物理科学特別研究Ⅰ・Ⅱ・Ⅲ（2016年後期）

物理科学特別研究 I・II・III（ラボ・ローテーション）
Special Study on Physical Sciences I, II, III (Laboratory Rotation)
平成２８年度
指導プラン 2016 Syllabus
平成 28 年度後学期より物理科学特別研究 I～III の履修における「履修届」の提出
が不要になりますが「
（様式 9-1）ラボ・ローテーション履修願」が「履修届」の代
用となりますので「
（様式 9-1）ラボ・ローテーション履修願」は必ずご提出くださ
い。
Starting from 2nd term FY2016, submission on ‘‘Course Registration’’ is
unnecessary for Special Study on Physical Sciences I – III, however, please make
sure to submit ‘‘(Form9-1) Application for Special Study on Physical Sciences’’ as
it is used as ‘‘Course Registration’’.
物理科学研究科 ５年一貫制１，２年次
構造分子科学専攻・機能分子科学専攻：
物理科学特別研究Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、物理科学研究科共通専門基礎科目に掲げる科目のうち「量子
分子科学」、「物性科学概論」、「英語によるプレゼンテーション」、「生体分子シミュレーショ
ン入門」、
「基礎理論化学」、
「基礎光科学」、
「基礎物性科学」、
「基礎生体分子科学」または「基
礎錯体化学」から３単位以上を修得すること
天文科学専攻：
物理科学特別研究Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、物理科学研究科共通専門基礎科目に掲げる科目のうち「観測
天文学概論Ⅰ」、「観測天文学概論Ⅱ」、「理論天文学概論」または「英語によるプレゼンテー
ション」から３単位以上を修得すること
核融合科学専攻：
物理科学特別研究Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、物理科学研究科共通専門基礎科目に掲げる科目のうち「理工
学基礎演習Ⅰ」、「理工学基礎演習Ⅱ」または「理工学基礎演習Ⅲ」から３単位以上を修得す
ること
宇宙科学専攻：
物理科学特別研究Ⅰ、Ⅱ、Ⅲまたは物理科学研究科共通専門基礎科目に掲げる科目からから
３単位以上を修得すること
高エネルギー加速器科学研究科 ５年一貫制１，２年次
(平成２５年４月入学学生から適用)
1
物理科学特別研究Ⅰ、Ⅱまたは高エネルギー加速器科学研究科共通専門科目（「高エネルギー
加速器科学認定研究」を除く）から２単位以上を修得すること
５年一貫制博士課程１年次から２年次の物理科学特別研究では、２つ（高エネルギー加速器科
学研究科）または３つ（物理科学研究科）の研究室でそれぞれ１ヶ月程度研究に参加するラボ・
ローテーションを実施しています。学生はそれぞれの研究室で教員の指導の下研修を行い、レ
ポートを提出します。２つまたは３つの研究室のうちの１つは他専攻で実施することを推奨し
ています。これらを通して、物理科学に関する幅広い知識と高い専門性を身に付けられるよう
教育します。
●ラボ・ローテーション該当科目（科目コード）
「物理科学特別研究I」 (10PCCa01)
「物理科学特別研究II」 (10PCCa02)
「物理科学特別研究III」(10PCCa03)
●各種提出様式
・「(様式9-1)ラボ･ローテーション履修願」:
物理科学特別研究Ⅰ～Ⅲの履修にあたり、履修前までに必ず専攻事務へ提出をすること。本
様式は各専攻事務を通して学務課基盤総括係に提出される。履修届の代用となるため履修届
の提出は不要となる。
・｢(様式2)学生移動経費希望届｣：
所属キャンパス以外で実施する場合、開始2週間前までに提出すること。
・｢(様式3)行程表｣：
所属キャンパス以外で実施するとき概算払い（前払い）を希望する場合は、開始4週間前
までに「(様式2)学生移動経費希望届」と併せて提出すること。
・｢(様式9-2)ラボ・ローテーション実施報告書｣：
実施終了後 10 日以内に各専攻事務へ必ず提出すること。
●実施後の流れ
1）直近の物理科学コース別教育プログラム運営委員会にてラボ・ローテーションの実施を報
告。
2）各学期末に学務課教務係へ提出する成績報告書を主任指導教員が記入する。
School of Physical Sciences 1st and 2nd year of 5 year doctor's course
Department of Structural Molecular Science:
Department of Functional Molecular Science:
3 or more credits must be taken from Special Study on Physical Sciences I, II, III or among
2
‘‘Quantum Molecular Science’’, ‘‘Introduction to Solid State Physics & Chemistry’’,
‘‘Training of Presentation in English’’, ‘‘Introduction to Biomolecular Simulation’’,
‘‘Fundamental Theoretical Chemistry’’, ‘‘Fundamental Photo-science’’, ‘‘Fundamental
Chemistry and Physics of Solids’’, ‘‘Fundamental of Biomolecular Science’’, ‘‘Introduction to
Coordination Chemistry’’ of subjects from Common Specialized Basic Subjects of the
Physical Sciences
Department of Astronomical Science:
3 or more credits must be taken from Special Study on Physical Sciences I, II, III or among
‘‘Introduction to Observational Astronomy I, II’’, ‘‘Introduction to Theoretical Astronomy’’,
‘‘Training of Presentation in English’’ of subjects from Common Specialized Basic Subjects
of the Physical Sciences
Department of Fusion Science:
3 or more credits must be taken from Special Study on Physical Sciences I, II, III or among
‘‘Basic Exercise on Physics and Engineering I, II, III’’ of subjects from the Common
Specialized Basic Subjects of the Physical Sciences
Department of Space and Astronautical Science:
3 or more credits must be taken from Special Study on Physical Sciences I, II, III or from
subjects of Common Specialized Basic Subjects of the Physical Sciences
School of High Energy Accelerator Science 1st and 2nd year of 5 year doctor's
course
(Applied to students enrolled after April 2013)
2 or more credits must be taken from Special Study on Physical Sciences I, II or from
subjects of Common Specialized subjects offered by the High Energy Accelerator Sciences.
(Expect for the ‘‘Qualifying Research in High Energy Accelerator Science)
In the first two years of 5-year course, the students are required to take “Special Studies
on Physical Sciences” where students experience Laboratory Rotation to participate in
researches in two (for School of High Energy Accelerator Science) or three (for School of
Physical Sciences) different laboratories, for about one month in each lab. Students do the
internships under instructions of the research staff of the labs, and are required to submit
reports.
Among the two or three labs, students are encouraged to include one lab that is outside of
the Department they belong to. With this experience, the students will get broad
perspectives and deep professional knowledge on physical sciences simultaneously.
●Classes offered by Lab Rotation (Subject code)
Special Study on Physical Sciences I (10PCCa01)
Special Study on Physical Sciences II (10PCCa02)
Special Study on Physical Sciences III (10PCCa03)
3
●Forms to be submitted
- ‘‘(Form9-1) Application for Special Study on Physical Sciences’’:
Make sure to submit to the Department office before Lab Rotation starts in order to register the class.
This form will be sent to Program Administration Section via each Department office. It is unnecessary to
submit course registration as this form is used as course registration
-‘‘(Form 2) Application form for payment of travel expense for SOKENDAI activity”:
If you are expecting to visit outside of the Department that you belong to, submit this form 2 weeks
before the travel.
- ‘‘(Form 3) Itinerary”:
If Lab Rotation is held other than the Department that you belong to and that you request for payment in
advance, submit the form with (Form 2) Application form for payment of travel expense for SOKENDAI
activity no later than 4 weeks before the travel.
- ‘‘(Form 9-2) Lab Rotation Report”:
Make sure submit the form to the Department office within 10 days after finishing Lab Rotation.
●Procedure afterwards
1) Lab Rotation Report will be discussed in the nearest meeting for course steering committee.
2) Grading will be dealt by supervisor
4
List of Program Head
専攻担当教員一覧
【物理科学研究科 School of Physical Sciences】
構造分子科学専攻 Dept. Structural Molecular Science：
横山利彦 Toshihiko Yokoyama ([email protected])
機能分子科学専攻 Dept. Functional Molecular Science：
魚住泰広 Yasuhiro Uozumi ([email protected])
天文科学専攻 Dept. Astronomical Science：
富阪幸治 Kohji Tomisaka ([email protected])
宇宙科学専攻 Dept. Space and Astronautical Science：
稲富裕光 Yuko Inatomi ([email protected])
【高エネルギー加速器科学研究科 School of High Energy Accelerator Science】
加速器科学専攻
Dept. Accelerator Science：
道園真一郎 Shinichiro Michizono ([email protected])
物質構造科学専攻
Dept. Materials Structure Science：
河田 洋 Hiroshi Kawata ([email protected])
素粒子原子核専攻
橋本省二
Dept. Particle and Nuclear Physics：
Shoji Hashimoto ([email protected])
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指導プラン一覧
Course Syllabus List
（page）
＜物理科学研究科＞
構造分子科学専攻 Dept. Structural Molecular Science
Electronic Structure Course
電子構造学講座
Material Chemistry Course
物質化学講座
機能分子科学専攻
Dept. Functional Molecular Science
電子動力学講座
Excited State Dynamics Course
分子動力学講座
Molecular Dynamics Course
天文科学専攻
21
29
Dept. Astronomical Science
光赤外線天文学系講座
電波天文学系講座
Optical and Infrared Astronomy Course
Radio Astronomy Course
共通基礎天文学系講座
宇宙科学専攻
7
14
General Astronomy and Astrophysics Course
37
53
65
Dept. Space and Astronautical Science
宇宙観測科学講座
Space Observation Science Course
宇宙探査理工学講座 Space Exploration Science and Engineering Course
宇宙工学講座 Space Engineering Course
83
86
90
＜高エネルギー加速器科学研究科＞
加速器科学専攻 Dept. Accelerator Science
加速器科学講座 Accelerator Science Course
物質構造科学専攻
Dept. Materials Structure Science
物質構造科学講座 Materials Structure Science Course
素粒子原子核専攻
91
99
Dept. Particle and Nuclear Physics
素粒子原子核実験講座 Experimental Particle and Nuclear Physics Course
素粒子原子核理論講座 Theoretical Particle and Nuclear Physics Course
6
110
120
広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 凝縮相分子系における量子ダイナミクスの理論研究
Theme of Research : Theoretical investigations on quantum dynamics in condensed
phase molecular systems
教員名前 石﨑 章仁
Supervisor : Akihito Ishizaki
専攻名 構造分子科学専攻
電子構造学 講座
職
教授
Department of Structural Molecular Electronic Structure
Status/Position:
Science
Professor
Course
開講期間 ４月〜１２月
受け入れ可能学生数 ２名
Course Period : April - December
Number of students allowed : 2
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research (Please state outline of research or course syllabus in Laboratory
Rotation program.)
タンパク質・分子材料など凝縮相分子系におけるダイナミクスを解明し制御することを
目指した基礎理論研究を行う。そのための手段として、量子力学・平衡／非平衡統計力
学・光学応答理論に基づいたダイナミクス理論の開発、新規分光スキームの提案に取り
組む。
Our research group conducts theoretical investigations in an effort to elucidate and
control chemical dynamics in condensed phase molecular systems such as proteins
and molecular materials. More specifically, we tackle the development of advanced
dynamic theories and the proposal of novel spectroscopic techniques on the basis of
quantum mechanics, equilibrium/nonequilibrium statistical mechanics, and optical
response theories.
前提とする既習事項 量子力学、統計力学、分子分光学の基礎
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program:
quantum mechanics, statistical mechanics, and elementary molecular
spectroscopy
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 光機能分子と不均一触媒の理論研究
Theme of Research:
Theoretical Studies on Photofunctional Molecules and Heterogeneous Catalysts
教員名前 江原 正博
Supervisor: Masahiro Ehara
専攻名 構造分子科学専攻
電子構造学 講座
職
教授
Department of Structural Molecular Electronic
Status/Position
Science
Professor
Structure Course
開講期間 4 月~12 月
受け入れ可能学生数 最大 2 名
Course Period: April - December
Maximum number students allowed: 2
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
ナノ・バイオ系機能材料や金属微粒子等の不均一触媒の研究では、高速かつ高精度な
理論による複雑・複合系の理論解析が必要である。光機能分子等のエネルギー変換、電
子移動・励起エネルギー移動に基づく分子システムの設計を目指した基礎研究、担持金
属微粒子触媒やバルク触媒おける触媒作用、特に合金効果や微粒子－担体効果に注目し
た理論研究を行う。
Recent developments of nano-bio functional materials or metal nanoparticle heterogeneous
catalysts demand theoretical approaches with highly accurate and high-throughput methodologies
for complex systems. Students will join the following on-going researches using quantum
chemical methodologies originally developed in our group: (1) photofunctional molecular systems
for energy conversion with chemical transformation, electron transfer or excitation energy
transfer, (2) catalytic activity based on alloy effects and anchor effects in heterogeneous
nanocluster catalysts or bulk surface catalysts.
前提とする既習事項 量子化学の基礎
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Basics of quantum chemistry
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ ナノ光学実験によるナノ構造体の励起ダイナミクス
Theme of Research:
Excited-state dynamics of nanomaterials by nano-optical experiments
教員名前 岡本 裕巳
Supervisor: Hiromi Okamoto
専攻名 構造分子科学専攻
電子構造学 講座
職
教授
Department of Structural Molecular Electronic
Status/Position
Science
Professor
Structure Course
開講期間 4 月～12 月
受け入れ可能学生数 最大 2 名
Course Period: April - December
Maximum number students allowed: 2
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
ナノ構造物質の示す特徴的な光学的性質や動的挙動を，励起状態の空間構造とコヒーレンス，及
びその時間変化の観点から解明し制御することを目指した基礎研究を行う。そのための手段とし
て，ナノスケールの空間分解能を実現する光学実験法の一つである近接場光学顕微鏡を用いた実験
研究を中心に，研修を行う。
当研究室では，近接場光学顕微鏡を基礎とした新測定法によって，ナノ構造体の励起状態（プラ
ズモン）の波動関数の直接観測や超高速過程の追跡に成功している。これを更に発展させて，ナノ
構造体の動的挙動や新機能開拓に向けた研究を展開する。その一端を体験する。
The research group performs fundamental studies on characteristic optical properties and
dynamics of nanomaterials, aiming at full understanding of spatial structures of excited states,
coherence, and their time-dependent behaviors, and control of them as well. For this purpose
we adopt near-field optical microscopy to achieve optical measurements in nanometer spatial
resolution. The students will experience mainly the experimental works with the near-field
microscope in our laboratory.
The research group has been successful in direct observation of excited-state (plasmon
resonance) wavefunctions and ultrafast dynamics of nanomaterials based on newly developed
experimental methods of near-field microscopy. Further development of the methodology will
lead us to deeper understanding of excited-state dynamics and novel functions of
nanomaterials. The students will participate in such studies.
前提とする既習事項 量子力学の基礎，光学・分光学の基礎
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Elementary quantum mechanics, Elementary optics and/or spectroscopy
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 機能性分子材料の構造と電子状態
Theme of Research:
Structure and electronic states of functional molecular materials
教員名前 解良 聡
Supervisor: Satoshi Kera
専攻名 構造分子科学専攻
電子構造学 講座
職
教授
Department of Structural Molecular Electronic
Status/Position
Science
Professor
Structure Course
開講期間 4 月～12 月
受け入れ可能学生数 最大 2 名
Course Period: April - December
Maximum number students allowed: 2
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
大型分子材料が示す特徴的な光・電子機能性の起源について、放射光施設利用実験をはじめとし
た、様々な表面分析法を駆使して研究をすすめている。特に光電子分光法を用いた、薄膜界面の電
子状態評価による半導体特性の起源を理解することを目的に進めている。研修では、超高真空槽シ
ステムを用いた、大型分子の真空蒸着法による分子薄膜の成膜方法や、単分子層薄膜界面の電子状
態測定について、その一端を体験する。
We investigate the electronic structure of functional organic molecules at surfaces and
interfaces to unveil a peculiar characteristics of molecular electric/optical devices.
Understanding a semiconductor nature of large aromatic molecules by using various surface
analysis methods, specifically photoelectron spectroscopy at synchrotron facility is of our central
issue. The students will experience mainly the experimental works with the molecular vapor
deposition in ultra-high vacuum and the measurements of electronic state for the monolayer
interface in our laboratory.
前提とする既習事項 基礎量子力学，基礎分光学
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Elementary quantum mechanics, Spectroscopy
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 生体分子のシミュレーション
Theme of Research: MD simulation of biomolecules
教員名前 奥村 久士
Supervisor: Hisashi Okumura
専攻名 構造分子科学専攻
電子構造学 講座
職
准教授
Department of Structural Molecular Electronic
Status/Position
Science
Associate Professor
Structure Course
開講期間 随時
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: as needed
Number of student allowed: 1
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
生体分子、特にタンパク質の分子動力学シミュレーション手法を学ぶ。自らプログラム
を書く必要があるので Fortran などによるプログラミングの知識は必須である。
Students study molecular dynamics simulations of biomolecules, in particular
proteins. Programing knowledge by Fortran is necessary.
前提とする既習事項 Fortran
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Fortran.
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 角度分解光電子分光法による強相関物質の電子状態の解明
Theme of Research : Electronic structure of strongly-correlated materials revealed by
angle-resolved photoemission spectroscopy
教員名前 田中
清尚
Supervisor : Kiyohisa Tanaka
専攻名 構造分子科学専攻
電子構造学 講座
職
准教授
Department of Structural Molecular Electronic Structure
Status/Position:
Science
Associate Professor
Course
開講期間 4 月~12 月
受け入れ可能学生数 2 名
Course Period : April - December
Number of students allowed :2
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research (Please state outline of research or course syllabus in Laboratory
Rotation program.)
強相関電子系と呼ばれる物質群は電子同士が互いに強く相互作用しあい、固体物理学の基
本理論であるバンド理論では電子の運動を説明できない。近年は従来理論の予想を遥か
に超えたきわめて多彩で面白い物性を示すことが知られており、次世代のエレクトロニ
クスを担う物質として期待されている。これらの物性は、物質のフェルミ準位のごく近
傍の電子状態が担っており、その電子状態を観測することは物性発現機構の理解、そし
て新物性の発見には欠かせない。当研究室では強相関電子系の電子状態を解明することを目
的として分子研内にあるシンクロトロン光施設 UVSOR において新しい角度分解光電子分光法の開
発、実験研究を行っている。その一端を体験する。
A strongly correlated electronic system attracted much interests because of its
variety of new phenomena. To clarify the origin of those physical properties, it is
important to know the electronic structure of those materials. Angle-resolved
photoemission spectroscopy (ARPES) is one of the most powerful tools to probe the
electronic structure of solids. We perform ARPES measurements on strongly correlated
materials at synchrotron radiation facility UVSOR. The students will participate in such
studies.
前提とする既習事項 量子力学の基礎、固体物理学の基礎
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Elementary quantum physics, Elementary condensed matter physics
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ ナノ構造体の光誘起電子ダイナミクスの理論
Theme of Research: Theory of Photoinduced Electron Dynamics in Nanostructures
教員名前 信定 克幸
Supervisor: Katsuyuki Nobusada
専攻名 構造分子科学専攻
電子構造学 講座
職
准教授
Department of Structural Molecular Electronic
Status/Position
Science
Associate Professor
Structure Course
開講期間 ４月から１２月
受け入れ可能学生数 2 名
Course Period: April −December
Number of students allowed: 2
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
エネルギー散逸を伴うナノ構造体を対象として，量子多体系ダイナミクスを理論的・数値計算
的な観点から明らかにすることを目標とする。特に，電子エネルギー散逸を伴う多電子ダイナミ
クスを取り扱うための理論的手法の開発とその数値計算的解明に重点を置く。
This course is aimed at theoretically and computationally understanding quantum
many-body dynamics in nanostructures with energy relaxation. More specifically, we
place special emphasis on developing theoretical and computational methods to solve
electron dynamics with relaxation of electron energy.
前提とする既習事項 力学、電磁気学、量子力学の基礎を理解していることが望ましい。
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Classical mechanics, classical electromagnetism, and quantum mechanics
at the level of an undergraduate course.
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 新規な機能を有する金属タンパク質の構造機能相関の解明
Theme of Research: Structure and function of metalloproteins having novel functions
教員名前 青野 重利
Supervisor: Shigetoshi Aono
専攻名 構造分子科学専攻
Department
of
Structural
物質化学 講座
Molecular Material Chemistry Course
Science
職
教授
Status/Position
Professor
開講期間 後期
受け入れ可能学生数 3 名
Course Period: 2nd Semester
Number of students allowed: 3
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
我々は，遺伝子工学，分子生物学，および物理化学的な実験手法を駆使することにより，センサ
ー機能あるいはシグナル伝達機能を有する金属タンパク質の構造機能相関の解明を目的とした研
究を行っている。現在は，酸素や一酸化炭素といった気体分子のセンサーとして機能するセンサー
タンパク質を主な研究対象とし，これらセンサータンパク質による気体分子センシング機構，気体
分子によるタンパク質機能制御機構の解明を目的とした研究に取り組んでいる。また，これら以外
の新規な金属タンパク質，金属酵素に関する研究も行っている。ラボローテーションにおいては、
このような研究を実施する上で必要となる基本的実験操作（遺伝子クローニング、大腸菌の培養、
タンパク質の精製など）の研修を行なう。
We are working on several metalloproteins that are involved in biological sensing and signal
transduction using genetic, molecular biological, and biophysical techniques to elucidate structure
and function relationships of their proteins. Our research interests are now focused on the elucidation
of structure and function relationships for gas sensor proteins that sense oxygen or carbon monoxide
as a physiological effector and for other novel metalloproteins. In this program, you will learn and
experience some basic experimental techniques such as gene cloning, bacterial cultivation, and
protein purification which are required for doing the research described above.
前提とする既習事項
必須ではないが、学部において生化学、生物科学などの講義の受講経験があることが望ま
しい。
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: It is desirable that you have taken classes on biochemistry or/and biological science in
under graduate course, though it is not a strict requirement.
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 有機トランジスタの作製と物性評価
Fabrication and physical property measurement of organic field-effect-transistor
教員名前 山本 浩史
Supervisor: Hiroshi Yamamoto
専攻名 構造分子科学専攻
物質化学 講座
職 教授
Department of Structural Molecular Material Chemistry Course
Status/Position
Science
Professor
開講期間 随時
受け入れ可能学生数 同時期に最大２名
Course Period: as demands
Maximum number students allowed: 2（at
the same time）
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
π共役系を持つ機能性分子は、近年有機エレクトロニクス材料として注目されてお
り、電界効果トランジスタのチャネル物質としても利用されるようになっている。
我々は有機の化合物型半導体を用いたトランジスタに注目し、その性能評価や動作メ
カニズムの解明を行っている。ラボローテーションでは、分子の合成・電気化学反応
による結晶成長・デバイスの微細加工・低温や磁場を使った電気測定などの項目の中
から、研修の目的に応じた要素を選択して実施する。
Functional molecules with conjugated π-electron systems are attracting recent
attention as a material for organic electronics, including field-effect-transistor
applications. Our research is focused on a study of field-effect-transistors made of
compound-type organic semiconductors, ranging from its fabrication and
measurement to mechanism analysis. The experimental setup in our laboratory
allows the students to experience organic synthesis, crystal growth by
electrochemical method, fine patterning of the devices, and electrical measurements
with low temperature and magnetic field. Depending on the expertise that he/she
wants to acquire, a combination of appropriate experiments will be provided as a
course.
前提とする既習事項 特になし。Prerequisites that the student has to complete before
taking this Lab-rotation program: None
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 磁性薄膜の作成と磁気特性評価の概要
Theme of Research: Introduction to preparation of magnetic thin films and
characterization of their magnetic properties
教員名前 横山 利彦
Supervisor: Toshihiko Yokoyama
専攻名 構造分子科学専攻
物質化学 講座
職
教授
Department of Structural Molecular Material Chemistry Course
Status/Position
Science
Professor
開講期間 随時
受け入れ可能学生数 同時期に最大２名
Course Period: as demands
Maximum number students allowed: 2（at the
same time）
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
ナノスケール磁性体は古典的には説明できない興味深い磁気的物性をしばしば示すことがあり，基礎物
理学的にも記録媒体などへの応用的見地からも注目されている。当研究室では，特に，薄膜の磁気特性の表
面修飾による変化などを表面分子科学的な観点から検討し，超高真空中でのナノ磁性体の磁気特性の制御
などを目指している。また，分光学的磁気測定手段の開発に取り組み，全く独創的な紫外磁気円二色性光電
子顕微鏡像(２光子過程を含む)の初観測に成功し，時間分解等さらなる開発を続けている。また，シンクロ
トロン放射光からの軟Ｘ線を利用した高磁場極低温 X 線磁気円二色性研究を行っている。ラボ・ローテー
ションでは、その時点での研究室の研究進行状況にあわせて、超高真空中での磁性薄膜の調製と
その分光学的磁気特性評価の概要を実地に学ぶ。
Novel properties of magnetic metal ultrathin films have been attractive both from fundamental interest and
from technological requirements. We are especially interested in drastic modification of metal thin films
by surface chemical treatment such as adsorption-induced spin transitions and morphological changes.
The magnetic properties are characterized by means of several kinds of spectroscopic methods like X-ray
Magnetic Circular Dichroism using synchrotron radiation soft X-rays. Moreover, we have been exploiting
a new magnetic imaging technique based on UV photoemission magnetic circular dichroism photoelectron
emission microscopy including two-photon excitations and ultrafast time resolved experiments. In this
Lab. Rotation course, students will learn how to prepare magnetic thin films and to characterize their
magnetic properties using spectroscopic methods through the experiments.
前提とする既習事項 特になし。
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation program: None.
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 計算機および生化学実験を用いたタンパク質分子デザイン
Theme of Research: Protein design using computational and biochemical methods
教員名前 古賀 信康
Supervisor: Nobuyasu Koga
専攻名 構造分子科学専攻
物質化学 講座
職
准教授
Department of Structural Molecular
Material
Status/Position:
Science
Chemistry Course
Associate professor
開講期間 要相談
受け入れ可能学生数
Course Period: Consultation required
Number of student allowed: 1
研究の概要
タンパク質分子はアミノ酸配列に従い，ほどけた紐のような状態から自発的に折りたたまり特
異的な三次元立体構造を形成して機能を発現する．生命は何十億年という長い年月をかけてタ
ンパク質を進化させ，それらを生命システムにおけるパーツとして巧みに利用し様々な生命現
象を生み出している．しかし，我々が現在見ている自然界のタンパク質は個々の環境に応じて
進化した結果であり，それらを解析するのみでは自然が創り上げたタンパク質分子の動作メカ
ニズムの本質に辿りつくことは難しい．そこで，当研究室では立体構造形成や機能発現に関す
る様々な仮説を立てながらタンパク質分子を計算機上でデザインし，それらが実際にどのよう
に動作するのか実験により調べるというアプローチにより研究を行う．
Protein molecules spontaneously fold into unique three-dimensional structures
specified by their amino acid sequences from random coils to carry out their
functions. Many of protein studies have been performed by analyzing naturally
occurring proteins. However, it is difficult to reach general working principles of
protein molecules only by analyzing naturally occurring proteins, since naturally
occurring proteins have evolved in their specific environments. In our lab, we
explore the principles for protein folding and function by computationally
designing protein molecules from scratch and experimentally assessing how the
designed proteins behave.
前提とする既習事項 タンパク質の構造と機能
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Protein structure and function
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 有機半導体の合成
Theme of Research: Synthesis of Organic Semiconductors
教員名前 鈴木 敏泰
Supervisor: Toshiyasu Suzuki
専攻名 構造分子科学専攻
物質化学 講座
職
准教授
Department of Structural Molecular Material Chemistry Course
Status/Position
Science
Associate Professor
開講期間 前期・後期
受け入れ可能学生数 2 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Number of students allowed: 2
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
有機物の発光を利用したエレクトロルミネセンス素子は，次世代のフラットパネルディスプレー
として大きな注目を集めている。また，有機半導体を利用したトランジスタは，シリコンベースの
トランジスタに比べ低温で作成でき，プラスチック基板が使用できる。このため，有機 EL 素子と
有機トランジスタの組み合わせにより，紙のように薄くフレキシブルな全有機ディスプレーが可能
になる。可溶性の有機材料を使えば，印刷あるいはインクジェットで安価で大量に素子を製作でき
る。我々はこれらを実現する高性能な有機材料の開発を目指している。
Organic semiconductors are of great interest because of applications for plastic
electronics such as organic light-emitting diodes, transistors, and photovoltaics. Unlike
conventional inorganic semiconductors, organic devices are thin and flexible. We have
been synthesizing new organic semiconductors for such devices. Our collaborators
construct the devices to see the performance of our materials. Some of them are used
in the laboratories of universities and companies worldwide for science and technology.
前提とする既習事項 基礎有機化学
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Organic chemistry
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 光受容タンパク質の時間分解赤外分光計測
Theme of Research: Time-resolved FTIR spectroscopy of light-responsive proteins
教員名前 古谷 祐詞
Supervisor: Yuji Furutani
専攻名 構造分子科学専攻
物質化学 講座
職
准教授
Department of Structural Molecular Material
Status/Position
Science
Associate Professor
Chemistry Course
開講期間 前期・後期
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Number of student allowed: 1
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
古谷グループでは、分子の構造解析に汎用されている赤外分光法を用いて、膜タンパ
ク質のイオン輸送や情報伝達の機構解明を目指した研究を行っている。
光受容タンパク質の一種であるバクテリオロドプシンは、タンパク質内部に結合した
レチナールにより 570 nm 付近の可視光を吸収し、細胞質側から外側へのプロトン輸送
を行う。その際の分子構造の変化と機能との関係が古くから研究されており、膜タンパ
ク質のイオン輸送研究における教科書のような存在である。
ラボ・ローテーションではバクテリオロドプシンなどの光受容タンパク質の光誘起赤
外差スペクトルを時間分解計測し、得られたデータを解析することで、中間状態の生成
に伴う構造変化やその時定数などを明らかにする。また、膜タンパク質のイオン輸送お
よび情報伝達機構の研究についての文献検索と、その論文内容についての発表を課する。
Ion transport and signal transduction mechanisms of membrane proteins are main
topic in our laboratory. Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) is one of
powerful techniques to monitor molecular structure and environment.
Bacteriorhodopsin (BR) is a light-driven proton pump protein. Light triggers the
trans-cis isomerization of the retinal chromophore (λ max ~ 570 nm) which causes
structural changes of the protein moiety eventually pumping a proton.
In this course, the student will measure time-resolved FTIR data of BR or other
light-responsive proteins, analyze the spectral data sets, and discuss the molecular
mechanism. The student will be required to study the references of ion transport
and signal transduction of membrane proteins and give a presentation.
前提とする既習事項 化学反応速度論、タンパク質の構造と機能
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Chemical kinetics, Protein structure and function
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
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Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 水の分解反応を促進する金属錯体触媒の合成と機能評価
Theme of Research: Synthesis of metal complex catalysts for water splitting
教員名前 正岡 重行
Supervisor: Shigeyuki Masaoka
専攻名 構造分子科学専攻
物質化学 講座
職 准教授
Department of Structural Molecular Material Chemistry Course
Status/Position
Science
Associate Professor
開講期間 通年（要相談）
受け入れ可能学生数 2 名
Course Period: All year(consultation required)
Number of students allowed: 2
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
太陽光エネルギーを用いて水を分解し、クリーンネルギー源である水素を製造する。人
工光合成技術の一つであるこの光エネルギー変換反応は、実用化に成功すれば世界のエネ
ルギー問題が一気に解決する可能性のある究極のエネルギー製造技術である。特に、生体機
能の中心的な役割を担う金属錯体に注目した研究は、次世代の人工光合成技術の基盤を担
う極めて重要な研究対象であるといえる。本研究グループでは、金属錯体を用いた人工光合
成システムの構築を目的とし、酸素発生反応や水素発生反応を高効率で促進させることが
可能である金属錯体触媒の創製を目指している。
ラボ・ローテーションでは、そのような触媒作用を有する金属錯体の合成もしくは機能
評価を通して、金属錯体の取り扱いや性質について学ぶ。
Visible-light-induced water splitting reaction has attracted much attention due to its
potential application toward artificial solar energy conversion and storage. This waterto-fuels conversion consists of the two half-cell reactions, reduction of water to H 2 and
oxidation to O 2 . Target of our group is the water splitting catalyzed by metal complexes
because water oxidation is catalyzed by a tetranuclear manganese complexes in natural
photosystem. In the Laboratory Rotation program, syntheses of metal complexes,
measurements of electrochemical and photochemical properties, and evaluation of
catalytic activity will be worked on.
前提とする既習事項 特になし。Prerequisites that the student has to complete before
taking this Lab-rotation program: None.
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
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Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ アト秒量子エンジニアリング
Theme of Research:
Attosecond quantum engineering
教員名前 大森 賢治
Supervisor: Kenji Ohmori
専攻名 機能分子科学専攻
電子動力学 講座
職
教授
Department of Functional Molecular Excited State Dynamics
Status/Position
Science
Professor
Course
開講期間 随時(要相談)
受け入れ可能学生数 1～2 名
Course Period:As demands(consultation required)
Number of students allowed: 1～2
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
Coherent control is based on manipulation of quantum phases of wave functions. It is a basic
scheme of controlling a variety of quantum systems from simple atoms to nanostructures with
possible applications to novel quantum technologies such as bond-selective chemistry and quantum
computation. Coherent control is thus currently one of the principal subjects of various fields of
science and technology such as atomic and molecular physics, solid-state physics, quantum
electronics, and information science and technology. One promising strategy to carry out coherent
control is to use coherent light to modulate a matter wave with its optical phase. We have developed
high-precision wave-packet interferometry by stabilizing the relative quantum phase of two
molecular wave packets on the attosecond time scale. We have also succeeded in tailoring and
visualizing spatiotemporal images of such wave-packet interference on the picometer and
femtosecond scales. Our high-precision spatiotemporal coherent-control is applied to information
processing with molecular wave functions, and is utilized for exploring the quantum/classical
boundary in various quantum systems ranging from laser-cooled atoms to bulk solids.
前提とする既習事項 なし
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: None
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Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 相対論的電子ビームを用いた光発生
Theme of Research: Light Sources using Relativistic Electron Beam
教員名前 加藤 政博
Supervisor: Masahiro Katoh
専攻名 機能分子科学専攻
電子動力学 講座
職
教授
Department of Functional Molecular Excited State Dynamics
Status/Position
Science
Professor
開講期間
Course
通年（ただし装置の停止期間中を避け
受け入れ可能学生数 1 名
Number of student allowed: 1
るため事前に協議して決定）
Course Period: All year (Unoperated during
suspension period)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
シンクロトロン放射光源，自由電子レーザーなど，相対論的な電子ビームを用いた光発生に関す
る研究を行っている。電子加速器技術，電子ビーム制御技術，ビーム物理学に関する研究，挿入光
源，自由電子レーザー，テラヘルツコヒーレント放射に関する開発研究など。
Researches on light source technologies using relativistic electron beam, including
synchrotron radiation, free electron laser and related technologies such as electron
accelerator technology, beam diagnostics, beam physics, insertion devices, coherent
synchrotron radiation.
前提とする既習事項 特になし。
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: None.
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Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
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Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 軟Ｘ線分光実験及び理論による溶液中の分子間相互作用研究
Theme of Research: Soft X-ray Spectroscopy to Study Intermolecular Interaction in
Liquid Solutions (Experiment and Theory)
教員名前 小杉 信博
Supervisor: Nobuhiro Kosugi
専攻名 機能分子科学専攻
電子動力学 講座
職
教授
Department of Functional Molecular Excited State Dynamics
Status/Position
Science
Professor
Course
開講期間 随時（実験希望者は要事前相談）
受け入れ可能学生数 2 名
Course Period: Anytime (Theory), To be assigned
Number of students allowed: 2
in advance (Experiment)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
溶液（電気化学や触媒の反応系を含む）中の分子の電子構造を軟Ｘ線を使って研究する。軟Ｘ線
で分子を励起すると内殻電子を空分子軌道にたたき上げることができる。高い励起状態はエネルギ
ーを失って低い状態に落ちるが，内殻励起の場合，空分子軌道の性格の違いで特徴ある多様な後続
過程が起きる。光電子を放出したり入射エネルギーと異なるエネルギーの軟Ｘ線を放出したり分子
が分解したりする。そのような後続過程の詳細な研究を放射光の直線偏光特性を利用して実験的に
研究する。また，量子化学と散乱理論を組み合わせた理論計算によっても研究する。
希望者は実験と理論のどちらかを選択のこと。実験の場合は事前調整が必要である。
Soft X-ray spectroscopy is applied to reveal local intermolecular interaction in liquid solutions
(including electrochemical and catalytic reactions). Soft X-rays can produce highly excited states
by transfer of a core electron to several unoccupied orbitals. The core electron is localized on an
atom selected by tuning the photon energy; therefore, the soft X-ray absorption spectrum reveals
local components of the unoccupied level and chemically surrounding effects around the coreexcited atom. Theoretical research is based on ab initio quantum chemical approaches and
experimental research is carried out by using some beamlines at the UVSOR-III Synchrotron
Facility.
前提とする既習事項 量子化学
Prerequisite items one has already successfully completed: Quantum Chemistry
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Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 有機半導体エレクトロニクスデバイス（有機 EL、または、有機太陽電池）の作製評価
Fabrication and measurements of Organic semiconductor electronic devices (Organic
EL or Organic solar cell)
教員名前 平本 昌宏
Supervisor Masahiro Hiramoto
専攻名 機能分子科学専攻
電子動力学 講座
Department of Functional Molecular Excited
Science
State
Dynamics Course
職
教授
Status/Position
Professor
開講期間
受け入れ可能学生数 1～2 名
前期・後期（具体的日程は教官と直接相談）
Number of students allowed: 1～2
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
(consultation required)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
有機半導体分野では，有機 EL ディスプレイが実用化され，有機薄膜太陽電池が 10%の実用レ
ベル効率を達成している。我々は，本分野においてブレイクスルーを起こすには，有機半導体の
超高純度化、pn 制御，等のバンドギャップサイエンスの推進が必要不可欠という立場に立って研
究を行っている。
本研修では、有機半導体エレクトロニクスデバイスとして、有機 EL、または、有機太陽電池の
作製・評価を行う。具体的には、真空蒸着によるデバイス作製、及び、光・電気特性の測定を行
う。
In the field of organic electronics, organic EL displays have been commercialized and
organic solar cells have exceeded 10% efficiency which can be regarded as a milestone
of commercialization. For the breakthrough in this field, bandgap science of organic
semiconductor such as high-purification and pn-control is crucially important.
In this Lab. Rotation, fabrication and measurements of organic EL device or organic
solar cell will be done. This includes the vacuum evaporation and photo-electric
measurements of devices.
前提とする既習事項 特になし。
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: None.
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Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ シンクロトロン光を用いた軟 X 線分子分光
Theme of Research: Soft X-ray Molecular Spectroscopy using Synchrotron Radiation
教員名前 繁政 英治
Supervisor: Eiji Shigemasa
専攻名 機能分子科学専攻
電子動力学 講座
職
准教授
Department of Functional Molecular Excited State Dynamics
Status/Position
Science
Associate Professor
Course
開講期間 9 月～12 月
受け入れ可能学生数 2 名
Course Period: September−December
Number of students allowed: 2
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
分子の内殻電子の励起や電離によって生ずる内殻正孔状態に関して、その電子構造と分子解離を
含む脱励起過程、及びそれらの相関を明らかにすることを目的とした実験研究を、単色化したシン
クロトロン光を励起光源として行っている。特に、軽元素からなる簡単な分子の内殻励起後の電子
的脱励起と解離の競合過程や、内殻光電離に伴う多電子励起状態の生成、及びその崩壊過程のダイ
ナミクスを多面的に捉えることを目指して、荷電粒子の二次元画像観測法や高分解能電子分光法な
ど、新しい実験手法を開発しつつ研究を行う。
The dynamics of the inner-shell photoexcitation, photoionization, and subsequent
decay processes is much more complex, in comparison to outer-shell photo-processes.
One-photon multi-electron processes, which are entirely due to the electron correlation
in the system, are known to happen not only in the primary inner-shell hole creation
processes, but also in their relaxation processes. Our research project is focused on
elucidating the electronic structures and decay dynamics in core-excited molecules, by
utilizing various spectroscopic techniques together with monochromatized synchrotron
radiation in the soft x-ray region.
前提とする既習事項 物理一般，物理科学
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: General Physics, Physical Chemistry
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Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ マイクロ固体フォトニクス -マイクロドメインによる光の制御Theme of Research: Micro Solid-State Photonics – Photon control by using microdomain –
教員名前 平等 拓範
Supervisor: Takunori Taira
専攻名 機能分子科学専攻
電子動力学 講座
職
准教授
Department of Functional Molecular Excited State Dynamics
Status/Position
Science
Associate Professor
Course
開講期間 10 月または 11 月
受け入れ可能学生数 2 名
Course Period: October or November
Number of students allowed: 2
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
光量子エレクトロニクス分野において，固体材料と光波の相互作用の探求を目指している。特
に，光波の空間的特性，時間的特性，スペクトル的特性をより小さな固体試料を用いて制御する方
法として，超小型固体レーザーであるマイクロチップレーザーの高出力化，高輝度化などの高性能
化と擬似位相整合(ＱＰＭ)法による高機能非線形波長変換法に代表される「マイクロ固体フォト
ニクス」ついて研究を進めている。
研修では，
「マイクロ固体フォトニクス」に特徴的な物質の秩序を緻密に制御することで強調ま
たは発現される光学機能に関し実験的，理論的な研修を行う。
It is important to understand about the photon and material interaction in the field
of photonics. We are investigating “Micro Solid-State Photonics” (high performance
microchip lasers and their nonlinear wavelength conversion) as a solution of the space,
time, spectrum-domain property of light controlling.
In this laboratory rotation program, we’d like to discuss the effect of micro-domain
controlling for photonic function enhancement as a part of “Micro Solid-State
Photonics”.
前提とする既習事項 特になし。Prerequisites that the student has to complete before
taking this Lab-rotation program: None.
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Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 磁気共鳴法による分子性物質の電子状態研究
Theme of Research: Investigation of electronic states on molecular materials by
Magnetic Resonance Measurements
教員名前 中村 敏和
Supervisor: Toshikazu Nakamura
専攻名 機能分子科学専攻
電子動力学 講座
職 准教授
Department of Functional Molecular Excited State Dynamics
Status/Position
Science
Associate
Course
Professor
開講期間 随時(要相談)
受け入れ可能学生数 最大 2 名
Course Period: As demands(consultation required)
Maximum number of students allowed: 2
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
分子性物質の示す電子状態に注目し，主に磁気共鳴(NMR，ESR)の手法を用いて研究を行っている。
分子性固体は，カウンターイオンを変えたり，圧力をわずかに加えるだけで，スピン一重項・反強
磁性・SDW・超伝導といった種々の電子相が現れる。これら分子性固体の電子状態を調べ，物性物理
物質科学が直面している諸問題の根元的理解を目指している。
ラボ・ローテーションでは，広く磁気共鳴を利用した分子物質研究を指導する。
We investigated the electronic state of molecular materials by magnetic resonance
measurements such as NMR and ESR. Molecular solids have a variety of ground states
such as spin-singlet, antiferromagnetic, SDW and superconducting phases by applying
pressures or by substitution of counter anions. We aim to clarify open questions in
material science.
In this laboratory rotation program, we provide magnetic resonance investigation
technique for molecular materials.
前提とする既習事項
（量子力学）あるいは（物理化学）を既習していることが望ましい。
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Prerequisite items (Quantum Mechanics) or (Physical Chemistry)
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Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 超短光パルス
Theme of Research: Ultrafast Laser Science
教員名前 藤 貴夫
Supervisor: Takao Fuji
専攻名 機能分子科学専攻
電子動力学 講座
Department of Functional Molecular Excited State Dynamics
職
Science
Associate Professor
Course
准教授
Status/Position
開講期間 随時
受け入れ可能学生数 1～2 名
Course Period: as needed
Number of students allowed: 1～2
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
本研究室では、分子科学において重要となる最先端のレーザー光源開発、特にフェムト
秒(10 の-15 乗秒)やアト秒(10 の-18 乗秒)の超短光パルスの発生技術、計測技術の研究・開
発を行う。フェムト秒やアト秒で振動する光波の位相を自在に操り、高い精度で計測する
ような高度な光制御技術を開発し、それを使った新しい光化学反応の研究、制御をめざす。
In our laboratory, we develop cutting edge lasers for ultrafast
molecular science, namely, femtosecond (10-15 s) or attosecond (10-18 s)
ultrashort pulse lasers. For example, arbitrary waveform synthesis can
be performed with simultaneous generation of femtosecond light pulses
in various wavelength regions and superimposition of them with precisely
controlled phases. We would like to develop such advanced light control
technology, which can push forward the research on ultrafast
photochemical reactions.
前提とする既習事項 特になし。
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation program:
None.
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総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 生物時計タンパク質が 24 時間周期のリズムを奏でる仕組みの解明
Design and Analysis of 24 h Period in Cyanobacterial Circadian Clock System
教員名前 秋山 修志
Supervisor Shuji Akiyama
専攻名 機能分子科学専攻
Department
of
Functional
分子動力学 講座
Molecular Molecular
Science
Dynamics Course
職
教授
Status/Position
Professor
開講期間 要相談
受け入れ可能学生数 １～２名
Course Period: Further discussion needed
Number of students allowed :1～2
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
シアノバクテリアは地球の自転周期（24 時間）を時計タンパク質の内に取り込み，それを生物
時計の発振周期とすることで細胞内に安定した 24 時間周期のリズムをつくりだしている．この生
物時計は 3 種類の時計タンパク質（KaiA，KaiB，KaiC）と ATP を混合することで再構成され，
KaiC の ATPase／リン酸化活性が 24 時間周期で振動する様子を試験管内で観察することができ
る．当研究グループでは，タンパク質分子が時を刻む仕組みの分子科学的理解を深めるため，生物，
化学，物理，制御工学，計算科学を巻き込んだ分野横断的研究を展開している．具体的には，(1)Kai
タンパク質時計の生化学，(2)Ｘ線結晶構造や溶液散乱を相補利用した動的構造解析，(3)分光学に
よる分子動態計測，(4)計算機を用いたシミュレーション，などを行うことで分子時計の実態解明
に取り組んでいる．
ラボ・ローテーションで取り組む研修内容は，本人，指導教員，および当グループの教員で協議
のうえ決定する．
Details of the project:
KaiC, a core protein of the circadian clock in cyanobacteria, undergoes rhythmic structural
changes with a period of approximately 24 h (circadian) in the presence of KaiA and KaiB (Kai
oscillator). Slow dynamics of the Kai oscillator are central to a fundamental question: what
determines the 24 h period in biological clocks? The Kai oscillator reconstitutable in vitro is
advantageous for studying (1) clock activities using biochemical techniques, (2) dynamic
structures using both X-ray crystallography and solution scattering, (3) transient responses
using physicochemical techniques, (4) and molecular motions through a collaborative work with
computational groups.
The research theme under Laboratory Rotation program will be determined through the
discussion among an applicant, his/her mentor, and the supervising staff.
前提とする既習事項：生化学および英語（いずれも学部程度）
Prerequisites for this Laboratory Rotation program: Biochemistry (undergraduate level) and
an ability to communicate in English.
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Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 生体分子モーターの１分子機能解析
Single -molecule functional analysis of biological molecular motors
教員名前 飯野 亮太
Supervisor: Ryota Iino
専攻名 機能分子科学専攻
分子動力学 講座
職
Department of Functional Molecular
Molecular
Status/Position
Science
Course
Dynamics
教授
Professor
開講期間 随時（要相談）
受け入れ可能学生数 1～2 名
Course Period:As demands(consultation required)
Number of students allowed: 1～2
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
生体分子モーターは化学エネルギーを力学的仕事に高い効率で変換して一方向に運動
する分子機械である。我々のグループは、生体分子モーターの作動メカニズムの解明を目
指している。具体的な研究手法は、(1) 光学顕微鏡法を用いた１分子機能計測、(2) 分光法
を用いた多分子機能計測、(3) 遺伝子操作を用いた変異体の作製等である。
実際の受入れ期間および研究内容は、指導教員と相談したうえで具体的に決定する。
Biological molecular motors are highly efficient molecular machines which realize
unidirectional movement by converting chemical energy into mechanical work. We aim
at elucidating operation mechanisms of the biological molecular motors. Our
approaches include (1) Single-molecule functional analysis based on optical
microscopy, (2) Ensemble-molecule functional analysis based on spectroscopy, (3)
Generation of mutants based on gene manipulation, and so on.
The term and theme of this course will be determined through discussion with
applicants and the supervisor.
前提とする既習事項：特になし
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: None
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 高効率分子変換工程の創製
Development of Efficient Molecular Transformation Processes
教員名前 魚住 泰広
Supervisor Yasuhiro Uozumi
専攻名 機能分子科学専攻
分子動力学 講座
職
教授
Department of Functional Molecular Molecular
Status/Position
Science
Professor
Dynamics Course
開講期間 ６～１２月
受け入れ可能学生数 1～2 名
Course Period: June-December
Number of students allowed : 1～2
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
有機分子変換工程において従来にない高活性，高選択性，高機能を実現する遷移金属触媒開発
を目指している。特に新規な不斉錯体触媒の開発，ナノ金属粒子触媒による新触媒現象，また高
分子担体への遷移金属触媒種の固定化により高分子担体が有する機能特性と遷移金属触媒機能の
複合的高機能化，などが主たる研究対象である。最終的アウトプットとして効率性，環境調和性，
安全性などの要請に解を与える理想化学反応システムの構築を目指す。
実際の受入れ期間や研究内容は指導教員と連絡を取ったうえで具体的に確定する。
The research objective of this laboratory is the development of novel transition metal
catalyses, which would realize high catalytic performance in activity, selectivity, etc.
The typical subjects are asymmetric catalysis, novel catalysis of nano-metal particles,
and novel catalysis by polymer-supported complexes being induced via synergistic
interaction of the polymer-matrix/metals/substrates/reaction media, which would
pave the way to the cleaner, safer, and greener chemical processes.
Details (subject, term, etc.) of this course will be determined through discussion with
the applicant and his/her mentor.
前提とする既習事項: 有機化学（学部程度）；英語（高等学校程度）Prerequisites that
the student has to complete before taking this Lab-rotation program: Organic
Chemistry (undergraduate level); English (high-school level)
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 生命分子の動的構造解析による生体機能発現メカニズムの探究
Elucidation of dynamical structures of biomolecules toward understanding the
mechanisms underlying their functions
教員名前 加藤 晃一
Supervisor Koichi Kato
専攻名 機能分子科学専攻
分子動力学 講座
職
教授
Department of Functional Molecular Molecular
Status/Position
Science
Professor
Dynamics Course
開講期間 随時（要相談）
受け入れ可能学生数 1～2 名
Course Period:As demands(consultation required)
Number of students allowed:1～2
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
超高磁場核磁気共鳴（ NMR） を利用し て、 タ ンパク質・ 複合糖質あるいはそれらの超分子複合
体の原子レベルの立体構造・ ダイナミ ク スの精密解析を基盤と する生命分子科学研究に取り 組ん
でいます。 特に、 糖鎖と タ ンパク 質のダイナミ ッ ク な構造と 生物学的な機能発現メ カニズムを分
子科学の観点から 統合的に理解するこ と を目指し ています。 そのために、 分子分光学に加えて、
分子生物学、 細胞生物学、 ナノ サイエンスによる多面的な生命分子へのアプローチを展開し てい
ます。
ラボ・ ローテーショ ンでは、大腸菌や酵母を利用し た生命分子の調製と 、それらを用いた NMR
解析を行い、 生命分子研究の基礎的素養・ 知識等の習得を目指し ます。
We conducted studies aimed at elucidating the dynamic structures of
glycoconjugates and proteins for integrative understanding of the mechanisms
underlying their biological functions. For this purpose, we use multidisciplinary
approaches integrating the methodologies of molecular and cellular biology and
nanoscience along with molecular spectroscopy.
To learn basic methods for preparation and NMR analyses of biomolecules is included in this
program.
前提とする既習事項 特になし。
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: None.
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 凝縮系におけるダイナミクスの理論・計算科学研究
Theoretical and Computational Studies on Condensed Phase Dynamics
教員名前 齊藤 真司
Supervisor Shinji Saito
専攻名 機能分子科学専攻
分子動力学 講座
職 教授
Department of Functional Molecular Science
Molecular
Status/Position
Dynamics Course
Professor
開講期間
前期・後期
受け入れ可能学生数 同時に最大 2 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Max. number of allowed students : 2 (at the
same time)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
我々は分子シミュレーションや電子状態理論などを用いて、凝縮系におけるダイナミクスの様相
およびその起源を分子レベルから明らかにすることを目的に研究を進めている。具体的には，生体
分子系や液体・過冷却状態などのダイナミクスの解析を行っている。
ラボ・ローテーションでは、凝縮系ダイナミクスを理解するための量子力学や統計力学の基
礎学習と論文紹介、分子シミュレーションの基礎および実習を通して、学生自身の所属
する研究室（専攻）とは異なる分野の基礎的素養・知識等の習得を目指す。
We have been investigating dynamics in condensed phases by using molecular simulations and
electronic structure calculations. Examples are including analyses of dynamics of liquids,
supercooled liquids and biological systems.
In this program, we aim to learn basic theoretical backgrounds and computational methods for
investigating condensed phase dynamics by studying fundamental mechanics, quantum
mechanics, and statistical mechanics and also by reading papers.
前提とする既習事項 : 量子力学、統計力学を既に履修していることが望ましい
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation program.
Quantum mechanics and statistical mechanics
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 固体 NMR による生体分子および有機分子材料の解析
Analyses of biomolecules and organic molecular materials using solid state NMR
教員名前 西村 勝之
Supervisor Katsuyuki Nishimura
専攻名 機能分子科学専攻
分子動力学 講座
職
准教授
Department of Functional Molecular Molecular
Status/Position
Science
Associate Professor
Dynamics Course
開講期間 要相談
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: By consultation
Number of student allowed : 1
研究の概要
Outline of Research
核磁気共鳴法(NMR)は、測定対象にラジオ波領域の電磁波を照射することにより、非破壊で物
質内部の分子の詳細な構造や運動性に関する情報を、原子分解能で得ることができます。我々の
グループでは、脂質膜と相互作用する生体分子や機能性有機分子材料などを対象として、分子構
造および運動性を解析するための固体 NMR 測定法、および解析手法の開発を行っています。ま
た、開発した測定法を用いて、これら分子の構造、および機能発現機構の解析を行っています。
ラボ・ローテーションでは、固体 NMR 測定について体験して頂く。なお、受入期間
は指導教員と連絡を取った上で具体的に確定することとする。
Nuclear magnetic resonance (NMR) enables to obtain precise information of local
structure and dynamics of molecules at atomic resolution without damage of
molecules. Many of important biomolecules, and advanced materials are insoluble
and functional at amorphous state. Thus solid state NMR is essential for the
characterization of those molecules. We are working on the methodology and
hardware developments of solid state NMR in addition to the characterization of
those molecules.
In this program, we aim to learn basic principles of solid state NMR and experience
solid state NMR measurements.
前提とする既習事項 特になし。
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: None.
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
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Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ キラル分子の設計・合成・機能探索
Theme of Research: Design, Synthesis, and Exploring Function of Chiral Molecules
教員名前 椴山 儀恵
Supervisor: Norie Momiyama
専攻名 機能分子科学専攻
分子動力学 講座
職
准教授
Department of Functional Molecular
Molecular
Status/Position:
Science
Dynamics Course
Associate Professor
開講期間 ６〜１２月
受け入れ可能学生数 １〜２名
Course Period: June-December
Number of students allowed: 1~2
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
キラリティは，地球上に存在する生命を特徴付ける性質のひとつです。そのため，原子
核，分子といったサブナノの世界さらには物質というマクロの世界において，キラリティ
とその科学の重要性が広く知られています。私たちは，合成化学の手法を駆使して，キラ
ルな機能性有機分子の設計・合成ならびにその機能の探索に取り組んでいます。特に，新
規なキラル分子性触媒やキラル機能性材料の開発，キラル小分子を効率的に合成する有機
分子変換反応の開発を推進しています。
ラボ・ローテーションでは，キラル分子の合成とその機能の探索を行い，合成化学研究
の基礎的手法と知識等の習得を目指します。また、実際の受入れ期間や具体的な研究内容
は指導教員と連絡を取ったうえで具体的に確定します。
Chirality is one of the distinctive features in our life. Therefore, it has been well known that
chirality and its science is very important research subject in the field of atomic nucleus, molecules,
and materials. Research in our group has been initiated in the general area of the chemical
synthetic method in chemistry with a focus on the design, the synthesis, exploring the function of
chiral molecules and the development of new transformations for chiral small molecule syntheses.
In this program, we aim to learn basic skills for the synthesis by chiral molecule syntheses and
the exploring their function. Details will be determined through discussions with the applicant
and his/her mentor.
前提とする既習事項: 有機化学（学部程度）
；英語（高等学校程度）
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation program: Organic
Chemistry (undergraduate level); English (high-school level)
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
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Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 多参照電子状態の分子理論の開発と応用
Development of molecular theory for multireference electronic structures and its
applications
教員名前 柳井 毅
Supervisor Takeshi Yanai
専攻名 機能分子科学専攻
分子動力学 講座
職
准教授
Department of Functional Molecular Molecular
Status/Position
Science
Associate Professor
Dynamics Course
開講期間 ５月
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: May
Number of student allowed:1
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
分子の化学反応や物理現象の振舞を特徴づけるものには，先端科学技術を持っても観測の大変難
しい分子の電子状態がある。電子状態の理解が本質となる分子科学の問題に対して，電子の複雑な
量子論的振舞を理論的に記述し，分子の構造や反応性の情報，化学プロパティーをプレディクティ
ブな精度でシミュレートできる非経験的量子化学の理論開発を行い，そのスケーラブルで効率のよ
い電子状態モデリング法を実装することを通し，分子科学への応用を実践する研究を行う。
Quantum chemistry is a subdiscipline of physical chemistry, and practicing its theory
by computer is a powerful approach to chemical theory problems associated with
electronic structures. The research is focused on development of the electronic
structure theory that is capable of supplying analytic interpretation of chemical
phenomena and is being advanced so as to provide accurate information of what we
can observe in experiments. The object of the research is to establish robust ab initio
quantum chemistry methodologies that allow for reliable description of a wide range
of complicated electronic structures, which can be found in challenging chemical
systems, in a predictive chemical accuracy by exploiting cutting-edge many-body
theory and sophisticated computing techniques.
提とする既習事項 : 分子軌道理論の基礎、量子力学の基礎
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Basics of quantum mechanics and molecular orbital theory
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 宇宙における物質循環と銀河系の化学進化、銀河・銀河団の高温 X 線ガス
Theme of Research: Chemical Evolution of Galaxies
教員名前 有本 信雄
Supervisor: Nobuo Arimoto
専攻名 天文科学専攻
光赤外線天文学系講座
職
Department of Astronomical
Optical and Infrared Astronomy
Status/Position
Science
Course
Professor
教授
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Number of student allowed: 1
(consultation required)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
宇宙における物質の循環を研究する。銀河系のなかでの星間
雲、星、超新星爆発、星間という物質の流れを理解し、銀河の化
学進化（ガスと元素の生成と循環）を記述する微分積分方程式を
導き、その解析解の振る舞いを調べる。次に、化学進化の方程式
系を数値的に解くプログラムを組み（Kdama-Arimoto1997 モデ
ルを改良する）、恒星進化論に基づく元素合成データを用いて、
ヘリウム、CNO 元素、α－元素、鉄族元素、中性子捕獲過程元
素などの組成の進化を導き、恒星の化学組成の最新の観測データ
と比較して、銀河系における元素の生成と循環についての新しい
知見をまとめる。
余裕があれば発展課題として、楕円銀河と銀河団の高温ガスの
化学組成を最新のすざく衛星の結果をもとにまとめ、その組成を
再現するための化学進化を考察する。楕円銀河の初期質量関数に
ついて議論する。主な研修内容は、①モデルの改良、②高温ガス
の文献読み込み、③楕円銀河・銀河団の進化の議論。
機会があればすばる望遠鏡の見学、ハワイ観測所員との研究交
流にも参加する。
前提とする既習事項
恒星の進化の基礎知識があればよいが、無い場合には基礎的なレクチャーを行う。
基礎として B.M.Tinsley 1980, “Evolution of the Stars and Gas in Galaxies”, Fundamentals of Cosmic Physics,
vol.5, pp287-388 を学習しておくのが望ましい。
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation program:Stellar Evolution
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ: 近赤外線分光及び撮像観測による、星間物質の物理状態の研究および、星生
成領域及びスターバースト銀河の研究
Theme of Research : Near-Infrared Imaging and Spectroscopic observations of
Interstellar medium, Star & Planet Forming Regions & Starburst Galaxies
教員名前 臼田 知史
Supervisor: Tomonori Usuda
専攻名 天文科学専攻
光赤外線天文学系講座
職
教授
Department of Astronomical
Optical and Infrared
Status/Position
Science
Astronomy Course
Professor
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Number of student allowed: 1
(consultation required)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
(1) 星間物質の物理状態の研究
星間物質として最も組成の多い水素に着目した研究を遂行している。具体的には、
星や惑星の生成母体となる高密度の星間分子ガス中、最も豊富な水素分子と二番目に
多い一酸化炭素の線スペクトルを、近赤外線の波長帯で分光観測することにより、ガ
スの密度や温度、組成比といった、星・惑星の生成・進化にとって鍵となる基礎物理
量を明らかにする。また、星間空間で発見されている様々な分子を作るための基とな
る H 3 +イオンの線スペクトルを近赤外線の波長帯で分光観測することにより、星間空
間における様々な化学反応を理解する。
(2) 近赤外線分光及び撮像観測による星生成領域及びスターバースト銀河の研究
近赤外線の波長帯の分光観測で観られる水素分子輝線は、星生成領域やスターバー
スト銀河といった活動性の高い場所で主に観測される。複数の水素分子輝線の強度比
を調べることにより、水素分子輝線の励起機構や温度・密度と言った物理量を明らか
にすることができる。また、水素原子やヘリウムの再結合線や一酸化炭素の吸収線の
結果と併せることにより、その場所における星生成史を明らかにする。
本ラボ・ローテーションでは、すばる望遠鏡など最先端の望遠鏡で実際に得られた赤
外線の観測データを用いて、解析方法の基礎を学ぶと共に、解析結果からどのような考
察が可能かについて実習する。
前提とする既習事項 なし
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: None
38
広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ
銀河の形成・進化の解析及び自己重力多体系の緩和過程やカオス的遍歴現象、銀河の力学構造の解析（特に、星の 3 次元的
位置や運動情報から、銀河内の全重力物質がつくる重力ポテンシャル分布や位相分布関数を構築する手法の開発）を行って
いる。さらに、実際に銀河系のバルジ構造内の星の距離や運動を高精度で測定できる赤外線位置天文観測衛星(JASMINE)
計画を推進中である。
Theme of Research:
Themes of research are given as follows; the analysis of galaxy formation and evolutions, study on relaxation process
and phenomena of chaotic itinerancies in self-gravitating systems, and the analysis of dynamical structures of
galaxies. Especially the present main scientific theme is the development of the method how the gravitational
potential and phase distribution function for all gravitating matters are constructed by using observed data of
3-dimensional stellar positions and motions. Furthermore I am promoting infrared astrometry satellite
missions (which are called JASMINE missions) which provide distances and velocities of stars in the Galactic
bulge with high accuracies.
教員名前 郷田 直輝
Supervisor: Gouda, Naoteru
専攻名 天文科学専攻
光赤外線天文学系講座
職
教授
Department of Astronomical
Optical and Infrared
Status/Position
Science
Astronomy Course
Professor
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Number of student allowed: １
(Negotiable)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）Outline of Research:
宇宙の階層構造形成の研究に密に関わる自己重力多体系の物理、位置天文観測と距離測定などに関して講義
や演習などを行う。具体的には以下の項目を行う。
１．宇宙の階層構造と自己重力
＊宇宙に存在する様々なスケールにわたる階層構造の概説、そして、
“自己重力”がそのような構造が形成される
最大の要因であることを説明する。
２．自己重力多体系の物理（特異性など）
＊自己の重力で束縛されている系を自己重力多体系とよぶが（銀河、星団、銀河団など）
、重力が実際的に長距離
力であることに起因して他の日常的に知られた、短距離力からなる系とは異なった興味深い現象を示す。その
現象の説明とともに、これらが天体の構造形成にも大きく関わっていることを概説する。
３．位置天文観測と天体までの距離測定
＊自己重力多体系の解明のためには、星の３次元的位置と３次元的速度の情報が不可欠である。星までの距離や
天球上での位置、接線速度を測定するのが位置天文観測であり、その説明を行う。さらに、天体までの距離の
決め方についても概説する。
４．位置天文観測で探る自己重力多体系
＊日本を含む世界で進められている位置天文観測衛星の紹介、衛星計画の進め方、これらの計画で今後、自己重
力多体系などに関してどのようなことが分かってくるのかを概説する。さらに、JASMINE 計画で進めている
開発、実験の一部現場の見学も行う。
前提とする既習事項 なし
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation program: Nothing
39
広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ スペース位置天文学実験
Theme of Research: “Space Astrometry”
教員名前 小林 行泰
Supervisor: Yukiyasu Kobayashi
専攻名 天文科学専攻
光赤外線天文学系講座
職
教授
Department of Astronomical
Optical and Infrared
Status/Position
Science
Astronomy Course
Professor
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Number of student allowed: 1
(consultation required)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Nano-JASMINE や small-JASMINE などの宇宙からの位置天文学ミッションの計画検
討や開発を行っている。これらミッションに関連して必要な観測データシミュレーショ
ンや観測装置の開発実験などを行う。
Outline of Research:
We develop the space astrometry satellite nano-JASMINE and perform feasibility
studies for future space astrometry missions such as a small-JASMINE satellite. As
training courses, one can perform mission related instruments developments and/or
software simulation studies especially on the array data outputs from the
nano-JASMINE satellite.
前提とする既習事項 無し
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: None
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ
Theme of Research: Astroinformatics
教員名前 関口 和寛
Supervisor: Kazuhiro Sekiguchi
専攻名 天文科学専攻
光赤外線天文学系講座
職
教授
Department of Astronomical
Optical and Infrared
Status/Position
Science
Astronomy Course
Professor
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Number of student allowed: 1
(consultation required)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
多波長大規模サーベイ観測による銀河および活動銀河核(AGN)生成と進化の研究。特
に硬Ｘ線、赤外線、サブミリ波観測を用いた「隠された」星形成および超巨大ブラック
ホールの研究を進めている。さらに、激変星およびＸ線連星の高時間分解能での偏光・
分光・測光による連星系の構造、降着円盤物理研究を行っている。
前提とする既習事項 なし
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: None
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 赤外線天文学、赤外線観測装置開発、補償光学系開発
Theme of Research: Infrared Astronomy, Infrared Instrumentation, Adaptive Optics
Development
教員名前 髙見 英樹
Supervisor: Hideki Takami
専攻名 天文科学専攻
光赤外線天文学系講座
職
教授
Department of Astronomical
Optical and Infrared
Status/Position
Science
Astronomy Course
Professor
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Number of student allowed: 1
(consultation required)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
大気揺らぎを補正して回折限界像を得る補償光学装置を開発し、すばる望遠鏡に取り
付け観測的研究を進める。近年は、すばる望遠鏡＋補償光学装置を使って低温度星の大
気の空間構造を研究。
Outline of Research:
Takami has been working in development of adaptive optics systems for astronomy
for Subaru Telescope. He has also conducted science on the outer atmosphere of low
temperature stars with high spatial resolution capability using adaptive optics.
前提とする既習事項 なし
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program:None
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 彗星の物理進化、流星と彗星の母天体の関連の解明
Theme of Research: Physical Evolution of Comets, Relationship between meteor
streams and parent comets
教員名前 渡部 潤一
Supervisor: Junichi Watanabe
専攻名 天文科学専攻
光赤外線天文学系講座
職
教授
Department of Astronomical
Optical and Infrared
Status/Position
Science
Astronomy Course
Professor
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Number of student allowed: 1
（Consultation required）
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
太陽系小天体（彗星、流星、小惑星、太陽系外縁天体）の観測的研究。主に可視光・
赤外線を用いた撮像分光観測によって、これらの天体の観測により、その起源と進化を
追いかける。最近では、彗星の物理進化を流星群活動から解明していこうとしている。
一方、最新の天文学の成果を講演、執筆、メディア出演などで社会に伝える活動を行い
つつ、ニュースソースと報道の関係も研究しつつある。
Observational studies on small solar system bodies such as comets, asteroids,
trans-Neptunian objects will be performed mainly by imaging and spectroscopic
methods in optical and infrared wavelength region in order to know their origin and
evolution. Recently we try to clarify the physical evolution of comets from the activity
of meteor showers. We also try to study the relationship between media and scientific
research community through the news releases and their covered articles.
前提とする既習事項
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Basic physics and skill to use UNIX or WINDOWS programs
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム Course-by-Course
Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 重力波検出器 KAGRA を用いた重力波天文学
Theme of Research: Gravitational wave astronomy with KAGRA
教員名前 麻生洋一
Supervisor: Yoichi Aso
専攻名 天文科学専攻
Department of Astronomical Science
光赤外線天文学系講座
職
准教授
Optical and Infrared
Status/Position:
Astronomy Course
Professor
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Number of student allowed: 1
Associate
(Negotiable)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
The first direct detection of gravitational waves from colliding black holes in September 2015 by LIGO
detectors heralded the era of gravitational wave astronomy. Gravitational waves will offer us rich opportunities to
explore secrets of the Universe otherwise unobtainable with conventional observation methods. Our group is
playing a key role in the construction of Japanese next generation gravitational wave detector KAGRA. KAGRA
is world’s first cryogenic interferometer of 3km arm length being constructed at the underground site of Kamioka
mine, Gifu prefecture.
We can offer students a variety of research projects related to the development of KAGRA ranging from hands
on experiments (vibration isolation systems, optical tests etc) to computer simulations and data analysis
depending on the expertise and interest of individual student. The program can take place either in Mitaka or
Kamioka.
前提とする既習事項
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation program: General
laboratory experience is desirable, but not mandatory.
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ
赤色巨星の質量放出現象、天の川銀河系の構造、ならびに太陽系外惑星系の探索
Theme of Research: Mass loss from red giants, structure of the Milky-Way Galaxy, and exoplanets
hunting.
教員名前 泉浦 秀行
Supervisor: Hideyuki Izumiura
専攻名 天文科学専攻
光赤外線天文学系講座
職
Department of Astronomical
Optical and Infrared Astronomy
Status/Position
Science
Course
Associate Professor
准教授
開講期間 後期のうち 1 ヶ月（応相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: 1 month in the 2nd semester,
Number of student allowed: 1
both starting date and duration negotiable.
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
ラボ・ローテーションでは、参加者の希望に基づき、次のどれかを実施する。
１）最近公開された遠赤外線全天サーベイの高感度撮像データを解析し、宇宙の物質循環のポンプとし
て働く赤色巨星の質量放出の様子を調べ、その時間変動性を探究する、２）91cm 近赤外線広視野カメ
ラにより進行中の銀河面変光星サーベイをもとに、検出された変光星の銀河面内分布から、天の川銀河
系の構造を探究する、３）光学設計 CAD を用いて 3.8m 望遠鏡用の標準的な高分解能エシェル分光器
を設計してみる、４）GAIA 衛星のもたらす恒星の距離情報を使って、銀河系内の星間物質の分布を調
べるための新たな研究計画を検討・作成する。
Outline of research plans: The participant will take one of the four courses to 1) study mass-loss
from red giant stars and its time variation using high sensitivity images take through the latest all
sky surveys in the far-infrared, 2) study the structure of the Milky Way Galaxy through the
distribution of variable stars that are detected by the participant using data taken by the 91cm
wide field near-infrared camera, 3) design a standard high resolution echelle spectrograph for the
3.8m telescope using CAD, or 4) make a new research plan to investigate the distribution of
interstellar matter in the Milky Way Galaxy utilizing the distances of stars that will be brought by
GAIA satellite and made available to the world.
前提とする既習事項 Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Knowledge of physics, mathematics, and computer programming at undergraduate
science course.
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 連星系の進化
Theme of Research: Binaries and their Evolutions
教員名前 浮田 信治
Supervisor: Nobuharu UKITA
専攻名 天文科学専攻
光赤外線天文学系講座
職
准教授
Department of Astronomical
Optical and Infrared
Status/Position
Science
Astronomy Course
Associate Professor
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: anytime/ad hoc
Number of student allowed: 1
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
研究内容：質量放出する連星系(symbiotic stars, proto-PNe, MSGs, RV Tauri, Cepheids,
RR Lyr, CABs など)の観測的研究。このテーマに関連して光赤外及びサブミリ波観測を
Kiso-Schmidt 鏡、Gunma 1.5-m 鏡、Subaru 8-m 鏡や ASTE 10-m アンテナで行ってい
る。
ラボ・ローテーション: データ解析ツールを事例集(例えば Practical Statistics for
Astronomers, J.V. Wall & C.R. Jenkins, 2003, Cambridge Univ. Press、など適宜選択)
で広くざっくり勉強し天文データ解析能力アップを目指す。
前提とする既習事項: 無し
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: none
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 銀河形成・銀河進化
Theme of Research: galaxy formation/galaxy evolution
教員名前 柏川 伸成
Supervisor: Nobunari Kashikawa
専攻名 天文科学専攻
光赤外線天文学系講座
職
准教授
Department of Astronomical
Optical and Infrared
Status/Position
Science
Astronomy Course
Associate Professor
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Number of student allowed: 1
(consultation required)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
現在はすばる望遠鏡を用いた遠方宇宙の観測的研究に主眼を置いています。特に最近
は２つの「暗黒」を解明したいと考えています。
：この初期宇宙の物理過程はまだほとんど未解明のままで、観
１）暗黒時代（dark age）
測的に解明していくことが非常にチャレンジングであるばかりでなく、これまでの銀河
形成・進化研究の進展とも大きく絡んでいます。具体的には超遠方銀河を様々な側面か
ら多数直接観測することがキーになると考えています。
：ダークマターとバリオンがどのような物理関係を持ちな
２）暗黒物質 （dark matter）
がら宇宙の構造を作り進化してきたのか、を解き明かすことは宇宙全体の歴史や銀河の
性質を知る上で、また宇宙における物質の輪廻を探る上では極めて重要な問題といえま
す。具体的にはダークマターとガス、星これら３つがどのような相関を持っているのか
大局的に理解したいと考えています。そのためには遠方銀河と QSO 吸収線系の観測がキ
ーになると考えています。
前提とする既習事項
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: None
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Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ
すばる望遠鏡を用いた遠方銀河団の形成と進化の研究。
遠方宇宙における銀河の星形成史と質量集積史の研究。
Theme of Research:
Formation and evolution of galaxy clusters with Subaru.
Histories of star formation and mass assembly in the distant Universe.
教員名前 兒玉 忠恭
Supervisor: Tadayuki Kodama
専攻名 天文科学専攻
光赤外線天文学系講座
職
准教授
Department of Astronomical
Optical and Infrared
Status/Position
Science
Astronomy Course
Associate Professor
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Number of student allowed: 1
(consultation required)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
すばる望遠鏡などによって取得した遠方銀河の色指標やスペクトルの情報を、星の進
化に基づいて構築した銀河スペクトル進化モデルを使って解析し、銀河を構成する星の
種族を探り、銀河内における星形成の歴史を明らかにする。この手法を様々な時代の様々
な環境下にある銀河に適用し、銀河が織り成す宇宙大規模構造の時間発展とともに、そ
の中で銀河がどのように形成され進化されてきたのかを明らかにする。特に、宇宙誕生
後１０億年から９０億年の間の銀河・銀河団にとっての激動期を、理論と観測の両面か
ら調べる。
前提とする既習事項 なし
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: None
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Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
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Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 太陽型恒星の性質と活動に関する分光学的研究
Theme of Research:
Spectroscopic Study on the Properties/Activities of Solar-Type Stars
教員名前 竹田 洋一
Supervisor: Yoichi Takeda
専攻名 天文科学専攻
光赤外線天文学系講座
職
准教授
Department of Astronomical
Optical and Infrared
Status/Position
Science
Astronomy Course
Associate Professor
開講期間 応相談
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: (negotiable)
Number of student allowed: 1
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
恒星のスペクトルを解析して恒星大気の組成や物理状態を調べ、引いては惑星の存在
など恒星の周りの状態や銀河系の化学進化などの関連分野に及ぶ観測的恒星物理学を専
門に研究している。
また解析のために必要な、恒星大気プラズマ中の輻射輸送とスペクトル線形成の理論
の研究も手がけている。最近の研究は主に太陽型（F,G,K 型）の星を対象としているの
で太陽物理学にも興味を持っている。
前提とする既習事項 特になし
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Nothing in particular
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ
・すばる望遠鏡に関する効果的な広報
・大型光学系の反射性能．
・惑星系形成領域・系外惑星・原始惑星系円盤の観測的研究の比較．
Theme of Research:
*Effective press release of the science from and activities at Subaru Telescope –its scientific achievement, and
the engineering challenge that it has to overcome.
*Optical performance, in particular the reflectivity and the scattering, of large telescope optics such as the
primary, secondary or tertiary mirrors.
*Comparison of the observations detailing the star/planetary system formation regions.
教員名前 林 左絵子
Supervisor: Saeko S. Hayashi
専攻名 天文科学専攻
光赤外線天文学系講座
職
准教授
Department of Astronomical
Optical and Infrared
Status/Position
Science
Astronomy Course
Associate Professor
開講期間 前期・後期（要相談）
一度における受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester (to be
Maximum number of students allowed at a time = 1
discussed)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
ラボローテーションについて２つのテーマを考えています。
テーマ１：反射面としての望遠鏡基本光学系の性能評価と向上の工夫。
経年変化をモニターしているコーティング・サンプルの評価。
ベストパフォーマンスを示すサンプルに関して、その理由を考察。
実際に望遠鏡光学系を扱うオペレーションへのフィードバックをかける。
テーマ２：英語論文執筆の基本。
日本語レポートから、どうやって頭を切り替えるか。
結論が先、主語の次にすぐ述語、要するに Action が先。説明が続く。
I have two themes for graduate student’s Lab-Rotation program:
1. Performance of the large optics, specifically their reflectivity.
a. Evaluate coating samples.
b. Find out the reason of the best performing samples.
c. Give feedback to the handling of mirror optics based on the findings.
2. (Primarily for Japanese students, or students whose primary language is not English)
Fundamentals of writing research paper in English.
a. Switch Japanese thinking to English.
b. Conclusion comes first, deliberation follows. Verb immediately follows Subject. English
require more active thinking.
50
前提とする既習事項
すばる望遠鏡の概要（少なくともすばる望遠鏡のウェブサイトにある情報を理解していること）
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation program:
Basics about Subaru Telescope (at least, understand what is posted at its website.)
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ
Theme of Research:
Development of Subaru’s new camera and observational cosmology
教員名前 宮﨑 聡
Supervisor: Miyazaki, Satoshi
専攻名 天文科学専攻
光赤外線天文学系講座
職
准教授
Department of Astronomical
Optical and Infrared
Status/Position
Science
Astronomy Course
Associate Professor
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Number of student allowed: 1
(consultation required)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
すばる望遠鏡用広視野カメラと CCD 検出器の開発を行ってきた。この開発したカメラ
を用いて、弱重力レンズ効果により銀河団スケールダークマターハローのサーベイ観測
を行っている。現在さらに視野の広いカメラを開発中。
前提とする既習事項 なし
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: None
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ
電波干渉計による銀河形成、ブラックホール、AGN ジェット
Theme of Research:
Galaxy Formation, Black Holes and AGN Jets with Interferometric Techniques for Radio Astronomy
教員名前 井口 聖
Supervisor: Satoru Iguchi
専攻名 天文科学専攻
講座 電波天文学系講座
職
Department of Astronomical
Radio Astronomy Course
Status/Position:
Science
教授
Professor
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester(Negotiable)
Number of student allowed: 1
研究の概要：
基礎的な電波天文および電波干渉計について理解するとともに、電波望遠鏡の性能とその能力を実際
に理解し、銀河形成、ブラックホールそして AGN ジェットの研究について学ぶ。
Outline of Research:
Students will learn about galaxy formation, black holes, and AGN jets while acquiring basic knowledge of
radio astronomy and interferometry through practical experience with cutting-edge radio telescopes.
研修の内容：
このラボ・ローテーションでは、この分野でよく引用される基本的な論文を読んで頂きます。そして、
ALMA 院生ゼミに参加し、院生、ポスドクと一緒に、その中の 1 つを紹介していただきます。
一方、もし受講者からの依頼があれば、なかなか理解が難しい電波干渉計に関する講義だけを開講
することも考えております。基礎から応用編まで、個々人の能力と興味に合わせて、本ラボ・ローテ
ーションの内容を考えます。
これらどちらのケースにおいても、ラボ・ローテーションの成果として、研究レポートをまとめて
頂きます。
Descriptions of Laboratory Rotation Program:
Students will be required to read some research papers that are well known and frequently referred to in the
field of radio astronomy, and give a presentation of one of the papers in an ALMA graduate seminar with other
graduate/postdoctoral students.
In addition to this, upon request from a student, lectures of radio interferometry will also be given. Since
many students find it difficult to understand radio interferometry, the lectures will be designed to meet each
individual’s level and interest from beginner to advanced levels.
Students will be required to make reports of their presentation and the lectures they attended as part of the
outcomes of the Laboratory Rotation Program.
前提とする既習事項：
物理学・数学・確率統計の知識、及び銀河形成の基礎知識。
これらの基礎知識が無い場合には基礎的なレクチャーを行う。
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation program:
Applicants are expected to have knowledge of physics, mathematics, and probability statistics as well as basic
knowledge of galaxy formation. If there is a lack of knowledge, basic lectures will be given.
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ ミリ波サブミリ波による星・惑星系、銀河の形成過程の研究
Theme of Research:
Millimeter and sub-millimeter study of formation of planets, stars, and galaxies at
Nobeyama Radio Observatory (NRO)
教員名前 川邊 良平
Supervisor: Ryohei Kawabe
専攻名 天文科学専攻
電波天文学系講座
職
Department of Astronomical
Radio Astronomy Course
Status/Position
Science
教授
Professor
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Number of student allowed: 1
(consultation required)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
野辺山宇宙電波観測所で運用する 45m ミリ波望遠鏡、 ASTE10m サブミリ波望遠鏡の
ための観測装置の開発(ミリ波電波カメラ、サブミリ波電波カメラ、遠方銀河観測用シス
テムなど)を推進している。これらの装置の開発の研修を野辺山で実施してもらう。また、
それらの望遠鏡を用いた観測的研究や、サブミリ波干渉計 SMA や今後運用が始まる
ALMA の観測データ解析に関する研修も可能である。
Outline of Research:
We are developing new millimeter receivers and sub-mm camera for NRO 45 m and
ASTE 10 m Telescopes. One possible research at NRO will be joining the development
teams to experience measurements or developments of such instruments. Another
will be observational research using such telescopes, or by analyzing existing data
taken with Submillimeter Array (SMA) or ALMA to be operational in near future.
前提とする既習事項
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Basics of Mathematics, Physics, and Astronomy
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Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
研究テーマ
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
超長基線電波干渉計による精密位置天文観測
Theme of Research: Precise astrometry research by using Very Long Baseline
Interferometer
教員名前 小林 秀行
Supervisor: Hideyuki Kobayashi
専攻名 天文科学専攻
電波天文学系講座
職
Department of Astronomical
Radio Astronomy Course
Status/Position
Science
教授
Professor
開講期間 前期・後期
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Number of student allowed: 1
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
超長基線電波干渉計の手法を用いて高精度の天体観測および観測システムの研究を行
っている。基線長 2300km で世界初の相対 VLBI の手法を導入した VERA により、１
０マイクロ秒角の天体位置計測を行い、天体距離の直接測定を行う。これにより、銀河
中心までの距離や銀河系内メーザー天体の位置・速度 構造を計測し、銀河系の構造・ダ
イナミックスを明らかにする。また、個々の天体の詳細構造や速度場を明らかにし、星
形成メカニズムや晩期型星の質量放出メカニズムを明らかにする。
前提とする既習事項 なし
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: None
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Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ
巨大分子雲における分子雲コアの物理的・化学的性質、超新星残骸と分子雲の相互作用、
原始惑星系円盤
Theme of Research:
Physical and chemical properties of molecular cloud cores in giant molecular clouds,
the interaction of supernova remnants with molecular clouds, proto-planetary disks
教員名前 立松 健一
Supervisor: Kenichi Tatematsu
専攻名 天文科学専攻
電波天文学系講座
職
Department of Astronomical
Radio Astronomy Course
Status/Position
Science
教授
Professor
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period:
Number of student allowed : 1
1st Semester/2nd Semester (negotiable)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
ラボ・ローテーションでは、電波干渉計データ解析ソフトウエア CASA 添付の練習用観測デ
ータ、または、電波望遠鏡アルマの公開データ、を用いて CASA を用いた電波干渉計データの
実習を行います。
Outline of Research:
In Lab Rotation, you are asked to try basic data reduction of radio interferometry data
by using CASA test data or ALMA archive data.
前提とする既習事項 なし
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: None
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総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ
Theme of Research:
High-Sensitivity Detection System and Technology at Submillimeter Wavelengths
教員名前 野口 卓
Supervisor: Takashi Noguchi
専攻名 天文科学専攻
電波天文学系講座
職
Department of Astronomical
Radio Astronomy Course
Status/Position
Science
教授
Professor
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1～2 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Number of students allowed:1 or 2
(consultation required)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
ミリ波、サブミリ波帯電磁波の超高感度検出器の開発研究。野辺山 45m およびミリ波
干渉計など電波望遠鏡に搭載されるミリ波、サブミリ波帯の超低雑音受信機とその核心
をなす超低雑音ミクサ素子の開発研究を行っている。ALMA 計画の最高観測周波数帯で
ある 800GHz 帯の低雑音ミクサ/受信機の開発が当面の課題。
Outline of Research:
It is our purpose to develop very high sensitive detectors and systems to be used in
the radio-telescopes such as ALMA (Atacama Large Millimeter/Submillimter Array).
It is a present key issue to develop ultra-sensitive detectors at THz band to be used in
the ground-based and space-borne telescopes in the near future.
前提とする既習事項
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program:Solid state physics, Microwave devices and circuits, Optical devices
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総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ
VERA を用いた高精度位置天文観測による銀河系構造の観測的研究、または、サブミリ
波帯の VLBI 観測による超巨大ブラックホールの観測的研究
Theme of Research: High-accuracy Galaxy astrometry with VERA /
Ultra-high-resolution imaging of super-massive black holes with sub-mm VLBI
教員名前 本間 希樹
Supervisor: Mareki Honma
専攻名 天文科学専攻
電波天文学系講座
職
Department of Astronomical
Radio Astronomy Course
Status/Position
Science
教授
Professor
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period:
Number of student allowed : 1
1st Semester/2nd Semester(negotiable)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
当研究室におけるラボ・ローテーションでは、国立天文台のＶＥＲＡのデータを用い
て銀河系内メーザーの位置計測を行い、それに基づいて銀河系の動力学構造について調
べる。または、国際的なサブミリ波 VLBI ネットワークを用いた超巨大ブラックホール
の観測研究に関連して、実際の観測データやシミュレーションデータなどを用いて VLBI
のデータ解析やブラックホール研究について学ぶ。希望があれば近年天文データ解析で
も有効性があると期待される疎性モデリングの手法についても習得してもらう。
In this laboratory rotation program, the student will work on observational data of
Galaxy-scale maser astrometry obtained with VERA, and investigate the
three-dimensional structure and dynamics of the Galaxy. Alternatively, the student
can work on data analysis and observational study of AGNs and super-massive black
holes based on VLBI technique. If interested, the student can learn about a new
class of techniques called “sparse modeling”, which is expected to be effective in the
astronomical data analysis.
前提とする既習事項 なし
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: none
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Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
研究テーマ
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
干渉計（ALMA）データの一次解析
Theme of Research:
ALMA data reduction
教員名前 伊王野大介
Supervisor: Daisuke Iono
専攻名 天文科学専攻
Department of Astronomical Science
電波天文学系講座
Radio
Course
Astronomy
職
准教授
Status/Position:
Associate Professor
開講期間 要相談
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: negotiable
Number of student allowed: 1
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
ALMA データの一次解析と画像処理を習得してもらうことを目的とす
る。具体的には、Science Verification で観測された銀河のアーカイブデー
タをダウンロードし、CASA Guide に記載されている手順に従って一次解
析を行う。その後、一次解析後のデータを用いて CLEAN による画像合成
（deconvolution）を行う。最終的には、得られた画像を多波長データと比
較し、科学的な考察を行う。
The aim of this program is to learn how to reduce ALMA data. In particular,
the student will download the archival ALMA data of a galaxy obtained during
science verification of ALMA, follow the CASA guide, and reduce the data.
Following data reduction, the student will image the data using the CLEAN
deconvolution algorithm implemented in CASA. The final goal of this
program is to analyze the data in the context of multi-wavelength data.
前提とする既習事項
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Basics of Linux/Unix, Fourier Transform
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総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ
多様な星形成および惑星系形成の研究
Theme of Research:
Star formation in various mode and planetary system formation
教員名前 齋藤 正雄
Supervisor: Masao Saito
専攻名 天文科学専攻
電波天文学系講座
職
Department of Astronomical
Radio Astronomy Course
Status/Position
Science
准教授
Associate Professor
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Number of student allowed: 1
(consultation required)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
I’m interested in why various star formation, such as a single, binary, low-mass,
massive, and etc occurs under certain environment from observations with radio
telescopes. I’m also following low-metallicity clouds in the outer galaxy, interstellar
chemistry with my collaborators. I started an international star formation study
group SOLA observing Lupus molecular clouds with various telescopes.
Laboratory rotation course will be performed in Nobeyama. One of the two
alternatives can be chosen. First, you will learn radio observation fundamentals,
observing methods, and data reduction of an object of your interest using archive
data. Second, you will analyze commissioning data to evaluate performance of a radio
instrument. The aim is to learn calibration methods in radio observations and to
understand commissioning and characterizing a radio instrument such as antenna,
receiver, or backend. In these two courses, your skill in data analysis will be improved
and you can start writing a proposal to radio instrument.
前提とする既習事項
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program:
Statistical knowledge and script experience is desired, but not mandatory.
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Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ
VERA 観測運用システムの構築、VLBI 相関器制御・運用システムの構築
VLBI 観測による晩期型星の質量放出機構の研究
Theme of Research:
Development of VERA field system and the operation system of VLBI correlator.
A study of mass-loss mechanism in evolved stars using VLBI observations.
教員名前 柴田 克典
Supervisor: Katsunori M. SHIBATA
専攻名 天文科学専攻
電波天文学系講座
職
Department of Astronomical
Radio Astronomy Course
Status/Position
Science
准教授
Associate Professor
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Number of student allowed: 1
(consultation required)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
野辺山宇宙電波観測所 45m 鏡及びミリ波干渉計を使って惑星状星雲・原始惑星状星
雲周りの分子ガスの観測を行った。さらに VLBI による晩期型星星周圏のメーザー観測
を行い、星の進化の最終段階におこる質量放出について研究している。宇宙科学研究所
と共同で進められたスペース VLBI 計画 (VSOP) に参加し、VLBI 観測データを処理す
る相関局の運用に携わった。現在は天文広域精測望遠鏡計画 (VERA) に参加し、観測制
御・運用ソフトウェアシステムの開発を行っている。
前提とする既習事項 英語
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: English
61
広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ
・月・惑星探査機搭載用の観測機器の開発
・月・惑星の重力場・回転変動と内部構造の研究
Theme of Research:
･ Development of instruments onboard lunar and planetary explorer.
･ Research on the interior of the Moon and the planets viewed through the gravitational
field and the rotation
教員名前 花田 英夫
Supervisor: Hideo Hanada
専攻名 天文科学専攻
電波天文学系講座
職 准教授
Department of Astronomical Science
Radio Astronomy
Status/Position
Course
Associate Professor
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Number of student allowed : 1
(fixed after consultation)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
ラボ・ローテーションでは、次のいずれかの研修を行う。
１．月・惑星の回転変動や変形のシミュレーション、解析ソフトウエアの開発等の実習を行う。
２．月・惑星の観測機器に関連した基礎技術の開発実験、性能評価の実習を行う。
Practices in the laboratory rotations:
Either one of the following two practices will be done:
1. Practices of simulations and development of softwares for analysis of rotation and
deformation of the Moon and the planets.
2. Practices of experiments on development and performance evaluation of basic or
elemental technologies used in instruments for observations of the moon and the planet.
前提とする既習事項 とくに無し
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation program:
None
62
広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 光子の統計情報を用いた天体観測手法の研究
Theme of Research: Photon statistics as a tool for astronomical observations
教員名前 松尾 宏
Supervisor: Hiroshi Matsuo
専攻名 天文科学専攻
電波天文学系講座
職
Department of Astronomical
Radio Astronomy Course
Status/Position
Science
准教授
Associate Professor
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: TBD (consultation required)
Number of student allowed: 1
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
電波光子の統計に基づく新たな天体観測手法の研究を進めている。サブミリ波から遠
赤外線領域（テラヘルツ領域）で期待される光子バンチの広帯域検出技術および光子計
数型の干渉技術の開発研究を行う。検出器技術の開発として、SIS 光子検出器を用いた
テラヘルツ光子計数技術の開発を行う。将来の干渉技術として、強度干渉計を応用した
光子計数型干渉計の開発研究を進める。本研究テーマでは、極低温実験装置の取り扱い、
超伝導検出器と極低温回路の評価、これらの測定機器を用いた光学実験などを行う。
将来計画として宇宙空間からのテラヘルツ強度干渉計の検討を行っており、高感度高
解像度のテラヘルツ天体観測手法の研究を進める。本研究テーマでは、天体観測に必要
な観測機器の性能などを理解し、テラヘルツ強度干渉計で期待される成果について検討
を行う。
Research and Development will be made on photon counting technology and their
application in terahertz frequencies. Evaluation of photon counting performance will
be
made
using
superconducting
tunnel
junction
detectors.
The
intensity
interferometer using the photon counting technology will be studied for future high
angular resolution terahertz astronomy.
前提とする既習事項 物理学
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Physics
63
広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 月探査衛星「かぐや」軌道決定の実習
Theme of Research: Orbit determination of lunar orbiter “Kaguya”.
教員名前 松本 晃治
Supervisor: Koji Matsumoto
専攻名 天文科学専攻
電波天文学系講座
職
Department of Astronomical
Radio Astronomy Course
Status/Position
Science
准教授
Associate Professor
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Number of student allowed: 1
(consultation required)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
NASA/GSFC で開発された GEODYN II というソフトウエアを用いて、月探査衛星「か
ぐや」の軌道決定を行う。実データ解析の実習。
Outline of Research:
Practice of orbit determination of lunar orbiter Kaguya based on real tracking data.
GEODYN II software developed at NASA/GSFC is used.
前提とする既習事項 UNIX に慣れていること。
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: One is supposed to be familiar with UNIX system.
64
広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 惑星系形成の理論的研究
Theme of Research: Theoretical Study on Formation of Planetary Systems
教員名前 小久保 英一郎
Supervisor: Eiichiro Kokubo
専攻名 天文科学専攻
共通基礎天文学系講座
職
教授
Department of
General Astronomy and
Status/Position
Astronomical Science
Astrophysics Course
Professor
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Number of student allowed: 1
(consultation required)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
惑星系形成過程の理論的研究。銀河系には太陽系をはじめとして様々な惑星系が存
在する。理論とシミュレーションを駆使して惑星系形成の素過程を明らかにし、多様
な惑星系の起源を描き出すことを目指す。
研修では、惑星系形成の素過程(軌道進化や集積進化)についての基礎理論の演習やコ
ンピュータを用いての数値実験等を行う。
Theoretical study of formation of planetary systems. It is now recognized that in
the Milky Way galaxy, there are various planetary systems, including our own solar
system. Using basic astrophysics and computer simulations, I investigate
elementary processes of planet formation and aim at constructing a general theory
for formation of planetary systems.
In this course we review elementary processes of planet formation such as orbital
and accretionary evolution and try some basic numerical simulations.
前提とする既習事項 力学、統計力学、熱力学
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Mechanics, Statistical Mechanics, Thermodynamics
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 分子雲コアの 3 次元構造とその観測シミュレーション
Theme of Research: Three-dimensional Structure of Molecular Core and Its Observation Simulation
教員名前 富阪 幸治
Supervisor: Kohji Tomisaka
専攻名 天文科学専攻
共通基礎天文学系講座
職
Department of Astronomical
General Astronomy and
Status/Position
Science
Astrophysics Course
Professor
教授
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Number of student allowed: 1
(by mutual consent)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
【研究の概要】私の研究内容は、星間物質の進化と構造、星間雲から星への進化過程など、コンピュータ・シ
ミュレーションを使った天体形成過程の研究や、そのための多重格子法など高解像度数値磁気流体力学計算法
の開発です。
[abstract] My research is computer simulations of structure and evolution of interstellar matter and
gravitational contraction of molecular gas to form stars. In addition, I am involved in the development of
high-resolution method for the magnetohydrodynamics simulation.
【研修内容】このラボ・ローテーションでは、
（1）天体物理学コロキューム（週 1 回）に参加し、院生、ポス
ドクと一緒に、(a)この分野でよく引用される基本的な論文を紹介するとともに(b)最近の論文を速報していただ
きます。さらに（2）分子雲コアの 3 次元構造とその観測シミュレーションに従事していただきます。ここで
は、まず、ガス圧、磁場のローレンツ力、重力の釣り合いで決まっている分子雲コアの 3 次元構造を、力学釣
り合いの（偏）微分方程式を解いて求めます。その後、それを実際の天文観測で用いられるダスト熱輻射およ
び同偏光、星間分子線輻射では、どのように観測されるかをシミュレーションする研究まで行っていただきま
す。(2)についてレポートにまとめます。
[Contents] In this Lab Rotation, you will be asked to (1) attend our colloquium on astrophysics, in which
you will be asked to present (a) the contents of basic scientific papers and (b) recent papers in our research
field. (2) In addition, you will be asked to do computer simulations about the structure of molecular cores
in which gas pressure, centrifugal force and magnetic force are balanced by the self-gravity. In the
simulation, simultaneous partial differential equations are solved numerically. Then, the expected
observational appearance of the core is studied, if the core is observed with polarization observation of
dust thermal radiation and typical interstellar molecular lines. And finally, you will be asked to write a
document about the research described in (2).
【ねらい】これにより（偏）微分方程式の解法を実践的に学ぶことができます。また理論天文学で実際に行わ
れている研究のスタイルに触れることができ、これは将来どの分野の研究をするにしても、研究の幅を広げる
ことにつながります。(2)の研究は系統的に進めることが出来れば学会発表することを目指します。
66
[Purpose] You learn numerical method to solve the partial differential equation. You will come in touch
with a research style in theoretical astronomy, which enlarges your latitude of research. If you succeed in
continuing, the research (2) can be presented in one of the scientific meetings.
前提とする既習事項
理学部卒業レベルの力学、電磁気学、熱統計力学、
（言語は問わないが）プログラミング。できれば流体力学。
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation program:
Classical
Mechanics, Electromagnetism, Thermal and Statistical Mechanics, and Programming (any programming
language). Hydrodynamics is also helpful.
67
広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 軌道運動・自転運動の高速高精度計算手法の開発
Theme of Research: Fast and Precise Computation of Orbital and Rotational Motion
教員名前 福島 登志夫
Supervisor: Toshio Fukushima
専攻名 天文科学専攻
共通基礎天文学系講座
職
教授
Department of Astronomical
General Astronomy and
Status/Position
Science
Astrophysics Course
Professor
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: At any time
Number of student allowed: 1
(consultation required)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
マイクロ秒角度レベルの天文座標系の実現可能性や天体の長期間軌道安定性など、宇
宙における物体の位置や運動の研究を専門とする（位置天文学、天体力学および宇宙測
地学を包含する広い意味での）基本天文学における理論的諸課題を、一般相対論的枠組
みや超高精度数値積分法あるいは新種の正準変換など物理学的概念と数学的技法を駆使
して解明していきます。理論的研究はとかく机上の空論に陥りやすいので、常に現実お
よび近未来の観測手段の特質・精度・データ量などを把握し、実データに基づく解析や
予測さらにはパラメータ推定からモデル構築にいたるまでの全プロセスを取り扱いま
す。研究の基本スタイルは、他人が気づいていないあるいは試みないアプローチを開拓
し、新しい理論や解析法など新手法を開発することによって、実際のデータあるいは標
準的なテスト問題への応用を試み、既存の結果や手法に対する新規性・優越性を示すと
いうものです。学問のコスト性能比は未開拓分野ほど高いので、いったん初期成果が出
れば、後の発展は他人に任せて別分野に転向するのが通例です。
ラボ・ローテーションでは、４週間という限られた期間で、天体の軌道運動もしくは
自転運動の基本的部分を学び、太陽系天体の場合の基礎であるケプラー運動もしくは自
由オイラー回転の計算が一人でできるように計算プログラムの開発および験算ならびに
可視化の技法を学ぶ。
前提とする既習事項
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Experience of scientific programming in Fortran or C
68
広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 天文データベースを用いた宇宙線起源に関する研究
Theme of Research: astronomical database approach for an origin of the highest
energy cosmic rays
教員名前 水本 好彦
Supervisor: Yoshihiko Mizumoto
専攻名 天文科学専攻
共通基礎天文学系講座
職
Department of Astronomical
General Astronomy and
Status/Position
Science
Astrophysics Course
Professor
教授
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Number of student allowed: 1
(consultation required)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
データベース天文学の手法を用いて可視赤外線領域の天文観測データから最高エネル
ギー宇宙線の起源を探る。そのために必要となる画像解析アルゴリズムの開発および次
世代天文データベースに関する開発研究を行っている。
Outline of Research:
We study an origin of the highest energy cosmic rays by way of database astronomy.
We are developing special algorithms to search a trace of the origin of cosmic rays in
optical and infrared images observed and stored in the big telescopes in the world.
前提とする既習事項

天文画像処理の基礎

データ処理における誤差と統計学

データベースシステムの基礎

宇宙線物理学の基礎
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program:

technique of astronomical image processing

the basics of error and statistics in data processing

the basics of the database management system

the fundamental physics of cosmic rays
69
広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ シンプレクティック数値解法
Theme of Research: Symplectic integration methods
教員名前 吉田 春夫
Supervisor: YOSHIDA, Haruo
専攻名 天文科学専攻
共通基礎天文学系講座
職
教授
Department of
General Astronomy and
Status/Position
Astronomical Science
Astrophysics Course
Professor
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: First and Second semesters
Number of student allowed: 1
(consultation required)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
【研究の概要】
天体力学における惑星運動の長時間挙動の研究、加速器内の荷電粒子の長時間追跡、お
よび分子動力学の分野では数値シミュレーションを行う際に、もとの力学系の特殊性を
最大限生かした数値積分法を用いることが強く望まれる。このような数値解法は一般に
「構造保存数値解法」と総称されるが、そのなかでハミルトン系の時間発展が正準変換
になるという特性を保存するシンプレクティック数値解法は１９９０年代から、その開
発と応用に関する研究が盛んとなった。
【研修の内容】
このラボ・ローテーションでは、
（1）一対一のセミナー形式で数学的な基礎を理解する
ことから始め、
（2）具体例として調和振動やケプラー運動を種々の解法によって解き、
（3）数値解法の違いによる誤差成長の挙動を観察し、
（4）その結果を適当なプレゼンテ
ーション用のファイルに表示することを目標とする。具体的に解きたいと思っている
ハミルトン系があることが望ましい。
前提とする既習事項 解析力学、微分方程式の数値解法、Mac ノートパソコン
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Analytical dynamics, Numerical integration methods for ODE.
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム Course-by-Course
Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ：
太陽を含む恒星の外層大気構造、特に彩層・コロナの加熱機構、恒星風による質量損失現象などについて
の研究。短い波長域を観測しただけでも、非常に幅広い温度のプラズマの診断ができる紫外線を用いて太
陽や恒星大気の分光学的な診断を行う。
Theme of Research:
Plasma physics of solar and stellar outer atmospheres, more specifically, studies for heating
mechanisms of chromospheres and coronae in the sun and stars, and for stellar winds and mass
losses from stars. Plasma diagnostics via spectroscopic observations in ultraviolet wavelengths,
where the emission lines are formed at a wide variety of temperatures.
教員名前 渡邊 鉄哉
Supervisor: Tetsuya Watanabe
専攻名 天文科学専攻
Department
of
共通基礎天文学系講座
Astronomical General Astronomy and
Science
Astrophysics Course
職
教 授
Status/Position
Professor
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Number of student allowed: 1
(negotiable)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
科学衛星「ひので」搭載の極端紫外線望遠鏡が撮影した太陽コロナのスペクトルをもちいて、太陽コ
ロナの分光診断を行う－即ち、コロナの温度、密度、速度に関する情報を得るため、鉄多価イオンの輝線
スペクトルに関するデータ解析を実習する。
Spectroscopic diagnostics of solar coronal plasma is practiced; namely, obtaining of temperature-, density-, and
velocity-structures in solar corona will be performed through the analysis of highly-charged iron ion spectra taken
by the EIS (EUV Imaging Telescope) instrument on board the Hinode mission.
前提とする既習事項 分光に関する基礎知識
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation program: Basic
knowledge of spectroscopy
71
広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ
初等中等教育における天文教育の進め方
本格的研究観測画像を用いた実践的な天文教育カリキュラムの開発
4D2U 宇宙映像利用による科学文化形成と地域再生
日本の文化に適応したサイエンスコミュニケーション活動の研究
日本人が身に付けるべき科学技術の基礎的素養に関する研究
ほか
Theme of Research
教員名前 縣 秀彦
Supervisor: Hidehiko Agata
専攻名 天文科学専攻
共通基礎天文学系講座
職
准教授
Department of Astronomical
General Astronomy and
Status/Position
Science
Astrophysics Course
Associate Professor
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Number of student allowed: 1
(consultation required)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
国立天文台天文情報センターにおける広報・アウトリーチ・教育活動の体験。例えば、
質問電話対応、定例観望会や 4D2U ドームシアター公開事業のスタッフ体験、国立天文
台ガイドツアーのスタッフ体験など。
前提とする既習事項 なし
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: None
72
広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ
Theme of Research
教員名前 市川 伸一
Supervisor Shinichi Ichikawa
専攻名 天文科学専攻
共通基礎天文学系講座
職
准教授
Department of Astronomical
General Astronomy and
Status/Position
Science
Astrophysics Course
Associate Professor
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Number of student allowed: 1
(consultation required)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
天文データベースの開発・構築・運用を行い、それを活用して銀河の統計的性質を
調べる。
前提とする既習事項 なし
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program:None
73
広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate 0Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 天文学と分光学と化学と生物学と情報学と・・・
Research theme: collaborative research among astronomy, spectroscopy, chemistry, biology,
informatics, and others
教員名前 大石 雅壽
Supervisor: OHISHI, Masatoshi
専攻名 天文科学専攻
共通基礎天文学系講座
職
准教授
Department of Astronomical
General Astronomy and
Status/Position
Science
Astrophysics Course
Associate Professor
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Number of student allowed: 1
(on consultation)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
宇宙空間における星間分子の検出やその化学の理解は，分光学や化学の成果を天文学に活かした
好例である。また，宇宙空間が極低密度，かつ，極低温であるため，地上の実験室で得られない物
理条件下における物質の振る舞いを天文観測から理解することも可能である。また，宇宙空間にお
ける大型星間分子（有機分子）として生命関連物質がどこまで進化するのかを研究することを通じ
て宇宙と生命との関連も探り始めている。さらにこれらの研究に必要な多様なデータを情報技術を
用いて世界中から収集・解析，また，世界に発信するヴァーチャル天文台構築も進めている。
Discoveries of interstellar molecules and understanding on their chemistry can be regarded
good examples of successful application of spectroscopy and chemistry to astronomy. Further it
is known possible from astronomical observations to understand behaviors of matters under
extreme conditions that cannot be achieved in laboratories, because of the extreme low
temperatures and low densities in the interstellar space. Our group has started a new research
theme in understanding lives in the Universe through studying evolution of prebiotic species
(large organic molecules) in the interstellar space. Finally we are constructing “Virtual
Observatory” by means of information technologies; virtual observatory collects, analyzes and
publishes research data in the world that are crucial for the above researches.
研修可能内容：Possible themes

分光学や化学の天文学における応用 Application of spectroscopy and/or chemistry in
astronomy

各 種 デ ー タ の 高 速 ネ ッ ト ワ ー ク を 介 し た 共 有 機 構 Construction of data sharing
mechanism on a high-speed network

その他 Others
前提とする既習事項 なし
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation program: N/A
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ
Theme of Research: Cosmology and Nuclear Astrophysics
教員名前 梶野 敏貴
Supervisor: Toshitaka KAJINO
専攻名 天文科学専攻
共通基礎天文学系講座
職
准教授
Department of Astronomical
General Astronomy and
Status/Position
Science
Astrophysics Course
Associate Professor
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 少数名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Number of students allowed: A few
(consultation required)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
ビッグバン宇宙論、物質創成と核・素粒子、宇宙背景放射ゆらぎ、超新星爆発と重
元素合成を研究。天文現象の背後にある基礎過程の理論構築と実験観測による検証を
めざして理論・観測実験を横断する国際共同研究を推進。
Outline of Research:
We study the evolution of the Universe, galaxies and stars and the origin of
elementary particles and nuclei as observational probe of cosmic evolution. The
research subjects include big-bang cosmology, cosmic phase transition and the creation
of particles and nuclei, origin of dark matter and dark energy and their roles in cosmic
structure formation and the CMB anisotropies, explosion mechanism of supernovae
and gamma-ray bursts and nucleosynthesis of heavy elements, neutrino astrophysics
and cosmology, etc. The ultimate goal is to construct a unified picture of space, time and
the matter.
Active
national
and
international
collaborations
are
carried
on
among
interdisciplinary sciences of astronomy, astrophysics, cosmology, particle and nuclear
physics,
meteoritic
science,
plasma
physics,
and
many
others
theoretically,
observationally and experimentally.
Visit our home page for more detail: http://www.cfca.nao.ac.jp/~kajino/e/
前提とする既習事項 Prerequisites that the student has to complete before taking
this Lab-rotation program: Electromagnetism, quantum mechanics, statistical
mechanics, and relativity
75
広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 「ひので」及び２次元同時分光偏光観測による太陽彩層ダイナミック現象の研
究
Theme of Research: Study of Dynamical Phenomena in the Solar Chromosphere using
Hinode and Field Integral Spectro-Polarimetry
教員名前 末松 芳法
Supervisor: Yoshinori Suematsu
専攻名 天文科学専攻
共通基礎天文学系講座
職
准教授
Department of Astronomical
General Astronomy and
Status/Position
Science
Astrophysics Course
Associate Professor
開講期間 前期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: 1st Semester (negotiable)
Number of student allowed: 1
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
太陽表面特に彩層・コロナで起こるダイナミック現象の起源解明を目指している。太陽
光球では磁場が小さな空間スケール（0.2 秒角、150km 程度）に集中して存在しており、
この磁気プラズマの中で、頻繁にジェット現象（音速を超えるプラズマの流れ）が発生し
ている。ジェット現象にはたまに起こる大きな スケールのものがあり、根元に大部分双
極型の磁場分布が見られること、現象の幾何学的な構造・時間発展から、磁気再結合によ
るエネルギー解放がジェットを生み出すと最近考えられるようになっている。一方、小さ
なジェットは太陽面至る所に頻繁に観測されるが、見かけ上、根元は単極磁場であり、同
じ説明では困難である。この現象は彩層加熱の問題とも密接に関係しており、コロナ加熱
問題と同様太陽物理学においては要解決の課題である。この解明には高分解での連続 観
測が必須であり、
「ひので」搭載の可視光・磁場望遠鏡の開発や２次元同時分光装置の開
発にもかかわっている。
前提とする既習事項 特になし
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation program:
nothing special
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 日震学、とくに局所的日震学および星震学
Research Themes: Helioseismology, local helioseismology and asteroseismology
教員名前 関井 隆
Supervisor: Takashi Sekii
専攻名 天文科学専攻
共通基礎天文学系講座
職
准教授
Department of Astronomical
General Astronomy and
Status/Position
Science
Astrophysics Course
Associate Professor
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Number of student allowed: 1
(consultation required)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
太陽における振動・波動現象から内部構造を探る「日震学」を主な研究テーマにし
ている。太陽の音波モードの固有振動数スペクトルの逆問題による内部構造探査、太
陽の微分回転が固有振動数に影響を及ぼす rotational splitting の逆問題解析による内
部回転探査の他、局所的な波の伝播を解析することで、表面付近の磁場や流れを探る
局所的日震学について理論的・観測的な研究を行なっている。また脈動星を対象に、
原理的には同じ手法を展開する「星震学」や、非線型振動の数学的なモデルとして力
学系の解析にも興味を持っている。
ラボ・ローテーションでは日本の太陽観測衛星「ひので」や、NASA の科学衛星 SDO
（Solar Dynamics Observatory）の日震学データ解析（パワースペクトルや走時曲線
の計算から）や Kepler の星震学データ解析（時間間隔が不定な時系列の解析）の他、
一般的な線型逆問題について簡単な例題から出発して実習形式で学ぶことも可能であ
る。
前提とする既習事項 なし
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: None
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 高感度電波検出実験
Theme of Research: Experiments for Sensitive Detection of Submillimeter-wave
教員名前 關本 裕太郎、野口 卓、松尾 宏
Supervisor: Y. Sekimoto, T. Noguchi, H. Matsuo
専攻名 天文科学専攻
共通基礎天文学系講座
職
Department of Astronomical
General Astronomy and
Status/Position
Science
Astrophysics Course
Associate Professor
准教授
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 3 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Number of students allowed: 3
(consultation required)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
国立天文台 先端技術センター(Advanced Technology Center)の電波グループは、ラボ・ローテーションで「高感
度電波検出実験」(図参照) の指導をおこないます。
我々は、ALMAなどの電波望遠鏡の観測装置の開発や次世代の電波検出装置の研究開発をすすめていま
す。高感度電波検出は、宇宙からの微弱な電波を検出することは電波天文学の基礎となります。 ラボ・ローテー
ションでは、そのために必要な超伝導物理・ミリ波・サブミリ波・テラヘルツ波計測設計・極低温物理などの理論・実
験を含めて指導します。また、高感度電波検出器の設計法・製作法・評価法を学ぶことも可能です。これらを広く
指導しますが、これらの中の一つの分野に絞り、より深く学ぶことも可能です。
3人の教官が協力することによって、学生の興味や可能な日程に、実験も含めて幅広く対応するようにします。
前提とする既習事項 物理学
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation program: Physics
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
研究テーマ
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
多波長天文データベースに基づいたダストに隠された活動性と銀河形成・
進化の研究
Research Theme: Research of dust enshrouded activities, formation and evolution of
galaxies based on large astronomical multi-wavelength database
教員名前 髙田 唯史
Supervisor: Tadafumi Takata
専攻名 天文科学専攻
共通基礎天文学系講座
職
准教授
Department of Astronomical
General Astronomy and
Status/Position
Science
Astrophysics Course
Associate Professor
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Number of student allowed: 1
(consultation required)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
すばる望遠鏡を中心とした可視近赤外線望遠鏡を用いた観測、及び多波長に渡る観
測やデータアーカイブシステムから得られたデータを相補的に用いながら、早期宇宙
における、ダストに隠された大規模星形成についての詳細な解析を行うことで、大質
量銀河の形成・進化とその中心に存在する超巨大ブラックホールの共進化について研
究を進めている。
研修の内容としては、天文データ解析に必要な計算機に関する知識や、データ処理
方法の理解を深めるための、実データを用いたデータ解析の実習や、解析によって抽
出された情報を蓄積・整理する上で必要なデータベースの基礎知識を習得するための
実習を中心に行う予定である。
前提とする既習事項 UNIX を OS とする計算機を利用したことがある。
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Require the experience of using UNIX based computers.
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Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 太陽地上光学における最先端の観測
Theme of Research: Cutting-Edge Ground-Based Solar Optical Observations
教員名前 花岡 庸一郎
Supervisor: Yoichiro Hanaoka
専攻名 天文科学専攻
共通基礎天文学系講座
職
准教授
Department of Astronomical
General Astronomy and
Status/Position
Science
Astrophysics Course
Associate Professor
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Number of student allowed: 1
(negotiable)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
太陽表面における活動現象の観測的研究を行ってきたが、最近はより優れた観測デ
ータを得るための太陽の地上光学観測の先端技術開発に取り組んでいる。特に次世代
の太陽望遠鏡実現への道筋として、補償光学装置や高感度偏光測光装置の開発を行っ
ている。
前提とする既習事項 特になし
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: nothing in particular
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Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 太陽フレア中の超高温プラズマの研究
Theme of Research: Study of super-hot plasmas in solar flares
教員名前 原 弘久
Supervisor: Hirohisa Hara
専攻名 天文科学専攻
共通基礎天文学系講座
職
Department of Astronomical
General Astronomy and
Status/Position
Science
Astrophysics Course
Associate Professor
准教授
開講期間 前期・後期（要相談）
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period: 1st Semester/2nd Semester
Number of student allowed: 1
(consultation required)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
ひので衛星の極端紫外線(EUV) Imaging Spectrometer の分光観測データと SDO 衛星
の EUV 撮像観測データを解析して、太陽面爆発フレアにより発生する超高温プラズマの
運動とその発生場所について学ぶ。
Outline of Research:
The student will learn about characteristic motions of super-hot plasmas and its site
of occurrence in solar flares by analyzing the EUV spectra from Hinode EUV Imaging
Spectrometer and the EUV images from the SDO coronal imagers.
前提とする既習事項：基礎物理学
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Knowledge of fundamental physics
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 現代宇宙論の基礎
Theme of Research:
Basics of the modern cosmology
教員名前 濵名 崇
Supervisor: Takashi Hamana
専攻名 天文科学専攻
Department of Astronomical Science
共通基礎天文学系講座
General Astronomy and
職
助教
Assistant Professor
Astrophysics Course
開講期間 通年
受け入れ可能学生数 3 名
Course Period: anytime
Number of students allowed: 3
研究の概要
宇宙論の基礎的項目についてその基礎物理と最新成果を演習形式で学ぶ。
項目は以下の通りである。
・宇宙の膨張・宇宙マイクロ波背景放射・初期宇宙・インフレーション
・宇宙論的揺らぎの進化・構造の成長
この中から適宜、発展的研究課題を与え、研究レポートを課す。
Outline of Research:
Participants are to learn basic physics and latest results of the cosmology
through a seminar-style classes. Topics are as follows:
・The expansion of the Universe
・The cosmic microwave background
・The early universe
・Inflation
・Evolution of cosmological fluctuations
・The growth of structure
Giving a subject from the above content, ask the participant to write a
research report.
前提とする既習事項 物理学の学部程度の知識
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Knowledge of Undergraduate level physics
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総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ Ｘ線天文衛星のデータ解析
Theme of Research:
Analysis of X-ray data from the X-ray Astronomy satellites
教員名前 堂谷 忠靖
Supervisor: Tadayasu Dotani
専攻名 宇宙科学専攻
講座 宇宙観測科学講座
職
Department of Space and
Space Obs. Sci. Course
Status/Position:
Astronautical Science
教授
Professor
開講期間 通年（要相談）
受け入れ可能学生数 １
Course Period: All year long (consultation
Number of student allowed: １
required)
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
Ｘ線天体の観測データの解析手法を習得するとともに、解析結果からＸ線の放射過程や天体
の物理状態、物理パラメータの推定方法を学習する。具体的には、「すざく」衛星等のアーカ
イブデータの中から、学生の興味に応じて適当なＸ線天体をひとつ選び、データに様々な補正
を施しながら、Ｘ線イメージ、光度曲線、エネルギースペクトルの作製方法を学習する。また、
エネルギースペクトルへのモデル関数の当てはめを行い、X 線放射領域の物理状態やパラメー
タの推定方法を学習する。
Course Syllabus
Learn the analysis method of X-ray data from the X-ray astronomy satellites, how to interpret the
analysis results and how to infer the emission mechanisms and the physical parameters of the X-ray
sources.
Public archive data of the Suzaku satellite (and others) will be used depending on the
student’s interest.
Analysis methods to make the energy spectra, light curves, and the images of the
X-ray source are explained.
Model fitting to the observed energy spectra is tried to infer the emission
mechanisms and to estimate physical parameters of the source.
前提とする既習事項 Unix に慣れていること、エディタが使えること。
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program:
Should have experience in using the unix operating system and an editor.
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Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
研究テーマ
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
スペース赤外線データを用いた遠方銀河の天体物理学研究もしくは次世代赤
外線天文衛星を目指した技術開発体験学習
Theme of Research:
Astrophysical Researches of distant galaxies based on
space-borne infrared data, or technical development experience for future space IR
observatory
教員名前 松原英雄
Supervisor: Matsuhara, Hideo
専攻名 宇宙科学専攻
宇宙観測科学講座
職
教授
Department of Space and
Space Observation Science
Status/Position:
Astronautical Science
Course
Professor
開講期間 随時
受け入れ可能学生数 数人（年）
Course Period: Any time
Number of students allowed: a few/year
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
「あかり」等のスペース赤外線観測データを中心とした多波長データに基づく遠方銀河の
天体物理学的研究を行う。あるいは、次世代赤外線天文衛星を目指した技術開発（検出器
技術、光学素子開発等）の体験学習を行う。具体的な研究テーマは、それぞれの学生に応
じて相談の上決定する。なお、指導教員（松原）の専門は遠方赤外線銀河の諸現象である。
The students will carry out astrophysical researches based on the multi-wavelength
data including space-borne infrared observation data taken by AKARI and others.
Alternatively they will experience a piece of technical development activities
undertaken in our laboratory for the next-generation space IR satellite. Note that the
major research theme of the supervisor (Matsuhara) is IR galaxy evolution in the
distant universe.
前提とする既習事項 天体物理学もしくは天文観測技術に関する基本的な知識を持つこと
が 望 ま し い Prerequisites that the student has to complete before taking this
Lab-rotation program: The students are expected to have basic knowledge in
astrophysics, or astronomical observing technique.
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総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ スぺース赤外線データを用いた研究
Theme of Research : Astronomical researches based on space-borne infrared data
教員名前 山村 一誠
Supervisor : YAMAMURA Issei
専攻名 宇宙科学専攻
講座 宇宙観測科学講座
職
准教授
Department of Space and
Space Observation Science
Status/Position:
Astronautical Science
Course
Associate Professor
開講期間 通年
受け入れ可能学生数 2 名
Course Period : All year long
Number of students allowed : 2
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research (Please state outline of research or course syllabus in Laboratory
Rotation program.)
「あかり」をはじめとするスペース赤外線観測データを用いた天文学
的研究を行う。具体的な研究テーマは、それぞれの学生の興味と適性に
応じて相談の上決定する。なお、指導教員(山村) の専門は恒星進化末期
の諸現象である。
The students will carry out astronomical data analysis and researches based
on space-borne infrared observation data taken by AKARI and other missions.
Note that the major research theme of the supervisor (Yamamura) is late stage
of stellar evolution.
前提とする既習事項
天文学および天文データ解析に関する基本的な知識を持つことが
望ましい
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: The students are expected to have basic knowledge in astronomy and data
analysis.
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総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 静電浮遊法を用いた高温融体の研究
Theme of Research:
Investigation on high temperature melts using electrostatic
levitation method
教員名前
石川 毅彦
Supervisor: Takehiko Ishikawa
専攻名 宇宙科学専攻
宇宙探査理工学講座
職
教授
Department of Space and
Space Exploration Science
Status/Position:
Astronautical Science
and Engineering Course
Professor
開講期間 随時 (要相談)
受け入れ可能学生数 1
Course Period: Any time (consultation required)
Number of student allowed: 1
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
当研究室では、クーロン力によって試料を浮遊させる“静電浮遊法”の
技術開発および、これを利用した高温融体の研究を進めています。本ロ
ーテーションでは、研究室に設置した地上用静電浮遊炉を用いて、高融
点金属や合金、あるいは酸化物の浮遊溶融実験、熱物性測定実験を行い
ます。なお、実施場所は宇宙航空研究開発機構筑波宇宙センターです。
Our laboratory is conducting technological development of “electrostatic
levitation method”, which utilizes Coulomb forces between a charged sample
and surrounding electrodes to levitate a sample against gravity. In this course,
levitation of high temperature melts (refractory metals, alloys, or oxides) will be
conducted using a ground based electrostatic levitation furnace and
thermophysical properties of these materials will be obtained. The educational
place is located at the Tsukuba Space Center of JAXA.
前提とする既習事項 特に無し
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Nothing.
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総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
研究テーマ
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
圧力気球の開発
Theme of Research: Development of a super-pressure balloon
教員名前
齋藤 芳隆
Supervisor: Yoshitaka Saito
専攻名 宇宙科学専攻
宇宙探査理工学講座
職
准教授
Department of Space and
Space Exploration Science
Status/Position:
Astronautical Science
and Engineering Course
Associate Prof.
開講期間 随時
受け入れ可能学生数 1
Course Period: Anytime
Number of student allowed: 1
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
気球実験を実施する際の基礎、気球開発の基礎を身につけることを目標とし、科学実験用
大気球の現状について学ぶと共に、圧力気球の開発を行なう。
Outline of Research:
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
Goals of the program is to know how to perform scientific experiments using balloons
and to have fundamental skill for the development of scientific balloons. The current
status of the scientific ballooning will be learned, and some elementary technologies
for the super-pressure balloon will be studied.
前提とする既習事項 特になし
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Nothing in particular
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総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
研究テーマ
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
太陽高エネルギー現象の観測的研究
Theme of Research : Observational investigation of high energy solar phenomena
教員名前
坂尾太郎
Supervisor : Taro Sakao
専攻名 宇宙科学専攻
宇宙探査理工学講座
職
准教授
Department of Space and
Space Exploration Science and
Status/Position:
Astronautical Science
Engineering Course
Assoc. Professor
開講期間 応相談
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period : Negotiable
Number of student allowed : 1
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research (Please state outline of research or course syllabus in Laboratory
Rotation program.)
「ひので」
・
「ようこう」などの太陽観測衛星によるデータをもちいて、フレアや CME(コ
ロナ質量放出)等、
太陽高エネルギー現象の初歩的な解析研究を X 線波長を中心に行ない、
これら高エネルギー現象の観測方法や得られるデータの内容に対する理解を深める。フ
レアでの粒子加速メカニズムの解明をめざす、次世代の太陽 X 線望遠鏡に向けた斜入射
X 線ミラーや焦点面 CMOS 検出器の実験あるいは解析検討といった、開発研究に参加す
ることも可能である。これらのどれに従事するかは、ラボ・ローテーション参加者の意
向をふまえて決定する。
Participants can conduct introductory analyses in X-ray wavelengths on high energy
phenomena on the Sun such as flares and CMEs (coronal mass ejections) using data
from solar physics satellites such as Hinode and Yohkoh. Participants are expected to
gain good knowledge on the methods of observations and the contents of data through
these analyses. Meanwhile, participants can also be engaged in experiments and/or
analytical studies on grazing-incidence X-ray mirrors or focal-plane CMOS detectors
of the future solar X-ray telesocpe aimed for understanding particle acceleration
processes in flares. Participants can choose their research topic from the above.
前提とする既習事項 特になし
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: None.
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総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
研究テーマ
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
小型月着陸探査機に関する実験・研究
Theme of Research : Study on Small Explorer for Landing on Lunar Surface
教員名前
Supervisor :
澤井
秀次郎
Shujiro Sawai
専攻名 宇宙科学専攻
宇宙探査理工学講座
職
Department of Space and Astronautical
Space Exploration
Status/Position
Science
Science and
Assoc. Prof.
准教授
Engineering Course
開講期間
随時
受け入れ可能学生数 1
Course Period :
Consult the supervisor
Number of student allowed :1
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
当研究室は小型月着陸実証機 SLIM の研究グループに参加しており，ラボ・ローテーシ
ョンでは SLIM の開発に向けた実験・研究に従事して頂く．具体的な内容については，
学生それぞれ相談の上決定する．
Outline of Research:
Our laboratory studies landing technologies as a part of SLIM (Smart Lander for
Investigating Moon) WG activities. Students will carry out experiments or research
related to SLIM in this laboratory rotation. Detail will be decided after consulting
with each student.
前提とする既習事項 特になし
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Nothing in particular
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Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学物理科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of Physical Sciences
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 宇宙機用先端推進に関する実験・シミュレーション研究
Theme of Research:
Experimental and Theoretical Research on Electric and
Advanced Propulsion
教員名前 船木一幸
Supervisor: Ikkoh Funaki
専攻名 宇宙科学専攻
Department of Space and
宇宙工学講座
職
Space Engineering Course
Astronautical Science
准教授
Status/Position:
Assoc. Professor
開講期間 随時
受け入れ可能学生数 2 名
Course Period: Consult the supervisor
Number of students allowed: 2
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research:
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
当研究室では、太陽系内を自由に航行可能な宇宙機の実現へ向けて、様々な将来型宇
宙機システムならびに宇宙機推進システムの研究開発を進めています。
ラボローテーションでは、将来の太陽系探査機の効率化・高頻度化を目指して実施中
の、磁気プラズマ力学アークジェット、太陽風を利用した宇宙推進（磁気セイル）、無
電極スラスタ、ホールスラスタなどの宇宙機推進システムの実験研究または数値シミ
ュレーション研究から、一つを選んで参加していただきます。
In Funaki’s laboratory, advanced spacecraft propulsion concepts and related fields for future deep
space missions are studied. As a theme for Laboratory rotation, applicant can select one of
experimental and/or numerical studies from the topics below:
-Solar wind sail (Magnetic sail, Magnetoplasma sail)
-Magnetoplasmadynamic arcjet
-Helicon thruster
-High performance ion thruster
-Laser propulsion
-Micro-thruster system (laser, cold jet, and FEEP) development for a drag-free mission
-Mission planning and system development for rapid solar system exploration, solar system escape
-New energy system for deep space exploration
-Drag-free system development for DECEGO mission (Japanese gravitational detection mission)
前提とする既習事項
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: None
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学高エネルギー加速器科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of High Energy Accelerator Science
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ ILC 超伝導加速空洞
Theme of Research Superconducting Accelerator Cavities for ILC
教員名前 早野
Supervisor
仁司
Hitoshi Hayano
専攻名 加速器科学専攻
加速器科学講座
職 教授
Department of Accelerator Science
Accelerator Science
Status/Position
Course
Professor
開講期間 随時
受け入れ可能学生数 1 名
Course At any time
Number of student allowed : 1
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
研修：高性能高電界加速を行うためのニオブ製超伝導加速空洞のローパワーでの電磁気
的計測、調整、表面処理、表面計測、ハイパワーでの電界計測などの一連のプロセスのな
かから、適宜、適切なテーマを選び出し、１連の加速器技術の幾つかの習得を目指した研
修を行う。加速空洞技術の講義、実習、実験、レポート提出で研修を進める。
Course syllabus: Niobium superconducting accelerator cavity for the high
performance and high gradient acceleration. Among the low power RF field
measurement, tuning of the cavity, surface treatment, surface analysis, and high
power RF field measurement, one or several theme can be selected for the purpose of
touching the ILC accelerator technology. The introduction lecture, training,
experiment, and report writing are the course.
前提とする既習事項
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program.
マイクロ波基礎知識
Microwave fundamentals
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学高エネルギー加速器科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of High Energy Accelerator Science
研究テーマ
加速器におけるビーム力学
Theme of Research
教員名前
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
Beam dynamics in accelerators
大見 和史
Supervisor Kazuhito OHMI
専攻名 加速器科学専攻
加速器科学講座
Department of Accelerator Science
Accelerator
Professor
受け入れ可能学生数 3 名
１１月後半
Course Period
教授
Science Status/Position
Course
開講期間
職
second half of November
Number of students allowed : 3
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
本研究室では非線形ビーム力学、ビーム不安定性、自由電子レーザーの理論、数値的研究
を行っている。コース別プログラムとしてこれらの研究対象に対して、典型的な問題の１
つを理解し、シミュレーションプログラムを書き、数値的研究の初歩を行う。具体的には
KEKB や LHC におけるビームビーム効果、電子雲効果、J-PARC における空間電荷効果、
電子雲効果、ERL をもとにした自由電子レーザーの簡単化したモデルを扱う。
Nonlinear beam dynamics, beam instabilities, free electron laser theory, computational
beam physics are subjects of this laboratory. Students choose one of these subjects.
They understand the physics of the subjects, and develop simplified programs.
Beam-beam effects and electron cloud effects in KEKB and LHC, space charge effects
in J-PARC, and free electron laser in ERL are specific targets.
前提とする既習事項
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Must comprehend Classical and Relativistic Mechanics. Needs proficiency on
Programming Language C or Fortran.
相対論的古典力学を理解していること。
プログラミング言語 C または Fortran に習熟していること。
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学高エネルギー加速器科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of High Energy Accelerator Science
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ：放射光源加速器
Theme of Research : Accelerators for Synchrotron Radiation Sources
教員名前：中村 典雄
Supervisor : Norio Nakamura
専攻名 : 加速器科学専攻
加速器科学講座
職：教授
Department of Accelerator Science
Accelerator Science
Status/Position:
Course
Professor
開講期間 ：随時
受け入れ可能学生数 ：１名
Course Period : At any time
Number of student allowed: 1
研修内容
1. 加速器の基礎
2. 放射光の原理
3. 挿入光源からの光
4. 電子蓄積リングの原理
5. 高輝度放射光源
6. 放射光源におけるビームダイナミックス
7. 放射光源のための電磁石システム
Syllabus
1. Introduction to Accelerators
2. Principle of Synchrotron Radiation
3. Radiation from Insertion Devices
4. Theory of Electron Storage Rings
5. High-Brightness SR Sources
6. Beam Dynamics in SR Sources
7. Magnet Systems for SR Sources
前提とする既習事項
数学、物理学（電磁気学、力学）
、英語
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Mathematics, Physics (Electromagnetics, Mechanics), English
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学高エネルギー加速器科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of High Energy Accelerator Science
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ J-PARC MR におけるビーム不安定性測定データの解析
Theme of Research Analysis of Measured Beam Instability Data at J-PARC MR.
教員名前 陳 栄浩
Supervisor Yong Ho Chin
専攻名 加速器科学専攻
加速器科学講座
職 教授
Department of Accelerator Science
Accelerator Science Position Professor
Course
開講期間 ７，８月以外は何時でも
受け入れ可能学生数 いくらでも
Course Period
Number of students allowed:Any number
Anytime except July and
August
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
J-PARC MR (Main Ring)では様々なビーム不安定性が観測されていて、実際それらを抑制するビ
ームフィードバック装置なくして８０ｋW 以上のビームパワーを出すことは出来ない。これらの
ビーム不安定性の正体を同定するために、ビーム振動の様子が測定され、既存・新しいモデルを
使ってビーム不安定の解析がなされてきた。本講座では、これらの実際のビーム振動データを使
用して、学生が自分自身でビーム不安定の解析を行う。
At the J-PARC MR (Main Ring), various types of beam instabilities have been observed, and
the beam power beyond 80kW is achieved only with help of the beam feedback system
running. In order to find out true identities of these instabilities, beam oscillation signals
have been measured, and analyzed using the established or new models. In the present
course, students will be provided the actual measured data of beam instabilities at MR, and
will make analysis of the beam instabilities by themselves using these data.
前提とする既習事項
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation program.
１．予めビーム不安定性に関する理論を簡単に学習すること（授業でも解説をする）
。
２．計算機プログラムを自分で書ける。
1. Study of beam instability theory (concise lectures will be provided at the course)
2. Ability of writing computer programs.
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学高エネルギー加速器科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of High Energy Accelerator Science
研究テーマ
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
光高周波電子源及び加速空洞による電子生成・加速実験
Theme of Research: The experiments on electron beam generation and acceleration by
photo-cathode RF gun and accelerating cavity
教員名前
照沼 信浩
Supervisor
Nobuhiro Terunuma
専攻名 加速器科学専攻
加速器科学講座
職
Department of Accelerator Science
Accelerator Science
Status/Position
Course
開講期間 通年
Course Period
教授
Professor
受け入れ可能学生数 ２名まで
All year
Maximum number students allowed :
up to 2
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
S-band 新 Photocathode RF Gun, 1m long S-band Accelerator で構成された小型加速器 LUCX (Laser Undulator Compact X-ray
source)がある。この装置を使って、1μC, 25MeV 電子ビームと 3mJ laser pulse の逆 Compton 散乱によってＸ線生成を行っている。
ラボ・ローテーションでは、マルチバンチ電子ビーム生成とその加速実験を行う。
Compact accelerator, LUCX, is consisted of S-band photocathode RF gun and about 1m long S-band accelerating structure.
Using this accelerator, we are generating X-ray beam based on the inverse Compton scattering between 25MeV 1µC electron
beam and 3mJ laser pulse. In the Lab. rotation program, students will have experience on multi-bunch electron beam
generation and acceleration. (Following figure shows a present accelerator situation.)
前提とする既習事項 電磁気学
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Electromagnetic dynamics
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学高エネルギー加速器科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of High Energy Accelerator Science
研究テーマ
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
Nb 製超伝導加速空洞の新しい表面研磨技術の開発
Theme of Research Development of new surface polishing technology of Nb made of
superconducting accelerating cavities
教員名前 加藤茂樹
Supervisor Shigeki Kato
専攻名 加速器科学専攻
加速器科学講座
職
准教授
Department of Accelerator Science
Accelerator Science
Status/Position
Course
Associate prof.
開講期間 随時
受け入れ可能学生数 2 名
Course Period At any time
Number of students allowed : 2
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
本研究では、Nb 製超伝導加速空洞の加速性能を最終的に決めていると言っても過言で
はない、空洞の表面処理において、新しい研磨技術を適用し、その効果を各種表面分析手
段により検証しながら、空洞性能の向上を狙う。
超伝導空洞の最終的な表面処理には、今まで必ずと言ってほど、濃硫酸とフッ酸を使用
した電解研磨法が使用されて来たが、危険を伴う薬品の取扱は、作業者や環境への安全確
保のために複雑で高価な設備を必要とし、また、その廃液処理も高額である。しかし、硝
酸ナトリウム水溶液を使用した電解研磨と超微少砥粒を使用した機械的研磨を併用する
電解複合研磨法を使うことにより、研磨設備と廃液処理を簡素化して、環境負荷を低減で
きるため、この方法はグリーン技術として注目されている。
新しい技術を適用した効果については、以下のような分析手段により検証を行う。即ち、
形態観察には走査型電子顕微鏡、不純物分析とその 2 次元分布にはエネルギー分散型 X 線
検出器と光電子分光法、そして、電界放出点の調査には走査型電界放出点探査装置を使用
し、電解複合研磨面の特性調査を行い、効果と問題点を見出し、製造技術に還元、改良を
進める。
前提とする既習事項
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: None
特に無し。
96
広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学高エネルギー加速器科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of High Energy Accelerator Science
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 陽子ビームの診断と制御
Theme of Research Diagnostics and Control of Proton Beams
教員名前 外山 毅
Supervisor Takeshi Toyama
専攻名 加速器科学専攻
加速器科学講座
職
教授
Department of Accelerator Science
Accelerator Science
Status/Position
Course
Professor
開講期間 J-PARC ビーム運転中が望ましい
受け入れ可能学生数 2 名
Course Period: J-PARC operation periods
Number of students allowed: 2
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
陽子ビームの性質：ビーム強度（ビーム電流）、ビーム位置、ビーム形状、ビーム損失
などの診断装置、いわゆるビームモニターの開発、設計製作に関する研究。さらに、ビー
ム位置モニターとキッカー使ってフィードバックによるビーム不安定性の観測・安定化の
研究、横方向 RF 信号を使って遅い取出しビーム・スピルに重畳しているリップルを低減
する研究、キッカー、真空チェンバーのマルチパクティング・電子雲の測定・抑制に関す
る研究も行なっている。
We are developing, designing and constructing beam monitors: the devices to
diagnose proton beam characteristics such as beam intensity (beam current), beam
position, beam profile, beam loss etc. In addition the following activities are under way:
observation and suppression of collective beam instabilities with the feedback using
the beam position monitors and kickers, beam spill ripple reduction in the slow beam
extraction process with transverse RF signal, and examination and suppression of
multipacting and electron cloud effects in the kickers and vacuum chambers.
前提とする既習事項：電磁気学、力学、およびビーム力学の基礎。
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Classical electrodynamics, classical mechanics, and fundamentals of beam
dynamics.
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Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学高エネルギー加速器科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
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Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ
高周波加速器の製作とレーザーによる電子生成
Theme of Research
RF-Accelerator
教員名前
吉田 光宏
Supervisor
Yoshida Mitsuhiro
専攻名
加速器科学専攻
Department of Accelerator Science
加速器科学講座
職
准教授
Accelerator Science
Status/Position
Course
Assosiate prof.
開講期間
随時
受け入れ可能学生数 3 名
Course Period
At any time
Number of students allowed : 3
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
加速器を構成する高周波加速空洞や電子源の包括的なイメージを掴んでもらうため、高
周波加速空洞と電子源で構成される簡易的な高周波電子銃を製作し、これによる電子ビー
ムの発生・加速を観測します。
実際のプログラムとしては、高周波空洞は３次元 CAD で高周波電子銃の空洞の図を描
き、これを３D プリンターまたは NC フライスで即座に形成します。また電子源としては
レーザーによる光陰極またはカーボンナノチューブを用います。この電子源を製作した高
周波空洞に取り付け、真空チェンバーに設置して、高周波を印加して、電子源をレーザー
で打つと電子が出力され、蛍光板で観測できます。
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
In this curriculum, the RF electron gun is desgined and fabricated to observe the
electron beam and its acceleration. The gun consists of the RF cavity and the electron
source and its design will make you to understand the comprehensive image of the RF
accelerator.
The RF cavity is designed using 3D-CAD and optimized using the electromagnetic
wave simulation program. After that it will be fabricated using 3D-printer or NC
milling machine. For the electron source, the photocathode driven by a laser or the
carbon nano-tube will be used. Those are put into the vacuum chamber. The
accelerated electron will be observed on the fluorescent screen by applying the high
power microwave.
前提とする既習事項
電磁気学の基礎知識
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program : Fundamentals of electromagnetism.
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学高エネルギー加速器科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
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Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ コインシデンス分光による内殻励起誘起ダイナミクス研究
Theme of Research: Study of dynamics induced by core-excitations using coincidence
spectroscopy
教員名前 間瀬一彦
Supervisor: Kazuhiko Mase
専攻名 物質構造科学専攻
物質構造科学講座
職
准教授
Department of Materials
Materials Structure Science
Status/Position:
Structure Science
Course
Associate Professor
開講期間 随時（要相談）
受け入れ可能学生数 同時期に最大 1 名
Course Period: As demands (consultation required)
Maximum number students allowed: 1
at a time
研究の概要
固体表面あるいは気体分子の内殻励起に由来するダイナミクスをコインシデンス分光
法により研究するための装置製作および実験を実習する。軟Ｘ線を固体表面あるいは気体
分子に照射すると内殻電子が励起され、オージェ過程、イオン脱離（解離）といった過程
を経て緩和する。このような一連のダイナミクスの詳細を解明するには、軟 X 線放射光を
利用し、電子－電子コインシデンス分光法、電子－イオンコインシデンス分光法を用いて
それぞれのダイナミックスの間の相関を解明することが重要である。実験は放射光施設
Photon Factory（PF）を用いて行なう。PF のビームタイムに基づいて日程を調整する。
Outline of Research
The purpose of this education course is to learn how to construct apparatus for
coincidence spectroscopy and how to carry out coincidence experiments for surface or
molecular science. When a surface or gas is excited by soft X-rays, various dynamics
take place, such as photoelectron emission, Auger decays, and ion desorption
(dissociation). To investigate these dynamics electron electron coincidence and electron
ion coincidence spectroscopies are ideal because they clarify the correlation among the
dynamics. The experiments will be carried at a synchrotron facility, the Photon Factory
(PF). The schedule of the course will be adjusted based on the beamtime of PF.
前提とする既習事項 量子化学
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Quantum Chemistry
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Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学高エネルギー加速器科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
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Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ Ｘ線結晶構造解析による構造物性研究
Theme of Research: Materials structure science by x-ray crystal structure analysis
教員名前
熊井玲児
Supervisor Reiji Kumai
専攻名 物質構造科学専攻
物質構造科学講座
職 教授
Department of Materials
Materials Structure Science
Status/Position
Structure Science
Course
Professor
開講期間 通年（要相談）
受け入れ可能学生数 2 名
Course Period : All year (consultation required)
Number of students allowed : 2
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
物質の物性は、結晶内における物質の構造によって大きく変化する。単結晶及び粉末構
造解析の基礎を学び、X 線回折の原理、構造解析の手法などを学ぶとともに、物質におけ
る物性発現機構を構造から明らかにするための考察について学ぶ。
Physical properties of materials depend on their crystal structure. You can study an
introduction to x-ray diffraction and crystal structure analysis. The origin of the
physical properties in the materials revealed by the structure analysis will be
discussed.
前提とする既習事項 なし
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: None
100
広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学高エネルギー加速器科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
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Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 単結晶Ｘ線回折実験による構造物性研究
Theme of Research: Materials structure science by single crystal x-ray diffraction
experiment
教員名前
中尾裕則
Supervisor Hironori Nakao
専攻名 物質構造科学専攻
物質構造科学講座
職 准教授
Department of Materials
Materials Structure Science
Status/Position
Structure Science
Course
Associate Professor
開講期間 6-7 月、11-2 月
受け入れ可能学生数 2 名
Course Period : June - July , November - February
Number of students allowed : 2
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
近年、様々な興味深い物性が発見され、工業的に応用されたりしている。特に、「相転
移」は、温度・圧力・磁場といった外場により大きな物性の変化を示すもので、物質科学
の中で特筆すべき現象と言える。ここで、物性発現の起源を理解することが重要であるが、
常に結晶構造が重要な役割を担っていると言える。そこで、相転移での結晶構造変化を調
べるために、単結晶Ｘ線回折実験を実施する。最終的に物性と結晶構造の関係を議論する。
Various intriguing physical properties have been recently discovered, and those are
industrially used. Especially the phase transition, which indicates drastic change of
the physical property by changing temperature, pressure, magnetic field, and so on, is
one of highlights in material science. Here understanding of the origin of physical
properties is quite important, and the crystal structure always plays a key role. Hence,
in order to investigate the change of the crystal structure at the phase transition,
single crystal x-ray diffraction experiment will be performed. Finally, the relation
between the physical property and the crystal structure will be discussed.
前提とする既習事項 なし
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: None
101
広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
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School of High Energy Accelerator Science
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ XAFS 測定手法の習得と汎用実験機器による物質のキャラクタリゼーション
Theme of Research: Introduction to XAFS measurements and characterization of
materials with common machines
教員名前
阿部 仁
Supervisor Hitoshi Abe
専攻名 物質構造科学専攻
物質構造科学講座
職
准教授
Department of Materials
Materials Structure Science
Status/Position
Structure Science
Course
Associate Professor
開講期間 通年（要相談）
受け入れ可能学生数 最大 2 名
Course Period: All year (consultation required)
Maximum number students allowed: 2
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
放射光を用いた XAFS 測定の基礎を学ぶ。また、各種汎用実験機器を用いた物質のキャ
ラクタリゼーションを通して、測定原理、データの読み方、自らの発想に基づいた考察の
進め方、自身の考えを論理的に人に伝え議論する事、等を学ぶ。
You can study an introduction to XAFS measurements. Several measurements
with common machines would be performed to characterize materials. We would like
you to learn fundamental principles and knowledge of measurements, how to read
data, how to construct your discussion, and how to tell your idea to others.
前提とする既習事項 物理化学、量子化学、固体化学（固体物理）
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation program:
Physical Chemistry, Quantum Chemistry, Solid State Chemistry (Solid State Physics)
102
広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
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School of High Energy Accelerator Science
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 位相型Ｘ線イメージングの研究
Theme of Research: Research of x-ray phase-contrast imaging
教員名前 平野 馨一
Supervisor: Keiichi Hirano
専攻名 物質構造科学専攻
物質構造科学講座
職
准教授
Department of Materials
Materials Structure
Status/Position
Structure Science
Science Course
Associate Professor
開講期間 通年（要相談）
受け入れ可能学生数 ２名
Course Period: All year (consultation required)
Number of students allowed: 2
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
位相型Ｘ線イメージングはＸ線の位相情報を用いて試料像を得る撮像法であり、従来の
吸収型イメージングと比べて遥かに高い感度を持つため、従来は観察出来なかった試料で
も観察することができる。本研究グループではＸ線光学に基づいて、位相型Ｘ線イメージ
ングのさらなる改良と応用に取り組んでいる。
ラボ・ローテーションでは、実験及びデータ解析を通して、位相型Ｘ線イメージングの
基礎について学ぶ。
In the X-ray phase-contrast imaging (XPCI), x-ray phase information is used for
observing various samples with much higher sensitivity than the conventional
absorption-contrast imaging. Target of our group is the improvement and application
of the XPCI based on the x-ray optics.
In the Laboratory Rotation program, we aim to learn the basics of XPCI through
experiments and data analyses.
前提とする既習事項 古典電磁気学を既に履修していることが望ましい
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Classical electrodynamics
103
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総合研究大学院大学高エネルギー加速器科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of High Energy Accelerator Science
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ ミュオンスピン回転法を用いた物質の磁性・水素状態の研究
Theme of Research Magnetism and hydrogen-related phenomena in matter studied
by muon spin rotation
教員名前 小嶋健児
Supervisor Kenji M. Kojima
専攻名 物質構造科学専攻
物質構造科学講座
職
准教授
Department of Materials
Materials Structure Science
Status/Position
Structure Science
Course
Associate
professor
開講期間 応相談（前期または後期）
受け入れ可能学生数 ２名
Course Period Either of one semester, negotiable
Number of students allowed : 2
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
ベータ崩壊に関するパリティの破れを最大限に使ったミュオンスピン回転法（μSR）は、
物質中の磁性や水素状態に関するミクロな情報を与える強力な手法です。本課程では、
J-PARC物質生命実験施設のミュオンビームラインに設置する新規分光器の開発・組立・調
整作業を経験しつつ、μSR法を用いた物質研究を基礎から学ぶことができます。具体的な
研究対象は銅酸化物高温超伝導体から水素吸蔵物質や有機・生命物質まで幅広い範囲から
希望に応じて選べるようにします。
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
Muon spin rotation (µSR) is a unique tool for studying electronic property of matter
over atomic scale with utmost sensitivity to magnetism. Muon itself behaves as a light
isotope of hydrogen in matter, which makes muon as a useful simulator of hydrogen.
This program aims at concise introduction of µSR technique to beginners by lectures
and practicing experiments using muon beam provided by J-PARC MUSE facility.
前提とする既習事項
固体物性物理学の基礎、放射線物理
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program : Basic knowledge on solid state physics, radiation physics.
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学高エネルギー加速器科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of High Energy Accelerator Science
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 光電子分光による機能性酸化物の電子状態研究
Theme of Research:
Study on electronic structure of functional oxides using
photoemission spectroscopy
教員名前 組頭広志
Supervisor: Hiroshi KUMIGASHIRA
専攻名 物質構造科学専攻
物質構造科学講座
職
教授
Department of Materials
Materials Structure Science
Status/Position:
Structure Science
Course
Professor
開講期間 随時（要相談）
受け入れ可能学生数 同時期に最大 1-2 名
Course Period: As demands (consultation required)
Maximum number students allowed: 1-2
研究の概要
機能性酸化物の電子状態を放射光電子分光にて研究する実験を実習する。具体的には、
遷移金属酸化物薄膜をベースとする素子の作製、およびその物性評価を行い、その「機能」
を支配している表面・界面の電子状態について放射光を用いた電子分光法により調べる。
素子作製から特性評価まで一連の物性実験を行うことと、軟 X 線放射光を利用した光電子
分光および X 線吸収分光を用いた最先端分光による表面・界面の電子状態研究を行うこと
により、材料研究としての広い視点を養うことを目的とする。実験は放射光施設 Photon
Factory（PF）を用いて行なう。PF のビームタイムに基づいて日程を調整する。
Outline of Research
The purpose of this education course is to learn how to fabricate and characterize
electronic devices based on functional oxides and how to carry out photoemission
spectroscopic
experiments
for
investigating
their
electronic
structures.
The
photoemission spectroscopy using synchrotron radiation is a powerful experimental
technique to investigate the electronic structures at the surface and interface of
materials, which critically govern the functionality of devices. Through the course, one
understands the relationship between the functionalities and electronic structures of
the materials. The experiments will be carried at a synchrotron facility, the Photon
Factory (PF). The schedule of the course will be adjusted based on the beamtime of PF.
前提とする既習事項 固体物理
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Solid State Physics
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学高エネルギー加速器科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of High Energy Accelerator Science
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 中性子回折法による機能性物質の研究
Theme of Research: Materials Science using Neutron Diffraction
教員名前
神山 崇
Supervisor Takashi Kamiyama
専攻名 物質構造科学専攻
物質構造科学講座
職
教授
Department of Materials
Materials Structure Science
Status/Position
Structure Science
Course
Professor
開講期間 通年
受け入れ可能学生数 最大 3 名
Course Period: All year
Maximum number students allowed: 3
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
物質を調べる手段として、中性子は水素やリチウム等の軽元素や磁気的相互作用の感度
が高い。機能性物質を研究する手法として中性子回折法とそれを用いた構造解析法を学ぶ。
主に結晶性物質について、中性子回折実験を行い、測定原理、解析方法、考察の進め方等
を学ぶ。
Neutron is sensitive to light atoms and magnetic interactions. In this lecture,
neutron diffraction for the studies on functional materials will be described. Through
neutron diffraction experiments, you will learn the principle of neutron diffraction and
various structure analysis methods, and how to construct your discussion.
前提とする既習事項 物理化学、量子化学、固体化学（固体物理）
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation program:
Physical Chemistry, Quantum Chemistry, Solid State Chemistry (Solid State Physics)
106
広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学高エネルギー加速器科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of High Energy Accelerator Science
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 中性子全散乱法による機能性物質の研究
Theme of Research: Materials Science using Neutron Total Scattering
教員名前
大友季哉
Supervisor Toshiya Otomo
専攻名 物質構造科学専攻
物質構造科学講座
職 教授
Department of Materials
Materials Structure Science
Status/Position
Structure Science
Course
Professor
開講期間 通年（要相談）
受け入れ可能学生数 最大 3 名
Course Period: All year (consultation required)
Maximum number students allowed: 3
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
物質を調べる手段として、中性子は水素やリチウム等の軽元素や磁気的相互作用の感度
が高い。機能性物質を研究する手法として中性子全散乱法を学ぶ。特に、主に非結晶性物
質について全散乱実験を行い、測定原理、解析方法、考察の進め方等を学ぶ。
Neutron is sensitive to light atoms and magnetic interactions. In this lecture,
neutron total scattering for the studies on functional materials will be described.
Through neutron total scattering experiments of non-crystalline materials, you will
learn the principle of neutron scattering and various structure analysis methods, and
how to construct your discussion.
前提とする既習事項 物理化学、量子化学、固体化学（固体物理）
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation program:
Solid State Chemistry and Solid State Physics
107
広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学高エネルギー加速器科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of High Energy Accelerator Science
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 中性子反射率計による表面・界面の構造
Theme of Research: Materials Science using Neutron Reflectometry
教員名前
瀬戸秀紀
Supervisor Hideki Seto
専攻名 物質構造科学専攻
物質構造科学講座
職 教授
Department of Materials
Materials Structure Science
Status/Position
Structure Science
Course
Professor
開講期間 通年（要相談）
受け入れ可能学生数 最大 3 名
Course Period: All year (consultation required)
Maximum number students allowed: 3
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
物質を調べる手段として、中性子は水素やリチウム等の軽元素の感度が高い。中性子反
射率測定の原理と解析方法の学習を通じて、表面・界面構造の研究方法について学び、機
能性物質の機能発現における表面・界面の役割について考察する。
Neutron is sensitive to light atoms. In this lecture, neutron reflectometry for the
studies on surface and interfacial structured of functional materials will be described.
Through neutron reflectometry experiments, you will learn the principle of neutron
reflectometry and various structure analysis methods, and how to construct your
discussion.
前提とする既習事項 物理化学、量子化学、固体化学（固体物理）
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation program:
Solid State Chemistry and Solid State Physics
108
広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学高エネルギー加速器科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of High Energy Accelerator Science
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 放射光を利用した構造生物学研究
Theme of Research: Structural Biology by use of synchrotron light source
教員名前 川崎政人
Supervisor: Masato Kawasaki
専攻名 物質構造科学専攻
物質構造科学講座
職
准教授
Department of Materials
Materials Structure Science Status/Position:
Structure Science
Course
Associate Professor
開講期間 随時（要相談）
受け入れ可能学生数 1～2 名
Course Period: As demands(consultation required)
Number of students allowed: 1-2
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
放射光を用いた X 線結晶構造解析の実習を行う。高エネルギー加速器研究機構・構造生物
学研究センターにおいてタンパク質の発現・精製・結晶化を行い、放射光科学実験施設フ
ォトンファクトリーを利用した X 線回折実験と構造解析を行う。
This program will cover fundamental protein X-ray crystallography techniques using
synchrotron light source. Students will practice protein expression, purification and
crystallization in Structural Biology Research Center at KEK. X-ray diffraction
experiments and structural analysis will be performed using beamlines of Photon
Factory, KEK.
前提とする既習事項
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program:
特になし
None
109
広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学高エネルギー加速器科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of High Energy Accelerator Science
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ ミューオン稀過程／精密測定研究
Theme of Research Muon rare decay / precision measurement
教員名前 齊藤直人、三原智、三部勉
Supervisor Naohito Saito, Satoshi Mihara, Tsutomu Mibe
専攻名 素粒子原子核専攻
素粒子原子核実験講座
Department of Particle and
Experimental
Nuclear Physics
Nuclear Physics Course
Particle
職
教授/准教授
and Status/Position
prof./Associate prof.
開講期間 随時
受け入れ可能学生数
Course Period At any time
Maximum number students allowed
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
ミューオン稀過程／精密測定研究には他の素粒子・原子核実験同様、高度な実験手法が必
要とされるが、このコースではミューオン崩壊からの電子、ガンマ線を計測する手法に焦
点を当てて実習中心の研究を行う。実際の実験で使用される測定器やそのプロトタイプを
用いて、実験セットアップ構築、データ収集、データ解析の一連の流れを経験し、ミュー
オン稀過程／精密測定研究についての理解を深める。
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
Advanced experimental techniques are required to conduct muon rare decay/ precise
measurement as in the case of other elementary particle/nuclear physics experiments.
In this course we focus on the experimental technique to detect electron and/or
gamma-ray from muon decays. Students will construct a real or prototype detector
that is used in experiments, and improve understanding of muon physics through data
acquisition and data analysis.
前提とする既習事項 なし
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: None
110
広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学高エネルギー加速器科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of High Energy Accelerator Science
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
B ファクトリー実験実習（B-Lab 実習）
研究テーマ
Theme of Research Practice on B factory experiment (B-Lab practice)
教員名前
堺井
義秀
Supervisor Yoshihide Sakai
専攻名 素粒子原子核専攻
素粒子原子核実験講座
職 教授
Department of Particle and
Experimental Particle and
Status/Position
Nuclear Physics
Nuclear Physics Course
Prof
開講期間 随時
受け入れ可能学生数 若干名
Course Period At any time
Number of students allowed : a few
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
３週間を目途とした実習を行う。
・B-Lab 実習
Belle 実験で収集されたデータの一部を使って、測定された粒子を組合せることにより、
親の粒子を再構成し、質量などを求める。
This course will be held for 3 weeks.
・B-Lab practice
Using partial data accumulated by the Belle experiment, a student reconstruct
parent particles combining particles in measured data and obtain mass etc.
前提とする既習事項 特になし
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Not particularly
111
広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学高エネルギー加速器科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
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研究テーマ
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
B ファクトリー実験実習（ワイヤーチェンバーの製作と粒子検出実習）
Theme of Research Practice on B factory experiment
(Construction of test wire chamber and detection of particles)
教員名前
堺井
義秀
Supervisor Yoshihide Sakai
専攻名 素粒子原子核専攻
素粒子原子核実験講座
職 教授
Department of Particle and
Experimental Particle and
Status/Position
Nuclear Physics
Nuclear Physics Course
Professor
開講期間 随時
受け入れ可能学生数 若干名
Course Period At any time
Number of students allowed : a few
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
３週間を目途とした実習を行う。
・ワイヤーチェンバーの製作と粒子検出実習
ワイヤーチェンバーを自分で製作し、それを使って放射線ソースまたは宇宙線の検出・
測定を行う。
This course will be held for 3 weeks.
・Construction of test wire chamber and detection of particles
A student constructs a small test wire chamber and operates it to detect particles
(with either radioactive source or cosmic ray)
前提とする既習事項 特になし
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program.: Not particularly
112
広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学高エネルギー加速器科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
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研究テーマ
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
B ファクトリー実験実習（Belle 測定器の検出器建設の補助作業実習）
Theme of Research : Practice on B factory experiment
(Helping work for detector construction of the Belle experiment)
教員名前 堺井 義秀
Supervisor : Yoshihide Sakai
専攻名 素粒子原子核専攻
素粒子原子核実験講座
職
Department of Particle and
Experimental Particle and
Status/Position
Nuclear Physics
Nuclear Physics Course
Prof.
教授
開講期間 随時
受け入れ可能学生数 若干名
Course Period : At any time
Number of students allowed : a few
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research (Please state outline of research or course syllabus in Laboratory
Rotation program.)
３週間を目途とした実習を行う。
・Belle 測定器の検出器建設の補助作業実習
Belle では測定器のアップグレードを行っているが、建設状況に応じて検出器の建設・
チェック等の補助作業を実習として行ってもらう。例えば、以下のようなものが時期に
応じて考えられる。
- Belle 中央ドリフトチェンバーの製作過程でのテスト
- シリコンバーテックス検出器(SVD) の組み立て補助
- シリカエアロゲルカ検出器のチェック
- 電磁カロリメータの信号チェック
This course will be held for 3 weeks.
・Helping work for detector construction of the Belle experiment
The Belle detector components are under construction for the upgrade. A student
help construction work or checking detector as practice, depending the construction
stage. Following works may be considered:
- Test of the Belle Central Drift Chamber during its construction
- Silicon Vertex Detector assembling and mounting
- Check of silica-aerogel detector
- Check of signal outputs of CsI calorimenter
前提とする既習事項 特になし
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Not particularly
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学高エネルギー加速器科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
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Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ J-PARC におけるビーム実験またはその準備、解析
Theme of Research Beam Study and/or its preparation at J-PARC
教員名前 田中万博、家入正治、澤田真也、高橋俊行、里嘉典、高橋仁、
Supervisor Kazuhiro Tanaka et al.
専攻名 素粒子原子核専攻
素粒子原子核実験講座
職
教授/准教授
Department of Particle and
Experimental Particle and
Status/Position
Nuclear Physics
Nuclear Physics Course
prof./Assosiate prof.
開講期間 随時
受け入れ可能学生数 ４名
Course Period At any time
Number of students allowed : 4
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
原子核研究とビームダイナミクス研究グループが合同で実施する。
J-PARC 運転中はビームライン調整と実際のビームを用いた簡単なビーム測定器の使用訓
練を行う。例として TOF による粒子識別、遅延同時計測法によるミューオンなどの短寿
命粒子の寿命測定などを行う。J-PARC がビーム運転中でない場合は、各種測定器の組み
立て、それらの線源や宇宙線での試験に従事する。もし時期があえば、大型磁石の磁場測
定、磁石やスペクトロメータの設計などに参加する。
Some test experiments with J-PARC test beam facility will be arranged for students if
J-PARC is in operation. For example, TOF separation of kaons from paions, and
lifetime measurements of muons with delayed coincidence method will be arranged.
If J-PARC is not in operation, students will join the assembling and test works of
detector system of high energy experiments, such as field measurements of a large
scale spectrometer magnet and its design work.
前提とする既習事項
電磁気学並びに量子力学の基礎。放射線計測学の基礎。
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Basic courses of Electromagnetism and Quantum mechanics. Basic course
of radiation measurement.
114
広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学高エネルギー加速器科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
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Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ
ILC でのヒッグス粒子やダークマターの研究
Theme of Research
Studies of the Higgs particle and dark matter at ILC
教員名前
藤井恵介
Supervisor
FUJII, Keisuke
専攻名 素粒子原子核専攻
素粒子原子核実験講座
職
Department of Particle and
Experimental Particle and
Status/Position
Nuclear Physics
Nuclear Physics Course
professor
開講期間
通年
Course Period All
教授
受け入れ可能学生数 ２名
year
Number of students allowed : 2
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
ILC におけるヒッグス粒子生成／崩壊、ダークマター生成等のシミュレーション実験を体
験し、ヒッグスセクターやダークマター探索を通して標準模型を超える物理を解明するた
めの実験手法、解析手法について最前線の研究者とともに考える。
The student will experience a Monte Carlo simulation experiment of the production and
decay of the Higgs particle as well as dark matter production at the ILC.
The simulation studies of the Higgs sector and dark matter particles will provide the
student with an opportunity to think about experimental methods and analysis procedures
to probe physics beyond the Standard Model, together with researchers in the front line.
前提とする既習事項
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program:None
必須ではないが、C++言語、Unix 系計算機の使用経験があることが望ましい。
Though not indispensable, experience in C++ and Unix-like operating system is
desirable.
115
広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学高エネルギー加速器科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
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Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 未知不安定原子核の研究
Theme of Research Study of unknown radioactive nuclei
教員名前 宮武宇也
Supervisor Hiroari Miyatake
専攻名 素粒子原子核専攻
素粒子原子核実験講座
職
Department of Particle and
Experimental Particle and
Status/Position
Nuclear Physics
Nuclear Physics Course
prof.
教授
開講期間 随時
受け入れ可能学生数
Course Period At any time
Maximum number students allowed
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
KISS (KEK Isotope Separation System)は、未知原子核研究のための実験装置の一つであ
る。本コースでは安定な原子核による模擬実験を通じて、この装置による実験方法や測定
原理を学ぶ。
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
KISS (KEK Isotope Separation System) is one of experimental facilities for the study of
unknown radioactive nuclei. In this course, the experimental methods and
measurement principles of this facility will be learned through the simulation
experiments using stable nuclei.
前提とする既習事項 なし
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program:None
116
広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学高エネルギー加速器科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
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Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 実験のための計測システム用先端技術習得
Theme of Research Advanced electronics for detector systems
教員名前 田中真伸 内田智久
Supervisor Manobu TANAKA, Tomohisa Uchida
専攻名 素粒子原子核専攻
素粒子原子核実験講座
職
Department of Particle and
Experimental Particle and
Status/Position
Nuclear Physics
Nuclear Physics Course
Prof./Associate Prof.
教授・准教授
開講期間 随時
受け入れ可能学生数 5 人未満
Course Period At any time
Maximum number students allowed : 4
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
センサーから信号を読み出すための必要知識を、アナログデジタル信号処理の観点から実習形式で行う。実習は
下記の２点両方もしくは一方を選択する。
・アナログ集積回路の設計 2 週間
トランジスタの動作からアナログ信号処理に必要な回路要素の理解をシミュレーションで理解する。またセン
サーを接続したときの測定限界と環境パラメータの関係もシミュレーションを通して学ぶ。要望があればシミュ
レーション後に集積回路を製作するための流れ（検証、レイアウト等）についても実習を行う。
・デジタル集積回路の設計２週間
デジタル回路開発の基礎を、設計、論理シミュレーション、動作検証などの講義と実習により習得する。実習
では簡単な読み出し回路を設計する。各自設計した回路を実際に動作させて確認できるように書き換え可能な集
積回路である Field Programmable Gate Array(FPGA)を用いる。
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
The students will study a basic knowledge of analog or digital circuits. There are two potions: 1) design
training of an analog circuit, 2) design training of a digital circuit.
Option 1, Analog circuit (Two weeks)
You learn how to work transistors in analog circuits, and relationship between environmental parameters and
a measurement limitation with detectors or sensors by using a circuit simulator.
Option 2, Digital circuit (Two weeks)
You learn basics of digital circuits by using Field Programmable Gate Array (FPGA). You design a simple
circuit, verify it with a simulator, and implement it on an FPGA.
前提とする既習事項
電磁気学の教科書で解説されている基本的な電気回路についての知識
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation program.
Basic circuits appeared in electrodynamics texts.
117
広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学高エネルギー加速器科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
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Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ
K 中間子稀崩壊実験の測定器
Theme of Research
Detectors for the Kaon Rare Decay Experiment
教員名前
Supervisor
小松原健
Takeshi Komatsubara
専攻名 素粒子原子核専攻
素粒子原子核実験講座
Department of Particle and
Experimental
Nuclear Physics
開講期間
要問い合わせ
Nuclear Physics Course
Particle
（測定器製作中 or
J-PARC ハドロンホールのビームタイム中）
Course Period
confirmation required
(when a detector construction is being made or
when the beam for Hadron Hall is available.)
職
教授
and Status/Position
Professor
受け入れ可能学生数
2 名まで
Maximum number students allowed
two students at maximum
研究の概要
J-PARC で中性 K 中間子の稀崩壊実験（KOTO 実験）を行っている。実験のための測定器製作を行っ
ている時期は、組み立て作業の一部に参加してもらう。ハドロンホールのビームタイム中は、KOTO
実験のデータ収集（24 時間シフト）に参加してもらう。研修の大部分を KEK 東海キャンパスで実施
する。J-PARC の放射線管理区域内での作業を伴う。
Outline of Research
We perform the neutral-kaon rare decay experiment (named the KOTO experiment) at J-PARC.
When a detector construction for the experiment is being made, students will join a part of the
fabrication work. When the beam for Hadron Hall is available, students will participate in the
data acquisition (twenty-four hour shift).
Most of the course activities will be held at KEK Tokai campus. The working places include the
Radiation Control Area of J-PARC.
前提とする既習事項
学部卒業レベルの量子力学と現代物理学（原子物理学、素粒子原子核物理学）の知識。
実験素粒子物理学や放射線計測学の知識は前提とせず、必要に応じて研修の中で
教える。KEK の放射線作業従事者として教育訓練を受ける。
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation program:
Quantum Mechanics and Modern Physics (atomic physics, particle and nuclear physics) at the
undergraduate level is needed as the background knowledge. Experience in Experimental
Particle Physics and in Radiation Measurement is not pre-required; the knowledge will be
taught during the course. The radiation worker training of KEK should be taken.
118
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Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学高エネルギー加速器科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
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Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 宇宙マイクロ波背景放射観測の要素技術の開拓
Theme of Research Cosmic Microwave Background Measurements
教員名前 羽澄昌史、田島治、長谷川雅也
Supervisor Masashi Hazumi, Osamu Tajima, Masaya Hasegawa
専攻名 素粒子原子核専攻
素粒子原子核実験講座
職
教授、准教授、助教
Department of Particle and
Experimental Particle and
Status/Position
Nuclear Physics
Nuclear Physics Course
Professor, Associate Professor,
Assistant Professor
開講期間 通年（要相談）
受け入れ可能学生数 ２名
Course Period All year (consultation required)
Number of students allowed : 2
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
このコースでは、宇宙マイクロ波背景放射(CMB)の観測に必要な基礎技術について学ぶ。
CMB 観測に必要な要素技術としては、超伝導検出器、低温装置、光学システム、変調装
置、読み出しエレクトロニクス、データ解析ソフトウェアなどがある。それらの中から一
つの要素を選び、関連する開発研究に携わる。基礎を習得するだけにとどまらず、小さな
事でもこれまで誰も試していないことを試みる。
In this course, students will learn basic experimental technologies needed for
measurements of Cosmic Microwave Background (CMB). Element technologies in
CMB measurements include superconducting detectors, cryogenic systems, optical
systems, modulation equipment, readout electronics, data analysis software and so on.
Students will focus on one of the abovementioned technologies. They will learn its
basics, and try something that has not been tested before.
前提とする既習事項 総研大入試に必要とされる物理学の知識
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program:
Knowledge in physics at the level of the entrance examination of SOKENDAI
119
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総合研究大学院大学高エネルギー加速器科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
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Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 格子ゲージ理論
Theme of Research
教員名前
Supervisor
Lattice Gauge Theory
橋本省二
Shoji Hashimoto
専攻名 素粒子原子核専攻
素粒子原子核理論講座
職 教授
Department of Particle and
Theoretical Particle and
Status/Position
Nuclear Physics
Nuclear Physics Course
Professor
開講期間 随時
受け入れ可能学生数 2 名
Course Period At any time
Number of students allowed : 2
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
集中講義あるいは演習形式で格子ゲージ理論の基礎を学んだうえで、スカラー場の理論、
あるいは（フェルミオンを含まない）ゲージ理論の数値的解析を体験する。具体的な問題
については相談の上で決める。
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
After studying the fundamentals of lattice gauge theory through a series of lectures or
exercises, we carry out numerical analysis of scalar field theory or pure-gauge theory.
The specific problem is decided after negotiation.
前提とする既習事項
場の量子論の基礎
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program:Basic quantum field theory
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総合研究大学院大学高エネルギー加速器科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
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Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ 素粒子標準模型の検証と課題
Theme of Research Verification of the standard model and unsolved problems
教員名前 北澤 良久・磯 暁・西村 淳
Supervisor Yoshihisa Kitazawa･Satoshi Iso･Jun Nishimura
専攻名 素粒子原子核専攻
素粒子原子核理論講座
職
教授 准教授
Department Particle and
Theoretical Particle and
Status/Position
Nuclear Physics
Nuclear Physics Course
Professor
Associate. Prof.
受け入れ可能学生数 3 名
開講期間 随時
Course Period
any time
Number of students allowed : 3
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
素粒子標準模型の検証と課題について研究し、レポートを作成する。最近のヒッグズボゾ
ンの発見によって、素粒子標準模型の予言する全ての粒子が確認された。現時点における
素粒子標準模型の検証事実を確認する。標準模型において残された理論的課題と解決案を
整理する。
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
Students study the present verification status of the standard model in particle
physics. They also study unsolved problems and submit reports. The recent discovery
of the Higgs boson confirmed the existence of every particle predicted by the standard
model. They survey confirmed facts of the standard model at present time. They also
list unsolved problems of the standard model and proposed solutions.
前提とする既習事項 なし
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program:None
121
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総合研究大学院大学高エネルギー加速器科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
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Course Syllabus for Laboratory Rotation program
研究テーマ ダークマターの起源についての理論的研究
Theme of Research Theoretical study of the origin of the dark matter in the Universe
教員名前 野尻美保子
Supervisor Mihoko Nojiri
専攻名 素粒子原子核専攻
素粒子原子核理論講座
職 教授
Department of Particle and
Theoretical Particle and
Status/Position
Nuclear Physics
Nuclear Physics Course
Professor
2名
開講期間 随時
受け入れ可能学生数
Course Period At any time
Number of students allowed : 2
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
In our universe, we observe dark matter which is likely to be a stable or very long
lived particles. It cannot be explained by the standard model particle in our Universe
and standard model must be extended to account for the existence In this course, you
get a lecture on why the dark matter can be in the Universe. We read some modern
paper on this issue, choosing one or two particle models to study the detection
possibility at on-going experiments.
前提とする既習事項
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program:
Kolb and Turner The Early Universe, up to Chaper 5.
Psekin& Schroeder An Introduction To Quantum field Theory , up to section 5
122
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Course Syllabus for Laboratory Rotation
program
研究テーマ
核子構造
Theme of Research : Nucleon structure
教員名前
熊野俊三
Supervisor : Shunzo Kumano
専攻名 素粒子原子核専攻
素粒子原子核理論講座
職
教授
Department of Particle and Nuclear Theoretical Particle and
Status/Position:
Physics
Professor
Nuclear Physics Course
開講期間 前期
受け入れ可能学生数 １名
Course Period : 1st Semester
Number of student allowed : 1
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research (Please state outline of research or course syllabus in Laboratory
Rotation program.)
核子構造の基礎を学ぶ。F. Halzen, A. D. Martin 著「Quarks and Leptons」の８章か
ら１１章をゼミ形式で議論する。その内容は
・ ハドロンの構造、電子核子弾性散乱と核子の形状因子、電子核子非弾性散乱と核子の
構造関数
・ パートン分布関数
・ スケーリングの破れと DGLAP 方程式
・ 電子-陽電子対消滅反応と QCD
に関するものである。
前提とする既習事項 なし
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: None
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
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総合研究大学院大学高エネルギー加速器科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
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Course Syllabus for Laboratory Rotation
program
研究テーマ ハドロン多体系の物理
Theme of Research : Nuclear many-body system with hadrons
教員名前 土手
昭伸
Supervisor : Akinobu Dote
専攻名 素粒子原子核専攻
素粒子原子核理論講座
職
講師
Department of Particle and Theoretical Particle and
Status/Position:
Nuclear Physics
Lecturer
Nuclear Physics Course
開講期間 要相談
受け入れ可能学生数 1 名
Course Period : consultation required
Number of student allowed : 1
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research (Please state outline of research or course syllabus in Laboratory
Rotation program.)
強い相互作用をする粒子（ハドロン＝バリオン及び中間子）の性質は、基礎理論である
量子色力学（ＱＣＤ）によって支配されている。各ハドロンの持つ性質が異なっている
ため、種々のハドロン間に働く相互作用は異なる。ハドロンの性質の違いを反映し、そ
れらの多体系はバラエティに富んでいると期待される。
本コースでは、陽子・中性子（総じて核子）からなる原子核に、核子以外のバリオン（ハ
イペロンなど）やまた種々の中間子が入った系、すなわち「ハドロン多体系」を考察す
る。一般的なハドロン多体系を調べる上で土台となるのは通常の原子核である。まずは
原子核物理学の初歩的なテキスト １）を読み、原子核の基本的性質を学ぶ。その後、ハド
ロン原子核分野において現在着目されているハドロン多体系に関して、代表的な論文を
２，３読み、最前線の研究に触れる。ハドロン多体系の理論的研究において、多体系の
構造・性質を知るためには、数値計算が不可欠である。先に述べたテキスト・論文の精
読と並行し、ハドロン多体系の数値的解法の習得を目指す。最も簡単なケースである二
体系に関して、与えられた相互作用の下、エネルギー固有値及び波動関数を各自でコー
ドを作成し数値的に求めて貰う。
１）今年度は
基礎物理学選書１３ 「原子核」 野上茂吉郎著 裳華房
を使用する。
前提とする既習事項 量子力学
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: Quantum Mechanics
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広い視野を備えた物理科学研究者を育成するためのコース別大学院教育プログラム
Course-by-Course Education Program to Cultivate Researchers in Physical Sciences with Broad Perspectives
総合研究大学院大学高エネルギー加速器科学研究科 ラボ・ローテーション 指導プラン
School of High Energy Accelerator Science
研究テーマ
Course Syllabus for Laboratory Rotation program
理論宇宙物理学
Theme of Research Theoretical Astrophysics
教員名前
郡和範
Supervisor Kazunori Kohri
専攻名 素粒子原子核専攻
素粒子原子核理論講座
職
准教授
Department of Particle and
Theoretical Particle and
Status/Position
Nuclear Physics
Nuclear Physics Course
Associate professor
開講期間 1 ヶ月間程度
受け入れ可能学生数 3
Course Period Approx. 1 month
Number students allowed: 3
研究の概要（研究の概要もしくはラボ・ローテーションで行う研修内容をお書き下さい）
Outline of Research
(Please state outline of research or course syllabus in Laboratory Rotation program.)
素粒子的宇宙論・高エネルギー宇宙物理学についての理論的研究の中で一つのテーマを選
び，講義により研究の現状の概要を把握した上で，特に興味のある項目について文献およ
び実習によりさらに理解を深める．
前提とする既習事項 なし
Prerequisites that the student has to complete before taking this Lab-rotation
program: None
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