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ようこそ、実験統計物理学へ

私たちが目にできる大きさの物質や現象のうち、 基礎原理となる物理法則が理解できているものはどれくらいあるでしょう。 熱力学や、それに裏打ちされた統計力学は、 熱平衡状態、つまり一定一様な環境下で行きつく素朴な状態については、 深く強力な物理法則の存在を教えてくれました。 一方で、ふと周りを見回すと、自然現象には熱平衡状態にないものが無数にあります。 水や空気は、地球規模で巨大な対流を起こしています。 空や大地は、様々な模様で彩られています。 そして生物。 私たちの体内では、生体分子が様々な連携プレーで細胞機能を支えており、 細胞は協同して組織を作り、それが組み合わさって生命個体ができています。 そうした個体が集って集団となり、様々な種が絡み合う生態系をなしています。 これらはすべて、非平衡な状況で相互作用する自由度が数多く集まった結果、 マクロスケールで非自明な性質が発現している典型例と言えるでしょう。 これだけ魅力的な現象が散見されるにも拘らず、 非平衡現象を扱う熱力学・統計力学の枠組みは発展途上にあり、 その構築は現代科学に課された大きな未解決問題と言えます。

竹内研究室では、非平衡現象が織りなす統計物理法則の理解を目指し、 液晶、粉体、コロイドなどのソフトマター、 バクテリアなどの生命材料を活用して、実験研究を展開しています。 個別の現象の理解はもとより、現象に依らない共通の物理法則を抽出すること、 そのような俯瞰的な視点から物事を捉えることを目指し、 研究室単位では比較的多彩な問題を扱っているのが特徴です。 新たな題材への取り組みも積極的に行っています。 このような研究を通して、統計物理学の実験分野という、 世界的にも特徴的な分野の開拓を志しています。

具体的な研究テーマについては現在更新準備中ですが、学部1-2年生向けの研究室紹介が参考になると思います。

竹内研究室ニュース


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研究室ロゴについて

ロゴ内部は液晶の位相欠陥のSchlieren模様(本物の画像はこちら)を、外縁は液晶の位相欠陥乱流で我々が発見したKPZ界面ゆらぎ(詳細はこちら)を模しています。個々の位相欠陥が作る滑らかなSchlieren模様と、その集団が生み出す凸凹なKPZ界面を1つのロゴで表現することで、ミクロとマクロを繋ぎ、決定論的な問題と確率的な問題の統合的理解を目指す、我々の研究姿勢を表しています。また、互いに絡み合う赤と青の曲線は、実験と理論を組み合わせて現象の理解を目指す我々のアプローチを象徴しています。

ダウンロード:完全版ロゴのみ(当サイトへのリンク等にお使いください)

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