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濱本 敬大

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濱本 敬大

永長研究室

本質を抜き出したシンプルなモデルで、物質の多彩な現象を説明

 

 

【研究内容】

固体中の電子の振る舞いを理論的に理解することを目指しています。近年注目されている、対称性の破れやトポロジーといった観点から、電気伝導や磁性、超伝導といった幅広い領域を扱っています。近年は「スキルミオン」と呼ばれる、磁性体中に現れる渦のような磁気構造を取り上げ、その動力学的性質の解明や磁気メモリデバイスへの応用の提案などの成果を挙げてきました。

 

【研究形態】

研究に使うのは紙とペンとちょっとした数値計算。個々の物質を調べるのではなく、可能な限り簡単なモデル計算から現象の本質を抜き出すのが特色です。全員が異なるテーマに取り組む個人プレーですが、教員や先輩に教わることも多く、物工内を中心とした実験系の研究室との共同研究も盛ん。多くの議論を通じて相互理解を深めています。

 

【ここが面白い!】

複雑な構造を持つ物質中の多彩な現象を、簡単なモデルで説明できること。そこから発展して誰も思いつかなかった現象を予言し得ること。そうして普遍的な物理の公式をつくるのも理論家の仕事です。

 

【担当教員】

永長直人教授
多忙をいとわず積極的に議論。ユーモアある気さくな人柄です。

 

 

 

李 瀚

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李 瀚

押山・岩田研究室

現実物質の構造をスーパーコンピュータで直接計算

 

【研究内容】

理論物理では物質をシンプルなモデルで説明することが多くありますが、現実の物質はそれほど単純ではありません。我々は現実的なシステムを研究対象とし、第一原理計算(最も基本的な原理に基づく計算)を用いた理論的な研究を行っています。現実物質の構造をスパコンに入力して直接計算を行うことで、微細で複雑な物理現象を探ることができます。研究室ではスパコン「京」の性能を引き出す実空間密度汎関数理論コードRSDFTの開発にも取り組み、世界で初めて現実材料サイズに近い10万原子規模の量子化学的計算を実現しました。

 

【研究形態】

個々に研究テーマを持ち、交流しながら取り組んでいます。「京」をはじめ超大規模並列されたマシンを使うチャンスが学生にもあり、先生方から洗練されたプログラミング技術を学ぶこともできます。

 

【ここが面白い!】

物質には実験だけで解明できないことがまだたくさんあります。世界で誰も計算したことのないシステムを扱い、未知の現象を発見し得るのが計算物理の醍醐味です。

 

【担当教員】

押山淳教授
先生の的を射た言葉で、本質に気づかされます。

 

 

井戸 康太

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井戸 康太

今田研究室

強相関電子系物質を舞台に物理の可能性を探究

 

【研究内容】

物質中に存在する多数の電子が織りなす、高温超伝導をはじめとした興味深い現象を理論的に解明し、現実物質の物性予測や新しい物理が発現する可能性を追求しています。今田研では特に、高機能・多機能な新奇デバイス材料の候補ともなり得る強相関電子系物質に着目して基礎研究を行っています。最先端のスパコンを駆使し、現実物質をシミュレーションする大規模計算を行う一方、新たな計算手法の開発にも取り組んでいます。最近では開発した計算手法を活用し、高温超伝導体の発現機構の背後にある普遍的な理論や概念を抽出する研究に注力しています。

 

【研究形態】

助教など研究室のスタッフと組む学生が多いですが、外部の方と共同研究を行う人も、教員と二人で研究する人もいます。物性研のスパコンなど最先端の設備を使うことができ、アイデアを設備に縛られない環境が整っています。

 

【ここが面白い!】

物質内の多様で魅力的な現象から、背後に潜む本質を解き明かすこと。その本質を利用することで新奇に発現する性質を予言すること。それらを世界に先駆けて行う面白さがあります。

 

【担当教員】

今田正俊教授
面倒見の良い、温和な先生です。

 

 

杉田 悠介

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杉田 悠介

求研究室

強人との相互作用からアイデアを自由に遊ばせる

 

【研究内容】

量子力学や統計力学に基づく理論的手法や数値シミュレーションを駆使し、磁性や金属絶縁体転移、超伝導といったマクロな物性のメカニズムをミクロな模型から明らかにする、物性理論の研究室。特に強相関電子系に注目しています。電子同士が強く相互作用し合う強相関電子系では、半導体とは全く異なる物性が発現します。マヨラナフェルミオンやスキルミオンといった創発粒子もその一種。そうした新しい現象を研究することで、従来のテクノロジーとは全く違った動作原理に基づく電子デバイスが実現する可能性を探っています。

 

【研究形態】

理論の研究は思いついたことをすぐに試せる遊びのような感覚。教授や助教に相談しながら個々のテーマに取り組んでおり、学生同士で強く相互作用しながら自由にアイデアを出し合っています。実験研究者からヒントをもらうことも。相互作用が大切なのは人も物理も同じです。

 

【ここが面白い!】

特異な量子状態が実現するための本質を解明すること。逆に電子系の自由度をレゴブロックのように自在に組み合わせて、新しい物性を予言・提案できることです。

 

【担当教員】

求幸年教授
とても気さくな方。楽しみの多い研究室です。

 

 

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