物理学科 | 学習院大学　理学部　学習院大学大学院　自然科学研究科

物理のプロとして世界にひそむ普遍性を探る

ミクロな素粒子、身の回りの多彩な物質、生命を支える生体分子、そして広大な宇宙。
物理の世界には広大な未開拓の領域が広がっています。
各分野をリードする研究者たちと一緒に未知の世界を旅してみませんか。

専門科目

【光学】【量子力学】【電磁気学】【流体力学】
【解析力学】【特殊相対論】【生物物理学】
【核および天体物理学】

研究のレベルは驚くほど高く、同規模の私立大学の中では群を抜いています。 メンバーのうちの何人かは、分野のリーダーとして世界的に知られる研究者です。

自然の成り立ちや日常生活にも役立つ、物理学との関わり。

高校生の頃、物理現象が数式で書かれていることにすごく不思議さを感じました。物理を学ぶ以前、僕にとっての数学は、数式を使ったパズルゲームみたいな無味乾燥な印象でした。ですが、その数学が、宇宙を説明しようとするときには自然な言語になりうるということがとても不思議で魅力に感じ、物理学科への進学を決めました。

大学進学後、力学、電磁気学、解析力学、熱力学、量子力学、光学、統計力学、物性物理学など幅広い分野を学びました。他にもこれらの物理の習得に必要な数学やプログラミングについても学びましたし、実験や演習形式の講義もあります。

日常生活でも物理学科を選択して良かったと感じる点は多く、例えば難しいことを考えようとするときに、いきなりむやみやたらに考え始めるのではなく、まず問題をきちんと把握・設定したり、その問題にかかわる本質的なパラメータが何かを考えたり、この問題と似たもう少し簡単な問題がないかを考えたりするところから始めるといった癖がつきました。もちろんすべての問題がこうすることで解決するわけではないですが、物理学科に在籍する以前と比べると問題の見通しが良くなって闇雲に頭を悩ますことが少なくなりました。

国際シンポジウムに参加し、より研究への興味と理解が深まった。

私が今携わっている研究は「量子鍵配送」の研究です。少しわかりやすくご説明すると、情報をやりとりする際、その情報に暗号をかけるため「秘密鍵」が必要となります。鍵の生成にはレーザー光が用いられ、ランダムに変化させた波の振幅や位相などを鍵の情報として扱います。第三者によって盗聴されたとしても、光子の量子力学的性質から鍵の状態が変化するため、盗聴を検知することができるのです。このことから光を用いた暗号技術は安全な情報通信のために進められている重要な研究なのです。

大学院では、学会で自分の研究成果を発表するなど、学部ではなかなか経験できないことも多々あります。私自身もポスター発表者として国際シンポジウムに参加し、大学や国の垣根を越えて様々な研究者と近い距離で交流することができました。議論を通してより自分の研究内容への興味と理解が深まり、さらなる研究への意欲に繋がりました。

学習院大学では、実験や演習・論文などの内容を、スライドにまとめて口頭発表する機会が多い所も魅力だと思います。発表準備の際に、担当のTA（ティーチングアシスタント）や先生方が手厚く指導して下さるため、社会に出た時に必要となるプレゼンテーション能力を身に付けることもできます。

物理学科の最大の魅力は先生と学生との距離が近いこと。

学問の知識だけでなく、問題に立ち向かう姿勢やプレゼンテーションの準備などについても、少人数教育のなかで丁寧に（時には厳しく）指導してもらったことを覚えています。社会に出てから、そういう教育の重要性をますます痛感しています。今は後輩たちに「流体力学」を講義していますが、「考える大切さ」を感じてもらうよう心がけています。

1990年 3月学習院大学理学部卒業
1995年 3月東京農工大学大学院博士後期課程修了
1995年 4月東京大学大学院理学系研究科大学院研究生
1995年10月科学技術庁航空宇宙技術研究所科学技術特別研究員
1997年10月航空宇宙技術研究所研究員
2004年 4月青山学院大学客員准教授（連携大学院方式）を兼務
2013年10月国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構
航空技術部門研究領域主幹
2018年 4月学習院大学理学部客員教授に着任
【業務等】航空機の摩擦抵抗を低減するため、境界層の層流-乱流遷移の研究に従事。「次世代超音速機技術の研究」プロジェクトでは2005年10月に実施した小型超音速実験機の飛行実験で主翼の性能実証を担当。2009年度から流体力学の講義を担当。
【受賞等】第10回「空を愛する女性たちを励ます賞」（社団法人日本女性航空協会）

イダダイスケ教授[一般相対論･宇宙論]

われわれの時空そのものを記述する一般相対論は、現代の宇宙論の必須の言語である。井田教授は、膜宇宙論モデルの提唱、高次元ブラックホールの一意性の証明などで世界に知られる相対論・宇宙論の研究者だ。宇宙に興味を持つ好奇心旺盛な学生たちの素朴な疑問に楽しくつきあいながらも、加速器によるブラックホール生成など最先端の野心的なテーマに挑みつづける。現代物理学の究極の難問である重力の量子化をも視野にいれているという。モーツァルトとバッハをこよなく愛し、自らもピアノなどの楽器を演奏する。夕暮れの理学部棟の屋上では、井田教授の奏でるリコーダーの調べを聞くことができる。
ウダガワマサフミ教授[物性物理学理論]

宇田川教授の研究テーマは「フラストレーション」。「ものごとが落ち着いたところにうまく収まらない」状態を表わす科学用語だが、身近な氷や、様々な磁性体で広く見られる面白い現象だ。宇田川教授は、氷とよく似た構造をもつ「スピンアイス」と呼ばれる磁性体の研究で世界的に知られている。長い年月をかけて編集していたスピンアイス研究の集大成となる本が昨年刊行され、この本を拠点として更なる科学の地平を拓いていくことが今後の目標である。新しい量子多体状態であるスピン液体の創出、理論物理学の最大の難問の一つの強相関電子系の理解、ガラスや準周期系など古くから知られている魅力的な物質系でのブレークスルーなど、遠大な目標の数々に向けて研究を進めている。家庭では、趣味と実益(?)を兼ねて難しい料理に挑戦しては失敗し、家の中にフラストレーションを生み出しているという。日本物理学会若手奨励賞を受賞
タザキハルアキ教授[理論物理学・統計物理学・数理物理学]

2016年のノーベル賞への貢献が高く評価された量子スピン系のAKLT 理論、磁石の起源に最も深く迫る電子系の田崎モデルなど、大自由度の量子力学系についての数理的な業績で世界的に知られる田崎教授。ミクロな法則とマクロな世界をつなぐ統計物理学という分野の国内有数の研究者である。研究生活40年を過ぎても「若い頃からの『根拠のない自信』に支えられた無謀さを保ちたい」と語り、量子論に基づく平衡統計力学の基礎づけなど大胆な未解決テーマに挑み続ける。学習院での長年の教育をもとに執筆した『熱力学』、『統計力学』は国内では定番の教科書となり、英語版の出版の準備も進められている。インターネットでも古くから色々と情報発信している。最近はYouTubeのチャンネルも開設したが、登録者はまだ6千人しかいない。チャンネル登録よろしく！第1回久保亮五記念賞を受賞
ニシザカタカユキ教授[生物物理学]

物理学の視点と手法を用いて生物を研究する分野を生物物理学という。歴史は長いが20世紀後半から飛躍的に発展してきた。2003年に若くして学習院に着任した西坂教授も、今や日本を代表する生物物理学の研究者だ。自ら発明したユニークな顕微鏡を駆使して生体内の様々な動きを解析する研究スタイルは他の追随を許さない。ある時は分子サイズの生体モーターが燃料のATPを使ってくるくると回る様子をありありと描き出し、またある時は微生物の想像を絶する奇妙な動きを解き明かす。幅の広い研究成果でいつも世界の研究者たちを唸らせる。潤沢な外部資金を得て整備された研究室は国内における分野の拠点の一つとなっている。押しも押されもせぬスター研究者の西坂教授だが一説では漫画についてはどんな学生よりも詳しいという。日本学術振興会賞を受賞
ヒラノタクヤ教授[量子光学]

素粒子の運動が量子力学に従う事は良く知られているが、実は、光も量子力学に支配されている。量子力学が生み出すさまざまな不思議な現象を、最先端の光学技術であやつるのが量子光学だ。平野研究室は、ボース・アインシュタイン凝縮の研究などで知られる国内有数の量子光学の研究グループである。量子暗号通信（絶対に盗聴できない通信！）や超高精度測定など未来のハイテク技術をにらみながら、じっくりと基礎の研究を進めている。一人ひとりが、世界の神秘に心を踊らせながら、個性を発揮して楽しく研究できる研究室をめざしているという。松尾学術賞を受賞
マチダヨウ教授[物性物理学実験]

2018年に発足した新しい研究室を率いる町田教授は、若手ながら、金属磁性体における自発的ホール効果、絶縁体での巨大な熱電効果などの発見で知られる物性物理学の実験家である。新しい物質を作り出し、量子性や非平衡性から生まれる驚くべき現象を探索する研究スタイルは「現代の錬金術」と言ってもいいだろう。流行を追わず独自の発想で研究を進めながら世界的に注目される成果を挙げる実力には定評がある。立ち上がったばかりの研究室で発見した「薄いグラファイトが驚くほどよく熱を伝える」という新現象は早速 Science 誌に発表された。将来的には研究室で発見した現象をもとに新技術を開発し、社会に貢献することも視野に入っているという。研究に関しては野心的な町田教授だが、テレビのお笑い番組は欠かさずこまめにチェックするという意外にゆるい一面もある。日本学術振興会賞を受賞
マツモトノブユキ准教授[量子計測・制御]

量子力学に支配されるミクロな世界では、電子も光も、ときには粒子のように、ときには波のようにふるまうことが知られている。私たちに身近なマクロな世界でもこのような量子的な不思議な性質を見ることができるだろうか？2021年に立ち上がった松本研究室では、この素朴だが深い疑問に真正面から答えるため、最先端の重力波検出技術と独自の手作りの技術を融合した超ハイテク実験を進めている。現在の目標は小さな振り子の振動を極限まで小さくして「量子ゆらぎ」を直接に観測することだ。これに成功すれば副産物として人類史上最高の感度の重力計が得られる。学生時代に自ら立ち上げたビリヤードサークルをゼロから育て上げたという松本准教授は、今は「マクロ物体による量子センシング」という人類にとって未踏の分野をほぼ独力でゼロから築き上げようとしている。文部科学省卓越研究員（令和３年度～令和５年度）
ワタナベマサヒト教授[結晶成長･結晶工学]

渡邉教授は、企業の研究所で最先端の技術開発を手がけたキャリアをもつ。次世代の情報機器のための大口径シリコン単結晶の育成法として注目を集めるEMCZ法は渡邉教授の発明である。シリコン融液の流れを電磁気的な力で制御するという非凡な着想を実用的な技術にまで高めた成果は高く評価されている。現在は、結晶成長の原子レベルでのメカニズム解明を目指し、液体構造と物性の関係を明らかにするという基礎的な難問にじっくりと取り組んでいる。必要に応じて研究室を飛びだし、大型放射光施設SPring-8など外部の施設でも実験をおこなう。長年にわたって準備してきた国際宇宙ステーションでの微小重力環境実験の計画も軌道に乗り、今も実験の真っ最中だ。技術開発に真に有用な基礎研究の新しい姿を求めて、渡邉教授のチャレンジはつづく。