九州大学 物理学科 物理学専攻 物理学部門

自発的に動く粒子（アクティブマター）が集団運動を出現させる仕組みとその共通性を理解する研究が近年注目を集めています。アクティブマターの代表であるバクテリア集団を円形容器に閉じ込めると渦運動が出現しますが、この根底にあるメカニズムは明らかになっていません。複雑流体研究室の別府さんらは、自由にデザインされた境界を用いた実験を行い数理モデルと結びつけることで渦の集団的パターンを操る仕組みを明らかにし、たったひとつの数式で示すことに成功しました。

磁石に特定の周波数のマイクロ波をあてると、電子スピンの動力学的運動が継続的に誘起されて磁石の内部エネルギーが増大する、強磁性共鳴と呼ばれる現象が起こります。強磁性共鳴時の微小磁石の温度変化を測定する技術を開発し、強磁性共鳴によって増大した内部エネルギーが最終的に磁石自身の発熱を引き起こすことを明らかにしました。

フェムト秒光パルスを反強磁性体という特殊な磁石に当てることによって光の任意の偏光状態を磁石に写し込み、情報記録媒体として書き込む事に成功しました。また別の光パルスを磁石に当てることによってその情報を読み取ることにも成功しました。

これまで制御が難しかった中性子ビームの加速減速を自在にコントロールし、空間的・時間的に集束させることに成功しました。空間的に高密度に局在した中性子は、様々な素粒子物理実験への利用が期待されています。