物理学系 News&Information

大熊研究室 ―研究室紹介 #7―

超伝導から非平衡現象まで

2016.09.08

物理学は、自然界に起きるさまざまな現象の中に法則性を見い出し、それを体系化していく学問です。その対象は、素粒子、原子核という極微のスケールから始まり、多彩な構造や性質をもつ原子レベルの物理、さらに我々を取り巻く宇宙まで、あらゆるものを対象にしています。物理学系の研究室では、そのほとんどすべての領域をカバーし、世界をリードする最先端の研究が行われています。

研究室紹介シリーズでは、ひとつの研究室にスポットを当てて研究テーマや研究成果を紹介。今回は、超伝導から非平衡現象まで極低温における電子物性を研究する、大熊研究室です。

大熊哲教授

研究テーマ: 物性実験、低温物理などを研究しています。

Webサイト: 大熊研究室
 研究者詳細情報（STAR Search） - 大熊哲

研究内容

超伝導をはじめ、低次元電子系や乱れた系などの極低温における電子物性を研究しています。現在はとくに、超伝導体の磁束状態（Vortex Physics）に関する問題に力を入れています。極低温下で、多様な物質の中にどんな共通した性質がみられるか、あるいはこれまで知られていないどんな新しい物理が潜んでいるかを解明することが研究の目的です。

研究詳細

大熊研研究詳細1

超伝導体の極低温、高磁場中における振舞いを調べることにより、相転移やゆらぎの物理、とくに量子効果が果たす役割を研究しています。これまでに、絶対零度極限でも凍らない磁束（ボルテックス）液体相（QVL相）が存在する強い証拠を示しました。ゆらぎが強い2次元系ではQVL相はさらに広がり、絶対零度においてボルテックス系の量子相転移を反映した新しい絶縁体相が存在することを見い出しました。これらの実験結果は、超流動4Heとのアナロジー、酸化物高温超伝導体の低温高磁場における異常な輸送現象、量子力学の根本原理に関わるような「マクロな数のボルテックスの量子トンネル現象」との関連などから注目されています。

一方、このボルテックス固体系を用いて、固体のプラスチックフロー現象や速度増大に伴う動的秩序化・動的相転移現象の研究も進めています。この研究は、大陸プレートの移動や固体の経年変形、雪崩といった自然界で広く見られる、歪み力と摩擦力を受けて駆動された固体の運動（非平衡散逸現象）の理解という物理学の基本的（難）問題の解明にもつながります。

さらに、ナノ構造超伝導体の実用化も念頭に置きながら、ナノスケールにおけるボルテックスのダイナミクスの研究も推進しています。

大熊研研究詳細2

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大熊研研究詳細3-2

学生に一言

大熊先生より: 与えられた問題が解けること（勉強）と、新しい物理や現象を見つけられること（研究）は違います。研究室では、これまでに勉強したことを研究と遊離させることなく、生かしていかなければなりません。そして、どんなにささやかなことでもよいから新しい発見をして下さい。1人でも多くの人が研究の喜びを味わってくれることを望んでいます。

メンバー紹介

教授：大熊哲
助教：金子真一、家永紘一郎
博士課程：ドブローカ・ミハイ
修士課程：井上俊規、加治哲也、峯﨑裕基、加藤宏志朗、白幡祐大
卒業研究：加藤宏志朗、白幡祐大

学生の声

学生は皆仲がよく、和気あいあいとした雰囲気が漂っています。大熊先生はよく学生室の方にいらして、いろいろな物理の話題を話して下さるので、物理的なものの考え方やその大切さを学べます。土日昼夜関係なく誰かがいることが多いので、いつでも気軽に研究室に来ることができます。研究は1人1テーマが与えられるので、思いっきり研究に没頭することができます。