
アインシュタイン問題の「帽子」が光をねじる:非周期タイルが示した未知の光学現象
一種類のタイルで非周期な平面充填を実現する「アインシュタイン問題」の解を用いた、新たな準格子構造が開発された。この構造に光を照射すると、幾何学的な性質に由来する光の渦や円偏光への特異な応答が確認され、次世代の光制御技術への応用が期待される。
日本を代表する国立大学法人。本研究においては、大学院理学系研究科の中辻知教授や有田亮太郎教授らのチームが、反強磁性体を用いた巨大なトンネル磁気抵抗効果の理論的証明を行った。

一種類のタイルで非周期な平面充填を実現する「アインシュタイン問題」の解を用いた、新たな準格子構造が開発された。この構造に光を照射すると、幾何学的な性質に由来する光の渦や円偏光への特異な応答が確認され、次世代の光制御技術への応用が期待される。

東京大学の研究チームは、真空中に浮遊させたナノ粒子を極低温まで冷却し、レーザー強度を急激に操作する「量子クエンチ」を適用した。これにより量子力学特有のゼロ点振動のノイズを回避し、従来比100倍の感度で微細な加速度を検出することに成功した。

量子物質内の電子が拮抗し合うフラストレーション状態を利用し、微小な磁場操作で電子配列をストライプ状から市松模様状へ制御することに成功した。この成果は、極低消費電力で動作する次世代の計算機やスピントロニクスデバイスの開発に繋がる道を示す。

次世代メモリ材料として期待されるカイラル反強磁性体において、膜厚を30ナノメートル以下に薄膜化し放熱を最適化することで、熱に頼らない超高速なスピン反転制御が可能となった。これにより、従来の熱緩和による速度制限を打破する道が開かれた。

シリコンの微細化限界を打破するため、二硫化モリブデンの単結晶をウェハー規模で合成する新技術が開発された。自己整合的な結晶成長と膜厚の自動停止機構により、欠陥の極めて少ない原子層厚の半導体膜が実現し、次世代デバイスの実用化に大きく前進した。

理化学研究所などの共同研究グループは、毒性のある鉛を使わない次世代太陽電池材料として、ゲルマニウム系ペロブスカイトの高品質な薄膜作製に成功した。量子幾何学効果による「シフト電流」を活用し、散乱による損失を抑えた革新的な光電変換を実現している。

東京大学の研究チームは、未知の量子演算を保存・再生する技術的課題に対し、量子メモリが古典メモリを数学的に凌駕することを証明した。これにより、情報の次元が増減するアイソメトリ演算において、古典戦略が標準量子限界に縛られる一方で、量子もつれを用いた量子戦略がより高い効率で演算を保存できる新地平を切り開いた。

東京大学の共同研究チームは、非共線型反強磁性体Mn3Snと酸化マグネシウムを積層した磁気トンネル接合において、運動量空間に生じる「幻の磁極」を利用することで、最大1000%の巨大なトンネル磁気抵抗効果を理論的に証明した。これは、外部に磁場を漏らさない反強磁性体から磁気情報を読み出すという長年の課題を解決し、超高速かつ不揮発性の次世代メモリ実現への道を開く画期的な成果である。

生命を形作る細胞は、外界と内部を隔てる細胞膜によって守られていると同時に、必要な物質だけを選別して取り込む極めて精巧なシステムを備えている。その中核を担うのが、膜に埋め込まれたタンパク質で構成される「イオンチャネル」であ […]

東京科学大学と東京大学の研究チームが、半導体技術の歴史に新たな一ページを刻んだ。室温(約300K)を遥かに超える530K(摂氏257度)という驚異的なキュリー温度を持つ強磁性半導体を開発。これは、長年「夢の技術」とされて […]

天文学と天文台の歴史は、天文学者たちが宇宙のより良い眺めを得るために、より高いところへ、より高いところへと登っていったという物語でいっぱいだ。地球上では、チリのアタカマ砂漠などが最高の場所だ。そこで、東京大学アタカマ天文 […]

2021年5月27日、アメリカ ユタ州で行われている国際共同宇宙線観測実験「テレスコープアレイ実験」で244EeV(エクサ電子ボルト)という、観測史上類を見ない超高エネルギーの宇宙線を発見した。これは、観測史上最大のエネ […]