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理学部物理学科ガイダンス 宇宙物理、プラズマ物理、生物 / 非平衡物理 〜 私が宇宙物理実験学を志した理由 〜 PowerPoint Presentation
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Presentation Transcript

  1. 理学部物理学科ガイダンス宇宙物理、プラズマ物理、生物/非平衡物理〜私が宇宙物理実験学を志した理由〜理学部物理学科ガイダンス宇宙物理、プラズマ物理、生物/非平衡物理〜私が宇宙物理実験学を志した理由〜 2011.05.18 @駒場 中澤 知洋

  2. 私がなぜ宇宙物理実験学を志したか? 1 宇宙が好き。 2 「孫」が星々の海を旅できるといいな。時空の謎を解明しよう! 3 人々の世界観を変えるのは、新たな発見。宇宙は驚異に満ち、人類に挑戦してくる。 4 謎の現象が、物理的に理解できた時の知的興奮 5 人工衛星に最新の検出器を搭載して打ち上げる面白さ c NAOJ 学科ガイダンス@駒場

  3. 物理学の歴史:新発見とその反響 2002年ノーベル賞 (小柴先生と同時受賞) 1960年: 地球大気はX線に不透明。太陽以外のX線天体は知られていない。知らない=存在しない?? →小さなガイガーカウンタをロケットで大気圏外へ from wiki 予想されるカウント 月(太陽X線を反射) リカルド・ジャッコーニ 当時の常識:「太陽=星はX線を出すが、星々は遠く、今の100万倍の感度が要る。見えるのはせいぜい、月に反射する太陽X線。」 学科ガイダンス@駒場

  4. 物理学の歴史:新発見とその反響 2002年ノーベル賞 (小柴先生と同時受賞) 1960年: 地球大気はX線に不透明。太陽以外のX線天体は知られていない。知らない=存在しない?? →小さなガイガーカウンタをロケットで大気圏外へ 中性子星連星の想像図 さそり座X-1 c NASA リカルド・ジャッコーニ 「これまでの常識では説明できない”何か”」 「中性子星」の存在 → 新しい「常識」 学科ガイダンス@駒場

  5. 熟慮と努力の先の「強運」 2002年ノーベル賞 (小柴先生と同時受賞) 2011年の全天のX線の空 全天のX線の「数分の一」を担う 特別な天体「さそり座X-1」 氏はこれを一発で引き当てた! →宇宙物理を一気に進化 日本のMAXI検出器 リカルド・ジャッコーニ 1960年代末に日本も参戦。「白鳥座X-1」などのブラックホール連星が相次いで発見された。 →宇宙はブラックホールに満ちている! 実は小柴先生もすごい強運の持ち主。当然、熟慮と努力あってのこと。 学科ガイダンス@駒場

  6. ブラックホールと中性子星 BH (シュワルツシルド解):太陽質量なら地平線は半径 3 km 中性子星:ほぼ太陽質量で半径10-15 kmの天体。中性子の塊。 重力ポテンシャル    = 2京J/kg 超流動中性子 “時空の歪み”の検出への飽くなき探求 極高密度物質の状態方程式 BH誕生=星の最期の物理学 巨大BHと銀河進化の明確な関係 超流動陽子+中性子 c NASA 学科ガイダンス@駒場

  7. 人工衛星に最新の検出器を搭載して 打ち上げる面白さ! 2014年打ち上げ予定 宇宙X線衛星「ASTRO-H」 語り尽くせないので 省略! 牧島・中澤研究室 c JAXA 学科ガイダンス@駒場

  8. 物理学科の研究活動の他の例宇宙物理、プラズマ物理、生物/非平衡物理物理学科の研究活動の他の例宇宙物理、プラズマ物理、生物/非平衡物理 学科ガイダンス@駒場

  9. アインシュタインに続け 坪野研究室 • 精緻に検証された量子力学や特殊相対論に比べ、重力の本質を記述する一般相対論は、まだ検証が不十分。 • BH合体などの重力波による空間の歪みを、20桁の精度で測定する。 • 地上と宇宙空間から、世界初の検出を目ざす。 c JAXA 小型技術実証衛星に、宇宙での重力波検出の第一歩となる装置を搭載 神岡に建設中の重力波干渉計LCGT 学科ガイダンス@駒場

  10. 宇宙の黒幕を追う WMAP衛星などで決定された宇宙のエネルギー密度の配分 暗黒物質。質量をもつが正体不明。相互作用の弱い未知の素粒子か?  暗黒エネルギー 駒宮研究室、浅井研究室 通常の物質 加速器LHCで暗黒物質粒子の直接生成目指す 蓑輪研究室 理学部の地下実験室などで直接検出に挑戦 須藤研究室 通常物質の大部分は、銀河団の重力場を満たす1億度の超高温プラズマ。 遠方天体の観測データ、計算機による重力多体シミュレーションから、暗黒エネルギーに迫る。観測的宇宙論。 中澤研究室 銀河団プラズマを用い、暗黒物質の総量や空間分布を知る。 ケンタウルス銀河団のX線画像 学科ガイダンス@駒場

  11. 星の誕生と第2の地球探査 山本研究室 須藤研究室 星間空間の暗黒星雲は、10~30 K の低温の世界。CO, CH4, C2H5OHなど多様な分子、星の揺籃ともなる。分子の出すサブミリ波を新開発検出器で観測。 すでに548個の太陽系外惑星が発見されている。その探査により地球型惑星を発見したい。第2の地球は? 親星の手前を横切る惑星(想像図) 南米チリに設置されたサブミリ波望遠鏡 11 学科ガイダンス@駒場

  12. 実験室も熱い 高瀬・江尻研究室(柏キャンパス) 天然の 核融合炉 (太陽) 地上でも、強い磁場に閉じ込められたプラズマは約1億度まで加熱され、原子核反応を起こす。新しいプラズマ閉じ込め装置を用い熱核融合に挑戦中。 球形トカマクとそのプラズマからの発光 研究内容: 高温プラズマ中の非線形現象 (プラズマの不安定性、自己組織化) プラズマ物理の解明により核融合実現を目指す 学科ガイダンス@駒場

  13. 熱力学第2法則を超えて? 熱力学の第2法則:系は熱平衡に向って進み、一様で等温になる。しかし平衡から大きく外れた開放系では、しばしば自己組織化により自発的に構造が発現し、熱平衡からさらに離れてゆく。どんな新しい基本法則が? Maxwell’s demon(Yuki Akimoto) Brown運動を用いたMaxwellの悪魔の実験。熱ゆらぎを選択して、トルクに逆らって回転する。 学科ガイダンス@駒場

  14. 生き物を物理しよう 「宇宙人は存在する?」 地球生命は必然か?奇跡?「物理」で明らかにしよう! 樋口研究室 能瀬研究室(柏) モータータンパク質の1分子力測定 タンパク質分子機能を1分子レベルで定量的に測定し,細胞の機能を統合的に理解する ショウジョウバエをモデル生物とした実験を通じて、脳内神経回路の機能解明をめざす。 学科ガイダンス@駒場

  15. 私が物理学をやる理由 c NASA 知的好奇心「好き」「面白い」から突き詰められる。 やるからには徹底してやるべし。 知識のフロンティア「人類の地平を広げる」実感。 意義は人それぞれ考えるべし。 学科ガイダンス@駒場