1700応用理学一般 さまざまなデータから隠れた物理法則を見つける人工知能~物理シミュレーションの新たな応用の可能性に期待~
一般の観測データから、データに隠された運動方程式を抽出することで、物理学に忠実なモデルを作成する人工知能技術の開発に成功しました。これまで力学の理論で説明できないと考えられていた現象に対して、隠された運動方程式を発見できるかもしれず、例えば、生態系の持続可能性の検討に物理学の知見や物理シミュレーションが応用できる可能性があります。
1700応用理学一般
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1700応用理学一般 氷表面における異常に低い赤外光吸収効率の発見：宇宙の氷の表面構造の理解へ前進
「赤外多角入射分解分光法（赤外MAIRS法）」という新規赤外分光法を用いて、これまで研究が不可能であった「氷表面のダングリングOHの赤外光吸収効率（吸収断面積）」を明らかにしました。次世代赤外線観測用宇宙望遠鏡「ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡」をはじめとする赤外線天文学の観測結果を解釈するうえで活用され、星間塵の分子レベルの表面構造や物性（空孔率や比表面積）ならびに惑星系の形成過程について、理解が大きく進むことが期待されます。
1700応用理学一般 ナノスケールの熱膨張を直接計測～温度変化による電子部品の劣化や故障の原因究明が可能に～
電子顕微鏡を用いた実験とシミュレーションを組み合わせ、界面の局所的な熱膨張をナノメートルレベルで直接計測することに成功した。すべての界面が同様な熱膨張を示すわけではなく、界面に形成される余剰の空間の大きさに依存しており、界面の原子配列を意図どおりに作製することができれば、熱膨張を制御できることが示唆された。
1700応用理学一般 トポロジカルスピン結晶の新しい制御法を発見～スピンの波の位相変化による新しい磁気渦結晶と伝導特性の開拓～
トポロジカルスピン結晶を構成するスピンの波の重ね合わせにおける位相に着目し、その役割を理論的に調べることで、磁気スキルミオン結晶とは異なる幾何学的なスピンテクスチャーを持つ新しいタイプの磁気渦結晶を見いだしました。さらに、磁性金属の理論モデルに対して大規模数値シミュレーションを行うことで、得られた磁気渦結晶と磁気スキルミオン結晶をスイッチする微視的な機構を明らかにしました。
1700応用理学一般 乾燥ワカメのようにゲルが吸水して膨らむ速度の法則を解明~アインシュタインの関係式と負のエネルギー弾性から発想~
乾燥ワカメや紙おむつの吸水剤のように「水に浸したゲルが吸水して膨らむ速度」の温度による変化を決める物理法則を世界で初めて明らかにしました。ゲルの膨らむ速度の温度変化は、最近発見された「負のエネルギー弾性」とブラウン運動におけるアインシュタインの関係式を組み合わせた新しい法則で決まることが分かりました。
1700応用理学一般 冷却原子の量子状態を制御し新たな「流れ」を実現～「原子回路」で電子の流れをシミュレーションする～
近年のレーザー技術の発展により実現可能となった、数十ナノケルビンまで冷却された原子集団は、量子状態を高精度に制御できる系として注目されています。この冷却原子を用いて、量子輸送を研究する可能性が近年大変注目され、アトム（原子）とエレクトロニクス（電子工学）を合わせてアトムトロニクスと呼ばれ、盛んに研究されています。研究グループは、冷却原子を用いた新奇な量子輸送系を確立しました。
1700応用理学一般 中赤外パルスによる分子内振動励起を用いて電子状態を転換することに成功
電子型強誘電体である有機分子性固体において、分子間の電子の運動と連動する分子内振動モードを中赤外パルス光によって強く励起することにより、イオン性の強誘電状態を中性の常誘電状態に転換させることに成功した。
1700応用理学一般 磁石がつくる奇妙な光のねじれ現象～新しい光の偏光制御の原理を確立～
旋光性複屈折と呼ばれる新奇な偏光（光の振動面）のねじれ現象の実現に成功しました。旋光性複屈折が、あたかも物質が回転しているように見なせる奇妙な旋光性であることを明らかにしました。「自然旋光性」と「旋光性複屈折」という二つの旋光性を電圧と磁場で制御することで、偏光を自在に制御できることを実証しました。
1700応用理学一般 目に見えない近赤外光を高効率に可視光に変換する新技術を発明（平本グループ）
目に見えない近赤外光を、有機半導体薄膜の界面で、高効率に可視光に変換する新技術を発明した。従来用いられてきたレアメタルや有害元素などを必要とせず、さらに従来に比べ約100倍高い変換効率を実現した。
1700応用理学一般 面直スピンによる有効磁場の発現 ～垂直磁化膜の高効率な磁化反転へ～
トポロジカル反強磁性体Ｍｎ３Ｓｎ（Ｍｎ：マンガン、Ｓｎ：スズ）単結晶薄体の表面に蓄積する面直スピン（面直スピン蓄積）を用いて、有効磁場（フィールドライクトルク：ＦＬトルク）を発現させることに成功しました。
1700応用理学一般 鉄シリコン化合物における新しいトポロジカル表面状態
地球上に豊富に存在する鉄（Ｆｅ）とシリコン（Ｓｉ）から成る化合物ＦｅＳｉにおいて強いスピン軌道相互作用を示す表面状態が現れることを発見し、その表面状態を用いてスピントロニクス機能を実現しました。ＦｅＳｉの表面状態の特徴が結晶内部の電子状態のトポロジーに由来していて、現代の電気分極理論で用いられる幾何学的位相の概念に関連していることを解明しました。
1700応用理学一般 ガラスの安定化への新たな道
数値シミュレーションを用いて、ガラス状態を安定化するための新たな方法を発見した。