hjc黄金城集团官网 理学院1 物理系

[专业]物理教育、科学传播、自然能源 [顾问]河村康文教授 [关键词]物理教育、自然能源
[主题示例]❶物理实验教材研发❷科学传播❸自然能源实验教材研发

本实验室进行物理、自然能源相关实验教材的研发。你想一起开发好玩又有趣的实验吗？我们还在研究提高有志成为学校教师的人的教材开发技能的方法。我们还通过向广泛的人群介绍我们开发的实验，让他们能够实际体验来进行科学传播。我们还开展实践研究，在电视节目和报纸上介绍开发的实验，并在科学期刊上发表。

[专业] 物理学 [导师] 木村智树副教授 [关键词] 行星球体物理、空间等离子体物理
[主题示例] ❶太阳系冰体内部海洋的演化❷通过观测太阳系行星极光阐明行星上物质和能量的传输❸通过观测系外行星极光探索生命居住的可能性

在浩瀚的宇宙中，由行星和卫星组成的系统被认为最有可能创造出可以支持生命的环境。我们将行星-卫星系统视为一个生存环境，并利用实验、直接探索、远程观测、数据科学和理论来阐明其组成元素（空间、大气、海洋和天体）内的物理过程。通过这样做，我们的目标是回答以下重大问题：“除了地球之外的天体上是否存在生命环境？”以及“如果有，它们是如何产生和维持的？”

[专业]凝聚态实验 [导师]Eiji Tokunaga教授 [关键词]纳米光谱、光学制氢
[示例主题] ❶ 超分辨率显微镜/光热光谱 ❷ 半导体、分子晶体和分子缔合中的激子 ❸ 光合作用、光氢生成

我通过光谱研究光与物质之间的相互作用。例如，植物是绿色的，因为白光与植物中的电子相互作用，导致蓝光和红光被吸收。光作为信息、能量、动量和测量手段是不可或缺的，但正是光与物质的相互作用才创造了它的实用价值，对此有一个基本的理解是至关重要的。在我们的实验室，我们不仅通过观察颜色（即测量吸收光谱），而且还通过开发新的光谱方法（非线性光谱和纳米级光谱）来阐明人造和天然分子和纳米晶体（包括光合物质）的光学特性。

[专业] 量子凝聚态物理（实验） [导师] Hideaki Sakata 教授 [关键词] 低温物理、表面物理
[示例主题] ❶ 超导体的隧道光谱测量 ❷ 超导体中磁通量量子的观测 ❸ 低温扫描探针显微镜的开发

在我们的实验室中，我们使用在极低温度下运行的扫描隧道显微镜进行超导性研究，这种设备使我们能够在真实空间中观察和移动单个原子。特别是，我们的目标是了解表现出新型超导性的材料（例如铜酸盐超导体和铁基超导体）中电子的行为。

[专业]理论物理学[导师]二国哲朗教授[关键词]低温量子气体理论
[示例主题] ❶ 玻色凝聚气体的超流体动力学 ❷2 冷却费米原子气体的超流体现象 ❸ 光学晶格中冷却原子气体的量子相变

使用激光冷却等技术，现在可以将铷和钠等一组中性原子（中性原子气体）冷却至 1μK 以下（温度仅比绝对零高百万分之一度）。在这个超冷的世界中，原子的行为不再像普通粒子，而是像量子机械波。当数百万个原子以波的形式表现时，就会发生一种称为玻色-爱因斯坦凝聚或超流动的现象。我们的实验室从理论上研究这种冷原子气体所表现出的宏观量子现象。

[专业]凝聚态实验[导师]Mark Sudgrove副教授[关键词]纳米领域的输运实验
[示例主题] ❶使用纳米结构传输光❷波导上的粒子传输

纳米尺度的粒子输运现象对基础物理和日常生活产生重大影响。在我们的实验室，我们了解光与物质相互作用的本质，主要研究纳米尺度的粒子输运现象。我们使用光波导来传输光子、生物基纳米粒子和原子。我们还积极致力于了解基本物理现象并开发下一代技术。

[专业]天体物理学[导师]Kyoko Matsushita教授[关键词]X射线天文学
[主题示例] ❶ 星系和星系团中暗物质的分布以及宇宙中结构形成的历史 ❷ 星系和星系团中重元素的数量以及宇宙中恒星形成的历史 ❸ 探索重子的热历史

宇宙中的大多数物质只能使用 X 射线来观察。通过X射线观测，我们可以获得关于天体形成历史的全新线索，这是天体物理学中最重要的问题。在这个实验室中，您将学习和练习如何利用物理、统计学和天文学知识从数据中得出结论。

[专业] 量子光学、量子信息科学（实验） [导师] Kaoru Sanaka 副教授 [关键词] 光器件、光电路、光子统计
[示例主题] ❶单光子/量子纠缠光源❷利用光路进行光模式状态控制❸光子统计/量子干涉实验

近年来，量子信息科学的研究变得活跃，这与永远无法被拦截的量子密码学和可以大幅提高计算能力的量子计算机相关。在我们的实验室中，我们利用光子（光粒子）进行量子信息科学研究。通过充分利用线性和非线性光学技术，我们的目标是开发具有量子统计特性的光子源，开发操纵光模式的光路，并使用非线性晶体和光学器件控制光子的量子态。

[专业]理论物理 [导师]铃木胜彦副教授 [关键词]以强子为中心的粒子与核物理
[示例主题] ❶ 强子的夸克胶子结构 ❷ 高温高密度下夸克物质的性质 ❸ 基于规范引力理论对应的胶子动力学

该实验室的目的是阐明物质的最终结构和支配宇宙的物理定律。描述微观世界的理论体系称为标准模型，物质由夸克、轻子等基本粒子和传递相互作用的规范粒子组成。利用这一理论，我们尝试预测微观现象并了解极高温度和密度的条件，例如早期宇宙和天体现象。通过这样的研究，我们正在揭示实验事实背后的新物理学。

[专业] 凝聚态物理（实验） [导师] Setsuo Mitsuda 教授 [关键词] 磁物理、中子散射
[示例主题] ❶ 多个强有序系统中的互相关物理性质 ❷ 一维量子自旋系统中的量子相变现象 ❸ 磁受挫系统中的磁相变，磁畴生长过程

当材料中的自旋（小磁体）竞争，导致无法确定稳定的自旋构型的挫败（自旋）时，自旋的时空相关性变得复杂，导致各种磁相变和有趣的基态。此类系统是功能材料的宝库，因为它们通常对磁场和应力等外部场表现出高响应性，同时包含自旋以外的自由度。我们使用中子散射（一种典型的量子束实验），以与宏观物理性质测量互补的方式，研究基于自旋挫败的材料的磁性和介电性质。

[专业]低温固体物理[导师]]蔡兆新教授[关键词]超导量子电路
[示例主题] ❶ 量子计算 ❷ 量子光学 ❸ 量子模拟

在我们的实验室中，我们正在研究微小约瑟夫森电路中出现的宏观量子相干性。可以在保持量子相干性的同时控制这种固态器件的超导宏观量子态。量子相干性是量子力学的本质，其研究具有新科学技术的潜力。该电路本质上是一个人造原子，可以应用于量子比特，量子比特是量子计算机和量子光学的构建块。我们将继续研究这些应用。

[专业] 理论物理 [导师] Takahiro Yamamoto 教授 [关键词] 量子输运现象、能量转换材料、纳米材料科学
[示例主题] ❶ 热电效应量子理论及其在纳米材料中的应用 ❷ 纳米空间限制水的新颖微观结构和物理性质

山本实验室利用理论物理方法、计算机模拟和人工智能，从微观角度阐明各种材料的宏观性质，探索每种材料所表现出的多样化物理现象背后隐藏的普遍性和规律。此外，基于通过这些研究获得的知识，我们的目标是从理论上设计和实现新的功能材料和高性能设备，使我们的生活更加丰富和舒适。