に始まる輸送障壁は，電場の界面に形成

そのアプローチの違いから「磁化乱流プラズマ」，「超高強されることがわかっている．我々は，新パラダイムの確立

度光場プラズマ」，「機能性プラズマ」の３つの領域に大別

によって新しい局面を迎え，乱流および伴う輸送に関わるして研究を展開する．そしてそれらを統合する研究を実施

非平衡性や非線形性をより定量的に扱う枠組みを得て，物し，シナジーによる個々の分野の研究加速と普遍化された理的な理解に基づいた乱流輸送の表式を作り上げうる時代

学理の実現をめざす．図１にその概念図を示した．

へと歩を進めている．また，より広く物理学的には，極限２．
１ 磁化乱流プラズマ

的非平衡状態にある，平衡から遠く離れた物質の状態の研核融合をめざしてプラズマの閉じ込め研究が国際的に行究として位置づけられ２１世紀の物理学の最先端ともいえる

われてきた．プラズマの乱流研究で日本は大きな貢献をな研究領域を切り拓きうる．流体とは異なった点としてはじしてきた．２０世紀には，ドリフト波の集合体とみなされてめに述べた個別粒子性の出現がある．最近の乱流研究でいたが，現代ではドリフト波から作られる帯状流が発見さは，流体的な記述の範囲では説明できない実験結果がみつ

図１

非平衡極限プラズマ研究概念図．

１７８

Project Review

Concept of Research Network on Non-Equilibrium and Extreme State Plasma

A. Fujisawa et al.

かっており，プラズマ乱流研究においても，いよいよ個別

対象である．宇宙船が大気圏に再突入するときの機体表面

粒子性―位相空間での取り扱いが余儀なくされる時代とや核融合炉壁の熱負荷下にある状態がまさに重相状態であなってきている［６］．非線形相互作用を扱うための解析り，その制御は重要な応用のひとつである．

ツールの発展は著しい．ウェーブレットを利用した時間分

レーザーにとって，プラズマは生成するだけの対象では解能のある周波数空間の解析等も使われており非平衡動的

ない．プラズマの積極的な利用法がある．通常の金属ミ過程を定量的に扱うことも可能となり，非線形過程の制御

ラーでは現在の強力なレーザーでは壊れてしまう．プラズ

や「乱流場の制御」も可能となるであろう．これらの研究

マをミラーとして利用し，これによって集光性を高めるこ

は，惑星大気，磁場生成，太陽内部の輸送障壁，降着円盤とができる［９］．また，回折格子として利用することで高周りの乱流輸送などにも知見を与える研究である．図２に強度レーザー光の制御が可能であり，プラズマのフォトン

乱流プラズマのアプローチの概念図を示す．

制御の一例である．また，プラズマ中ではきわめて強い電２．
２ 超高強度光場プラズマ

場を得ることが可能である．強力な光をプラズマと相互作

極限プラズマを生成する方法のひとつとしてレーザーが用させることで極限的に強い電場を得て，プラズマ中にあ用いられる．現在ではペタワットを超えてエクサワット

る粒子を加速しコンパクトな加速器を作ろうとする試みが

レ ー ザ ー が 開 発 さ れ る 時 代 で あ り，SACLA（さ く ら，

進められている．より安価でコンパクトな粒子加速器が可SPring-8 Angstrom Compact Free Electron Laser）による能となれば，医療応用にもきわめて優れたものができあが自由電子レーザーも著しくパワーが増強され，光電場としるだろう．プラズマを用いることで極限高強度「フォトンては小さいがパワーとして通常のレーザーを凌駕しつつあや電場の制御」が可能である．図３に超高強度光場プラズ

る．近年では強力な X 線レーザーと物質の相互作用を利用

マのアプローチの概念図を示す．

することでアト秒パルスを制御することも可能となってい２．
３ 機能性プラズマる．この極限的高強度な光場を生成することで，真空と光プラズマは様々な機能性を発現し現代文明の根底を支えが相互作用する非線形光学の領域，真空の破壊など物理的てきた．中でも，非平衡（プロセス）プラズマの機能性は，にも興味深い極限状態の実現が期待される．また，平衡過リソグラフと同様にムーアの法則で知られるような数１０兆程では達し得ない１TPa ほどの超高圧の極限状態の実現に

円規模産業である半導体の爆発的発展を支えてきた原動力

よるスーパーダイヤモンドなど新物質の創成が可能であるのひとつである．半導体の薄膜形成やエッチングにおいし，やがては金属水素など夢の物質状態の実現もそのターて，熱による化学過程を使った平衡反応はアレニウスの法

ゲットに入れている［７］．既に金属シリコン創成取り出し

則で規定される．しかしながら，プラズマを用いた非平衡に成功する等の成果を上げ，世界の研究に大きな波及効果

過程の場合，電子温度を制御することによって常温や平衡を示している．また，重相あるいは Warm Dense Matter

での反応に比べきわめて高い効率を達成することができと呼ばれる極限物質状態を創ることが可能である［８］．こる．もはやこうしたプラズマの半導体プロセスへの利用はの状態は，大電流アーク等でも実現が可能であり，固体，

常識の範囲である．最近では，プラズマを利用しより効率

液体，気体，プラズマが入り交じった，あるいは層状に形のよい多重励起子型太陽電池を求めてナノ粒子生成法が開作られた状態である．この重相状態は，粗視化してひとつ発されている．また，プラズマを用いて高速かつ省電力性の物質の状態として観測した場合，特有の物性として捉えを併せもつ酸窒化物半導体材料 ZnInON の高品質結晶，単ることができる．その状態方程式や物性は極限の物理学と結晶化および任意の組成の混晶生成など，非平衡においてしても，惑星内部の物質の状態とも関連して興味深い研究のみ可能なプロセスを実現している［１０］．未来において

図２

磁化乱流プラズマのアプローチ．

１７９

Journal of Plasma and Fusion Research Vol.90, No.3 March 2014

は，フレキシブルデバイスやウェアブルデバイスの加工にはプラズマとイオン液体の（気液）界面（あるいはそこにはプラズマが欠かせないツールとなるであろう．今後の技出来る電場）を制御することでナノ粒子生成やナノバイオ術革新のためには，プラズマと固体のナノ界面での相互作複合物質精製の制御法が開発されている．また界面での揺用の理解および揺らぎの制御が不可欠である．

らぎパターンは液相に転写することが可能であり，ナノ粒

現在では，医療分野において滅菌，表面処理，治療など

子の結晶の間隔を制御することもできる．ここでは，プラへのプラズマ応用も盛んに行われている［１１］．半導体プロ

ズマ界面の揺らぎ，電場による「粒子の制御」が重要な課

セス同様に，熱を使った医療器具の殺菌や滅菌は有毒ガス題である．半導体プロセス，医療応用，ナノ・バイオプラの使用を余儀なくされたり，高温のためプラスティック系

ズマに関しては，固体，液体，生体などとプラズマ界面にの道具は使えないなどの欠点がある．しかしながら，これ

おいて物理プロセスの詳細，その機能を発揮させるため界らの滅菌法に比べプラズマを利用した場合圧倒的にその効面の理解と制御が重要な課題である．図４に機能性プラズ

率は高く，短時間での高速滅菌が可能である．その他，環マのアプローチの概念図を示す．

境浄化や白物家電への滅菌装置の取り付け，トイレなどの

２．
４ シナジーによる発展と新学理

衛生機器の洗浄・殺菌等へも応用されようとしている．ま現在，プラズマ研究は原子・分子から天体に亘るきわめ

た，医療そのものとしても，既にアルゴンプラズマを利用て大きなスケールで，自然科学の諸領域，物理学，天文学，した花粉症治療が行われているのに加え，低温大気圧プラ

化学，生物学，農学，薬学，医学など多岐に渡る応用へとズマを利用した止血，血管新生，細胞増殖など様々な治療展開している．学術として２１世紀に残された課題「非平衡」

効果が得られることが知られており今後の進展が期待されの物理学として，また，応用としてはスーパーダイヤモンている．また，農業応用として種子にプラズマを照射する

ド，金属水素などの新物質創成，ナノ・バイオテクノロ

ことで，2.5倍ほど成長の速い個体を作り上げることに成功

ジーなど学際的な新領域を開拓しつつある．これら一見直している．

接は関係が薄いとみられる広汎な分野もプラズマを通して一方，ナノ分野とバイオを融合し新機能性物質を創ろう

みると，その学理に，揺らぎ，界面，分岐など様々な共通という試みが鋭意進められている． ナノ と バイオ にのキーワードが存在しており，一歩進めてプラズマ以外の関連する研究が当代の花形研究であることは疑いようがな

他分野への知識の還元も可能であろう．宇宙を考えてみれいが，それら各々では各種プラズマ研究が活発に使われてば，平衡状態にあるものはむしろ特別であり，自然のよりいる［１２］．両者を融合した「ナノ・バイオプラズマ」研究

深い理解のためには非平衡の研究が必要であることは説明

は，世界を先導できる次世代科学技術創出に必須であり，を要しないであろう．

さらに世界最先端の研究領域として有望視されている．そ非平衡と端的にいってもその包含する領域はきわめて広れは，プラズマと気体・液体の界面を制御することでカーい．その理解のためには，まず極限的な状態や機能性を実

ボンナノチューブの中に DNA を挿入したり金粒子を導入

現しその学理を得ることが重要である．重相状態や高エネしたりする試みであり，新領域が開拓されている．ここでルギー密度状態の物理等はこの極限状態の研究を進めるも

図３

超高強度光場プラズマのアプローチ（１）ダイヤモンドの相図．温度上昇を抑えた圧縮過程によりスーパーダイヤモンドを創成できる（２）
再突入船の表面に見られる重相プラズマと研究のイメージ（３）プラズマフォトニクスによるレーザービームの集光制御．

図４

機能性プラズマアプローチ．（１）ナノ界面プラズマによる低抵抗 ZnO 薄膜の実現．（２）
医用プラズマ．アルゴンプラズマ凝固法概念
図．（３）ナノバイオプラズマに用いる気相‐液相界面プラズマ装置概略図．

１８０

Project Review

Concept of Research Network on Non-Equilibrium and Extreme State Plasma

A. Fujisawa et al.

のである．一方で，現代技術は一個の原子を制御すること

laboration for High Energy Density Science）など国際的なができるまでに至っている．プラズマはいうまでもなく荷拠点を形成している．また，合衆国，欧州との core-to-core

電粒子の多体系であり，その理解によって多数の原子・分

協力の他，中国，韓国，インドなどとともに日本を中心と子，フォトン，さらには場を制御でき，その産業応用に対し「高強度フォトンを使う高エネルギー密度状態の科学」

する寄与は多大なものがある．また，プラズマが存在するの題目の下に国際協力関係ができている．本ネットワーク

領域では，実現できる電場の上限をより高く設定すること

計画はこのプラズマ物理科学を牽引する原動力である．さができ，安価な粒子加速器ほか，様々な応用も考えられてらに広い展開も進んでおり［１３］，プラズマ研究コミュニテ

いる．プラズマを利用することでより進んだフォトン，電イによってプラズマ物理科学の未来が拡張されている．

場，粒子制御が可能である．また，レーザーはプラズマの３．
２ ネットワークの現状

計測にも欠かせないツールであり，磁場閉じ込め乱流プラ

本ネットワーク計画「非平衡極限プラズマ全国共同連携

ズマ，機能性プラズマそれぞれの分野において使われていネットワーク研究計画」は，年来の共同研究，物理学会やる．光プラズマ領域で発展させてきた技術はこの方面に還プラズマ・核融合学会での連携シンポジウム等の企画を通元することが期待できる．

じて形作られた．２
００９年１２月２１日の日本学術会議エネル

また，プラズマ物理科学の発展を支えてきた核融合研究

ギーと科学技術分科会での討議を踏まえ，２０１０年１月１２日

においては，プラズマ物理科学諸分野の連携により統合的のプラズマ物理学・核融合科学の振興をめざした「物性物な研究が可能である．炉心プラズマの制御には乱流プラズ

理学・一般物理学分野の大型計画に関するシンポジウム」

マの理解が不可欠であり，高熱流を支えるダイバータ壁な検討ワークショップにて公表され支持を受けた［１４］．「物どの炉壁を制御するためには重相状態プラズマの研究が必

性物理学・一般物理学分野の大型計画に関するシンポジウ

要である．炉壁とプラズマの境界には機能性プラズマで研ム」（２０１０年１月２７日）では核融合プラズマとレーザープラ

究対象とされるダストなどの挙動の理解やその機能性の利

ズマの講演が行われた．日本学術会議の物理学委員会では用による炉心プラズマ制御などの課題もみえてくる．以

２０１１年１月３１日［１５］，および２０１３年１月１５日の公開シンポ

上，それぞれ独自に発展してきた各領域の学理，技術を互

ジウムでその意義が説明され物理学としての意義が認めら

いに有機的に結合することで分野全体の著しい発展が期待れている．本ネットワーク計画はマスタープラン２
０１０，

される．

２０１１に採用され［１６］，文部科学省のロードマップでは優先度を認められた１８計画（２０１１）１７計画（２０１２）に採用され３．プラズマ研究とコミュニティの広がり．現在のところ，ネットワーク計画の拠点は，九州
た［１７］

３．
１ プラズマ研究コミュニティ

大学（伊藤極限プラズマ研究連携センター，プラズマナノ

プラズマの応用はきわめて広くかつ網羅する分野も広界面工学センター）を中心として北から東北大学，電気通い．陰に日向に現代文明の根幹を支えている．これまでプ

信大学（レーザー新世代研究センター），名古屋大学，核融ラズマ研究は核融合研究を中心として発展してきた．エネ

合科学研究所，金沢大学（サステナブルエネルギー研究セ

ルギーの必要性から莫大な研究資金が世界中で投入されてンター），大阪大学（光科学センター，アトミックデザイン

きた．その核融合研究は現在，国際協力による燃焼プラズ

研究センター）を主な拠点として発足している．

マ実現に向けて動いており，核融合の基礎科学研究から工本ネットワーク活動に沿って，上述のプラズマコンファ

学的実証へと突入し新しい時代を迎えている．今後は，こレンス２０１１では「様々なプラズマの非平衡性」と題するシの広い応用を持つプラズマ諸分野を戦略的に統合し，そのンポジウムが催され，２
０１３年春の日本物理学会年会では，シナジーを用いて新しいプラズマ科学を発展させていく時「非平衡極限プラズマダイナミクス‐その多様性と普遍性‐」

代であろう．実際，プラズマ・核融合学会はもちろんのこと題するシンポジウム（２０１３年３月）が開催されている．

と，日本物理学会，天文学会，地球電磁気・地球惑星圏学

そのほか，コアメンバーを中心とした小規模なワーク

会，応用物理学会，電気学会，日本原子力学会，静電気学

ショップが多く開催されている．たとえば，非平衡極限プ会など多くの学会に関わる学際的な領域である．先回金沢ラズマ全国共同連携研究ネットワーク（２０１
１年１月１９日），

で開かれたプラズマコンファレンス２０１１（プラズマ・核融

H−モード発見２
５周年記念国際シンポジウム（２０１
２年１月

合学会・日本物理学会・応用物理学会プラズマエレクトロ２４日）などが開催されている．この活動は顕在化し，日本

ニクス分科会による共同主催）には１０７２人が参加している

物理学会領域２においても企画講演セッション「非平衡極

し，ごく最近千葉幕張メッセで開催された第１２回 Asia Pa-

限プラズマ」が２０１３年秋の分科会より設定されており，プ

cific Physics Conference（APPC）のプラズマの分科会だけ

ラズマ・核融合学会では「非平衡極限プラズマ」の分科細でも１０００人を超える参加者が数えられている．プラズマ物

目が２０１３年の年会（１２月）より発足している．また，平成

理学を発展させる意味では，すでに学際的に大きなコミュ

２５年度から科研費の「系・分野・分科・細目」が改訂され，ニティを作り上げている．国際的な共同研究も盛んであ

応用物理学分科に新しく「プラズマエレクトロニクス」がる．乱流プラズマの分野では，「磁場核融合に関する国際設置されており，総合理工学としての評価の高さを示して連携研究所」（LIA336）が九州大学，核融合科学研究所，大いる．この横断的なコミュニティを作り上げる試みは世界

阪大学，CNRS，プロバンス大学の間で行われている．超高でも初めてのことであり，今後世界的な潮流の源泉となる

強度光場プラズマの分野では ICHEDS（International Col-

可能性を有している．
１８１

Journal of Plasma and Fusion Research Vol.90, No.3 March 2014参考文献

４．おわりに［１］伊藤早苗他：プラズマ・核融合学会誌 87, 371 (2011).
［２］P.H. Diamond et al., Plasma Phys. Control. Fusion 47, R
35 (2005).
［３］A. Fujisawa, Nucl. Fusion 49, 013001 (2009).
［４］S. Inagaki et al., Phys. Rev. Lett. 107, 115001 (2011).
［５］S-I. Itoh and K. Itoh, J. Phys. Soc. Jpn. 79, 124501 (2010).
［６］S-I. Itoh and K. Itoh, Scientific Rep. 2 : 860 15 Nov 2012.
［７］尾崎典雅他：プラズマ・核融合学会誌 85, 636 (2010).
［８］米 田 仁 紀：プ ラ ズ マ・核 融 合 学 会 誌 81, Suppl. 172

本ネットワーク研究は，遠非平衡系の科学，新しい学問として先端研究であるだけではなく，量子ビーム科学，加速器科学，超高強度光場物理学，高密度物質科学などの最先端科学をさらに拡張するとともに，惑星科学，地震学，経済社会学等，複雑系科学としての波及効果も併せもっている．
さらに，プラズマは現在文明を支える基幹技術を提供しており，プラズマを使わずに先端科学技術はあり得ない．

(2005).
［９］兒玉了祐：パリティ 26, 10 (2011).
［１０］新学術領域「プラズマとナノ界面の相互作用に関する
学術基盤の創成」代表者九州大学白谷正治：
http://plasma.ed.kyushu-u.ac.jp/〜plasmanano-pj/［１１］浜口智志：プラズマ・核融合学会誌 87, 696 (2011).
［１２］金子俊郎，畠山力三：プラズマ・核融合学会誌 87, 704(2011).
［１
３］熊本大学グローバル COE プログラム「衝撃エネルギー
工学グローバル先導拠点」http://ppe.coe.kumamoto-u.
ac.jp/［１４］伊藤公孝 他：プラズマ・核融合学会誌 86, 188 (2010).
［１５］伊藤早苗：プラズマ・核融合学会誌 87, 247 (2011).
［１６］日本学術会議提言「学術の大型施設計画・大規模研究
計画 ―企画・推進策の在り方とマスタープラン策定について―」
http://www.scj.go.jp/ja/info/kohyo/pdf/kohyo-21-t902.pdf,
http://www.scj.go.jp/ja/info/kohyo/pdf/kohyo-21-t902-2.pdf［１７］文部科学省科学技術・学術審議会学術分科会研究環境
基盤部会学術研究の大型プロジェクトに関する作業部
会「学術研究の大型プロジェクトの推進について」
（平
成２
２年１
０月２
７日）
http://www.mext.go.jp/b̲ menu / shingi / gijyutu / gijyutu4/toushin/1298714.htm

新エネルギーの生産（核融合，太陽電池等デバイスの実現）やエネルギー変換の合理化（非平衡プロセス）などエネル
ギー科学に加え，プラズマ医療，非平衡プロセス工業，宇宙天気予報，機能性新材料，等の基盤学理として重要である．また，素材を制するものは産業を制するともいわれるが，機能性物質を創成するために必要な極限非平衡プラズ
マの物理科学に起源をもつ研究が育っている．スーパーダ
イヤモンド創成をはじめとする極限非平衡プロセスの活用研究も，プラズマ物理科学を新規産業や脱 CO2 社会や持続可能な文明実現に活かすことができる．
大きな知的価値・社会的価値を伴うプラズマの学理の探究はきわめて緊急性が高い課題である．
最後に，日本はプラズマ諸分野の研究において国際的に先導し，その発展に重要な貢献をなしてきた．プラズマ自身その生成法の違いや研究目的の違いから異なる発展の仕方をしてきたが，学理は共通である．非平衡大規模ネット
ワーク研究としてプラズマはきわめて適切なテーマで，かつ世界に先駆けた試みである．人類は「火」を扱うことで現在の文明を切り拓いた．プラズマ諸分野を結びつけてその学理を確立しその応用を開拓することで，プラズマは「２１世紀の火」として将来の文明社会を切り拓く原動力と
なる．

謝

辞

本研究の推進と基盤の構築のために，科学研究費補助金 基 盤 研 究（２３２４４１１３，２２２４４０７２，２２２２４０１２，２１６
５４０８４，
２１２２４０１４，１９０５４００１，１８２０４０５５，１８１０４０
１１，１３８５２０１
６），戦略的創造研究 CREST「高エネルギー密度プラズマフォト
ニクス」，九州大学応用力学研究所共同研究，核融合科学
研究所共同研究の援助を受けましたことを感謝します．

１８２