物理学専攻談話会（セミナー）

談話会は、月1回、原則として金曜日 17:00 より、Z103 教室で開かれます。2、 3、 8、 9月は原則としてお休みです。学部学生以上、他専攻、他学部の方も対象のセミナーです。皆様の参加お待ちしています。

2018年度

講師：榎戸 輝揚 氏（京都大学 白眉センター/理学研究科 宇宙物理学教室）
日時：1月18日（金）15:30-
場所：自然科学総合研究棟３号館 125 室
題目：雷放電で拓く高エネルギー大気物理学

雷は人類が太古から知っている身近な自然現象であるにも関わず、極端な環境のため、いまだに未知物理現象が隠されている。近年雷や雷雲の中で電子が加速されて生じるガンマ線が観測できるようになり「高エネルギー大気物理学」という新分野が生まれようとしている。私達は、冬季に日本海沿岸に発生する強力な雷放電に目をつけ、宇宙Ｘ線の観測技術に加え、学術系クラウドファンディングやオープンサイエンスも活用して、地上での放射線マッピング観測を進めている。その結果、2017 年に、雷で光核反応が起きることを世界に先駆けて解明した (Enoto et al., Nature 2017)。この新しい物理分野と今後の展開への見込みを紹介したい。
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講師：武田 和行 氏（京都大学大学院理学研究科・准教授）
日時：12月6日（木）17:00-18:00
場所：神戸大学理学部　Z103教室
題目：オプトメカニクスを用いたNMR の光検出

光学（オプティクス）と力学（メカニクス）が融合した分野であるオプトメカニク スでは、光−機械ハイブリッド実験系の量子的振る舞いの研究が行われてい ます。さらに、オプトメカニクス系に電気（エレクトロニクス）も融合して、電気− 機械−光ハイブリッド系を用いて電気信号を光に変換する技術も開発されまし た。電気信号の検出に比べて、光の測定は非常に低雑音で行うことができる ため、電気信号を扱う様々な分野において計測の感度を劇的に向上する可能 性が示されました。この研究報告に大変感銘を受け、いつかこれをNMR に適 用しよう、と決めて始めたエキサイティングな研究開発（あるいはドタバタ劇）の 話をします。言える範囲内で裏話も含めて。
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講師：石野 宏和 氏（岡山大学・自然科学研究科・教授）
日時：11月30日（金）15:30-16:30
場所：神戸大学理学部　Z103教室
題目：宇宙マイクロ波背景放射偏光精密観測衛星LiteBIRD

宇宙開闢直後に発生した宇宙の大加速膨張（インフレーション）仮説は、 ビックバン理論に内在する問題を一挙に解決することができる。 インフレーションの時に時空の量子ゆらぎで発生した原始重力波の検出は その直接的な証拠になる。原始重力波は、宇宙マイクロ波背景放射 (CMB)にBモードと呼ばれる偏光を刻む。我々はこの偏光を検出するために、 科学衛星計画LiteBIRDを推進している。 本講演では、LiteBIRDについてお話しします。
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講師：二間瀬 敏史（京都産業大学理学部・教授）
日時：10月24日（水）16:00-17:00
場所：Z103 教室
題目：タイプIa型超新星のm-z関係におけるレンズ効果を用いたニュートリノ質量と暗黒エネルギーへの制限

宇宙の大規模構造はそれによる弱い重力レンズ効果によってあらゆる宇宙論的観測に影響を与え雑音となる。しかしこの雑音には宇宙論的な情報が含まれており、それを引き出すことによって重要な情報が得られる。このことをタイプＩａ型超新星の見かけの明るさと赤方偏移関係におけるレンズ効果を例にとって考察する。近い将来行われる近赤外サーベイWFIRSTやLSST(Large Synoptic Surcey Telescope)で期待される超新星のデータを用いることで、ニュートリノ質量に対して0.2eV程度や暗黒エネルギーに対する現状よりもより厳しい制限が求められることを示す。
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講師：久保徹郎 (岡山理科大学・助教)
日時：8月3日（金）17:00～18:00
場所：Z103 教室
題目：非クラマース系 Pr 化合物 PrT2Al20 における低エネルギー磁気励起の研究

近年、PrT2X20 系 (T=遷移金属、X=Zn, Al, Cd) は低温で異常な金属状態、多極 子秩序、非従来型超伝導などを示すことから盛んに研究されている。それら新奇な 現象の発現には、Pr 4f 電子の結晶場基底状態である非クラマース Γ3 二重項が 高次多極子モーメントを持つことだけでなく、強い c–f 混成効果も重要であると 考えられている [1]。 磁気双極子よりも高次の多極子 (電気四極子、磁気八極子、etc.) がもたらす多彩 な物性を理解する上で、それらによる低エネルギー励起を捉えることが重要である。 核磁気共鳴 (NMR) および核四重極共鳴 (NQR) では、電子系と相互作用する原子 核からの信号を観測することで間接的に電子系の情報を得る。電子系と原子核の相 互作用は適度に弱く、電子系を乱さずに低エネルギー励起を研究することが可能で ある。 我々は低温で非フェルミ液体的振る舞いを示す PrT2Al20 (T=Nb, Ta) [2] を対 象とし、NMR、NQR によって多極子の揺らぎを捉え、c–f 混成を明らかにするこ とを目的として研究を行っている。揺らぎや混成に関わる物理量として、原子核の 感じる内部磁場の揺らぎを反映する核スピン格子緩和率 1/T1 がある。我々は測 定から得られた 1/T1 の温度・磁場依存性から系の磁気励起を理解するため、局在 描像に基づいて結晶場モデルを用いた緩和率の計算 [3] を行っている。
[1] For review, T. Onimaru and H. Kusunose, J. Phys. Soc. Jpn. 85, 082002 (2016).
[2] R. Higashinaka et al., J. Phys. Soc. Jpn. 80, SA048 (2011); J. Phys. Soc. Jpn. 86, 103703 (2017).
[3] K. Sugawara, J. Phys. Soc. Jpn. 44, 1491 (1978).
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講師：佐藤琢哉 (九州大学・理学研究院・准教授)
日時：5月24日（木）15:10～16:10
場所：Z102 教室
題目：光で生成したスピン波の透過とエバネッセント現象の実時間イメージング

　スピン波の試料端での反射や空気ギャップでの透過現象は、マグノニック結晶中のスピン波伝播の理解のために重要である。我々は、光パルスで生成したスピン波の空気ギャップでの透過現象を、CCDカメラを用いたポンプ-プローブ法によって時間・位相分解イメージングする研究を行ってきた。実験においては、厚さ110μmのビスマス添加希土類鉄ガーネット結晶を試料として用いた。時間幅150fsの円偏光ポンプ光パルスによって逆ファラデー効果の作用で試料を励起しスピン波を生成した。一方、時間遅延したプローブ光のファラデー回転を測定することでスピン波を検出した。幅40μmの空気ギャップをはさむ2枚の試料のうち、左側の試料で生成されたスピン波が、ギャップを超えて右側の試料に透過する様子を観測した。スピン波の波長は100-200μm程度であり、これはスピン波が磁気双極子が支配的な静磁波であることを示唆している。我々はスピン波の透過率、位相シフトと、ギャップ幅の関係を詳細に調べ、Green関数を用いた数値計算およびマイクロマグネティックシミュレーションの結果との比較から、スピン波の透過におけるエバネッセント現象を確認した。
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講師：伏屋雄紀（電気通信大学・准教授）
日時：5月10日（木）17:00～18:00
場所：Z101 教室
題目：物質におけるスピン軌道結合の効果　― “ディラック”を超えた先に何が見えるか ―

　１９６４年，P. ウルフはビスマスなどスピン軌道結合の強い物質の低エネルギー状態が，相対論的量子力学におけるディラック方程式と等価な方程式で記述されることを見いだした．現在では，グラフェンやトポロジカル絶縁体，ワイル電子系の爆発的な研究と相まって，物質中ディラック電子の研究は著しい展開を見せている．ただし，電子の運動がディラック方程式で記述されるのは，無数にあるエネルギーバンドのうち２つのみを考えた場合だけである．多数のバンドがスピン軌道結合によって複雑に絡み合ったとき，これまで予想できなかった新たな物性が生じる．本講演では，そうした「ディラック近似」の先に見える新しい現象（異常ゼーマン効果，１００％バレー分極，トポロジカルに非自明な表面状態）について，最近の研究成果を紹介する．
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講師：中村輝石（神戸大学・理学研究科・学振特別研究員PD）
日時：4月23日（月）17:00～18:00
場所：Z103 教室
題目：キセノンガス検出器で開拓する稀事象探索

　ニュートリノはマヨラナか、否か。この問題に決着をつけられるほぼ唯一の 手段がニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊（0νββ）探索実験である。 京大を中心とするAXELグループでは、高圧キセノンガスを用いて、大質量・ 高エネルギー分解能・強いバックグラウンド除去能力の３つを兼ね備えた 検出器を0νββ探索に向けて開発している。本講演では、二重ベータ崩壊 探索および、AXEL実験、さらに個人的にはまっている到来方向に感度を持つ 暗黒物質探索への応用について述べたい。
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