東海大学理学部物理学科

私たちが住む広大な宇宙には、ニュートリノとよばれている超軽量素粒子が飛び回っています。ニュートリノを使った、誕生直後や現在の宇宙の研究が進んでいます。今回、大学院博士課程３年生の兵藤悠太さん（北林研究室）が、３種類あるニュートリノの混ざり具合を表す新しい数学的なモデルを論文で発表しました。兵藤さんの数学モデルが宇宙の謎を解く日が来るかもしれません。兵藤さんの今後のご活躍が楽しみです。

https://doi.org/10.1142/S0217732324500810

物理学専攻大学院生がアメリカ・サンフランシスコのモスコーニ・センターで開催された国際会議、”Photonics West 2024”で口頭発表を行いました。自動運転などで注目されている「LiDAR」と呼ばれるリモートセンシング技術では、短いパルス幅で高出力なレーザー光が求められます。異なる波長のレーザー光を同時に入射することで高出力な短パルス光を生み出すことができたという研究成果を報告しました。

2月16日に修論修了発表会を開催しました。会場では明瞭な発表と活発な質疑応答がなされました。発表者の皆さん、素晴らしいご発表をありがとうございました。発表のタイトルを一部掲載します。

• 非局所演算子に対する固有状態熱化仮説の研究
• Relic Density of Self-Interacting Dark matter
• 5-brane webを用いた5次元SO(N)ゲージ理論の構築
• Be/X線連星の多波長観測
• 高エネルギーニュートリノ放射源の超高エネルギーガンマ線観測による同定
• 高分子超薄膜の分子ダイナミクス〜高分子界面へのさまざまな物理的アプローチ〜
• 固体増感剤を用いた非集光太陽光励起レーザー
• 900nm帯半導体光増幅器を用いた短パルス光の増幅に関する研究
• ナノ秒パルスレーザーにより形成されるチタン表面のナノドット構造の数密度
• EFカスケード遷移を考慮した水素分子の振動温度計測

大学院博士課程３年生の野呂凱人さん（北林研究室）の論文が米国物理学専門誌フィジカル・レビュー・C（Physical Review C）に掲載されました．米国アルゴンヌ国立研究所のIan C. Cloët先生，東海大学のWolfgang Bentz先生，北林先生との共同研究です．

中性子星はブラックホールの次に強い重力を持つ超高密度な天体です．たくさんの中性子でできています．野呂さんは中性子がクォークとよばれている素粒子の塊であることに着目し、極めてミクロなレベルで中性子星の内部を理論的に調査しました。この研究では，原子核理論，素粒子理論，アインシュタインの一般相対性理論などが使われました．

https://journals.aps.org/prc/abstract/10.1103/PhysRevC.109.025205

大学院修士課程１年生の陳イクリンさん（北林研究室）が国際的な学術誌である International Journal of Modern Physics で，ニュートリノ理論に関する論文を発表しました．共同研究者は大学院博士課程２年生の兵藤悠太さんと北林先生です．

ニュートリノは光の次に軽い素粒子で，誕生直後の高温高密度な宇宙や，太陽のような輝く星の内部などで作られます．このため，ニュートリノを使って宇宙の様々な謎に挑むことができます．ただし，3種類あるニュートリノの混ざり方が詳しく分かっていないため，宇宙を調べるツールとしての性能を100%発揮できていません．

陳さんは，ニュートリノの混ざり方を表す新しい数学的なモデルを構築しました．この新しいモデルによって，太陽内部から地球に飛んでくるニュートリノと原子炉から放出されたニュートリノの混合状態を同時に扱いやすくなりました．

陳さんは「ニュートリノが物質を通過した時に何が起きるのか」についても研究中です．今後の陳さんのご活躍が楽しみです．

https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S0217751X23501749

1月31日に卒業研究発表会および中間発表を開催しました。会場では明瞭な発表と活発な質疑応答がなされました。発表者の皆さん、素晴らしいご発表をありがとうございました。発表のタイトルを一部掲載します。

• 量子誤り訂正符号:Shorの符号とトーラス符号
• ディープラーニングを用いた偏微分方程式の解の再現
• フィルター補正逆投影法と二次元フーリエ変換法による画像再構成
• 発光ダイオードを用いた単一光子検出に関する研究
• 密度演算子を用いたPurcell効果とRabi振動の取り扱い
• 高圧力下でのジグリセロールの誘電緩和現象
• 低濃度Poly(vinyl pyrrolidone)水溶液における氷の誘電緩和
• 多糖類ポリマーを含む3成分溶液のGibbsの自由エネルギーによる相分離領域の解析
• 物理現象を直感的に捉えるための映像教材の作製
• 場の解析力学におけるNoetherの定理を用いたDark Energyのエネルギー保存則に対する考察
• 自発的対称性の破れとゼロ質量粒子の出現
• 太陽の長期的・短期的活動の変動調査
• Fermi衛星による矮小楕円銀河からのGeV ガンマ線の観測とダークマターの探索

新たな学びの場、理学部展示室が誕生

この度、理学部では新しい展示室を開設いたしました。理学部の魅力をより深く、広く伝えるためのこの展示室では、幅広い展示を通じて理学の世界を探求できる空間を提供しています。

小柴先生コーナー：ニュートリノ天文学の軌跡をたどる

特に注目すべきは、東海大学で教鞭をとられていたこともある世界的に著名な物理学者、小柴先生に関する特別コーナーの設置です。小柴先生の科学への貢献に焦点を当て、先生の著書やカミオカンデ実験の光電子増倍管などを展示しています。

理学の奥深さと魅力を体感し、新しい知識に触れる機会として、ぜひ足をお運びください。

東海大学 理学部 物理学科 同窓会会員の皆様。
今年度は2019年度の開催以来4年ぶりに対面での物理学科同窓会総会を開催します。
万障お繰り合わせの上、御参加下さいますよう御案内申し上げます。

北林研究室の博士課程２年生、兵藤悠太さんが東北大学で開催された日本物理学会で研究発表を行いました。ニュートリノは何でも通り抜けてしまう不思議な素粒子です。ニュートリノは宇宙にたくさん飛んでいるため、誕生直後や現在の宇宙の姿を調べるための強力なツールとして利用することもできます。ただしニュートリノには謎も多く、その謎が解明されるまでは、宇宙を調べるツールとして100%の性能を発揮できません。

今回、兵藤さんはニュートリノ物理学の難問の1つである「ニュートリノ混合モデルの決定」に関する研究を行いました。その結果、最新の実験結果とは一致しない混合モデルに、ほんの少しの修正を行うだけで、実験結果と一致する混合モデルが得られることを発見しました。

兵藤さんはこれまでにも、ニュートリノ混合モデルに関する数々の研究成果を発表してきました。兵藤さんの次の発表が楽しみです。

北林研究室の博士課程３年生、野呂凱人さんが京都大学で開催された「～中性子星の観測と理論～研究活性化ワークショップ2023」で研究発表を行いました。中性子星はブラックホールの次に強い重力を持っている天体で、主に中性子でできています。野呂さんは中性子がクォークとよばれている素粒子の塊であることに着目し、中性子星の内部の状態を理論的に調査しました。その結果、中性子星が安定して存在するための条件の１つを、これまでにないミクロなレベルの研究によって得ることに成功しました。中性子星は強重力天体のため、この研究には素粒子理論だけでなく、アインシュタインの一般相対性理論も使われました。

中性子星にはまだまだ謎がいっぱいあります。野呂さんは「ハイペロンパズル」とよばれている難問にも意欲的に取り組んでいます。野呂さんの今後のご活躍が楽しみです。