東京大学研究Discovery Saga

東京大学大学院理学系研究科の藤橋裕太特任助教、石崎章仁教授と、電気通信大学大学院情報理工学研究科基盤理工学専攻博士前期課程2年（研究当時）の磯大空氏、同専攻清水亮介教授の共同研究チームは、既存の単一光子検出技術で実装可能な、量子もつれ光子対を用いた新しい時間分解量子分光法を提唱しました。本研究では、この量子分光法が主に二つの利点をもつことを理論的に示しました。第一に、量子もつれ光子対がもつ時間・周波数相関を利用することで、従来の古典光による二次元分光法で必要とされてきた複数の超短レーザーパルスの精密な遅延制御を行わなくても、二次元スペクトル情報を取得できます。第二に、信号検出に蛍光...

キーワード：電気通信/位置情報/量子計算/パルス/高エネルギー/時間分解/時間分解分光/非線形/非線形光学応答/量子もつれ/量子光学/量子相関/量子通信/ノイズ/保存則/スペクトル/検出器/分光器/励起状態/励起状態ダイナミクス/赤外分光/分子ダイナミクス/物理化学/励起エネルギー移動/光合成/パルスレーザー/エネルギー移動/可視光/単一光子/超短パルス/非線形光学/分光計測/計測技術/電子状態/シミュレーション/ダイナミクス/レーザー/光計測/周波数/量子力学/SPECT/同時計数/生体分子

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発表日：2026年4月18日

0.1mmの雪粒子成長の取り扱いでスーパー台風の強さが変わる

―スーパー台風の予測改善に向けた発達メカニズムの実証―

東京大学大学院理学系研究科／大気海洋研究所の韮澤雄太朗大学院生と、海洋研究開発機構環境変動予測研究センターの清木達也主任研究員らによる研究グループは、雲粒子の衝突成長モデリングを高精度化することで、台風最発達期における中心気圧が統計的有意に低下し、スーパー台風の数値シミュレーション結果が現実に近づいたことを示しました。台風予測は初期値に強く依存するため、数値モデリングの改善とシミュレートされた台風強度との因果関係を説明することは困難でした。本研究では、スーパー台風の発達強化が偶然によるものではなく、雪雲粒子成長が放射...

キーワード：スーパーコンピュータ/海洋/環境変動/モンスーン/因果関係/温室効果/気候モデル/気候変動/数値モデリング/地球観測/北西太平洋/数値シミュレーション/西太平洋/熱収支/シミュレーション/シミュレータ/モデリング/妥当性/予測モデル

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発表日：2026年4月14日

【共同発表】降水・水蒸気・海水の同位体から水循環の履歴を読み解く気候モデル「MIROC6-iso」を開発

―年々変動の再現性向上、観測データのない地域や時代の気候復元が可能に―（発表主体：中央大学）

中央大学の李一帆助教、千葉大学環境リモートセンシング研究センターの岡崎淳史准教授、東京大学生産技術研究所のコクヮンアレクサンドル特任助教、芳村圭教授からなる研究グループは、水の同位体注1）を気候モデル注2）MIROC6 に導入し、日本初となる、大気・陸・海洋・海氷を結合した水同位体気候モデル「MIROC6-iso」を開発しました。　水の同位体とは、地球上の水にわずかに含まれる重い同位体を含んで構成される水分子のことで、蒸発や凝結の際に少しずつ選り分けられるため、水循環の履歴を示す自然の目印として利用できます。...

キーワード：スーパーコンピュータ/不確実性/海氷/極域/空間分布/温室効果ガス/海洋/地球温暖化/拡散過程/水分子/アジアモンスーン/エルニーニョ/モンスーン/安定同位体/鉛直混合/温室効果/海面水温/海洋堆積物/気候モデル/気候変動/古気候/酸素同位体/酸素同位体比/水蒸気/全球気候モデル/堆積物/大気海洋結合モデル/大気大循環/同位体/同位体分別/時間変動/重水素/大気大循環モデル/同位体比/氷床コア/生産技術/空間構造/熱力学/シナリオ/シミュレーション/シミュレータ/センシング/トリチウム/リチウム/リモートセンシング/境界条件/相変化/大規模計算/生態系/水収支/水循環/土地利用/土地利用変化/温暖化/将来予測/標準化

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発表日：2026年4月8日

抗菌ペプチドの「ダブル協奏効果」の原理を解明

――薬剤耐性菌に対抗する次世代抗菌薬設計に一つの可能性――

私たちの体内には、細菌と戦う自然免疫の分子として「抗菌ペプチド」が存在します。なかでも LL-37 と HNP1 は代表的な2種類であり、単独でも抗菌活性を示しますが、両者を組み合わせることで抗菌活性が増強されると同時に、ヒト細胞に対する細胞毒性が低減される現象について、東京大学生産技術研究所杉原研究室はこれまでに「ダブル協奏効果」として報告してきました。　今回、東京大学生産技術研究所の杉原加織准教授らの研究グループは、全反射蛍光顕微鏡（TIRF）、蛍光共鳴エネルギー移動（FRET）、核磁気共鳴（NMR）、分子動力学（MD）シミュレーションを組み合わせた解析により...

キーワード：人工知能（AI）/磁気共鳴/水溶液/両親媒性/抗菌ペプチド/静電相互作用/二分子膜/両親媒性分子/ベシクル/脂質二分子膜/生産技術/蛍光共鳴エネルギー移動/エネルギー移動/選択性/シミュレーション/界面活性剤/動力学/分子動力学/脂質膜/抗菌活性/MDシミュレーション/全反射蛍光顕微鏡/細胞膜/細胞毒性/分子機構/FRET/アミノ酸/リン脂質/核磁気共鳴/凝集体/蛍光顕微鏡/蛍光標識/抗菌薬/抗生物質/自然免疫/腎障害/生体分子/生体膜/多剤耐性/多剤耐性菌/副作用/臨床試験/細菌/脂質/薬剤耐性

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発表日：2026年4月7日

アコヤガイ靭帯のバイオミネラルペプチドLICPがアラゴナイトの成長方向を制御する仕組みを解明

―炭酸カルシウム分散粒子を用いた新規溶液NMR手法で、固体表面上のペプチド構造変化を高分解能に可視化―

　東京大学大学院農学生命科学研究科・応用生命化学専攻の鈴木道生教授らの研究グループは、炭酸カルシウム分散粒子を用いた新規の溶液NMR (核磁気共鳴)立体構造解析手法により、バイオミネラルペプチドLICP (ligament intracrystalline peptide) によるアラゴナイトナノファイバー形成の分子機構を分子レベルで解明しました。発表内容　生物がつくる鉱物(バイオミネラル)は、単に無機結晶が沈殿しているだけではありません。生物は、バイオミネラルタンパク質などの有機分子を介した有機無機相互作用によって結晶成長をコントロールし、結晶に強度・靭性・柔軟性とい...

キーワード：リベラルアーツ/原子核/磁気共鳴/準安定/異方性/芳香環/固体NMR/X線結晶構造解析/結晶構造解析/有機分子/ファイバー/原子分解能/バイオミネラル/共結晶/固体表面/じん性/ナノファイバー/シミュレーション/ナノスケール/結晶化/結晶成長/炭酸カルシウム/電子顕微鏡/動力学/微細構造/分解能/分子動力学/有機物/カルシウムイオン/生体内/X線結晶構造/結晶構造/アコヤガイ/アラゴナイト/バイオミネラリゼーション/二枚貝/MDシミュレーション/クライオ電子顕微鏡/プロトン/SPECT/高分解能/分子機構/in vitro/アミノ酸/カルシウム/グルタミン酸/核磁気共鳴/官能基/蛍光顕微鏡/蛍光標識/構造変化/立体構造/立体構造解析

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発表日：2026年4月7日

2週間の予測精度の壁に挑む

――過去予測を選んで利用する中期気象予測手法「LEAS」を開発――

米国ジョージ・メイソン大学のPaul A. Dirmeyer特別教授と東京大学生産技術研究所の徳田大輔特任講師の研究チームは、1〜5週間先の気温予測を改善する新しい手法を開発しました。この方法は、追加の数値計算を行うことなく、既存の予測データを効果的に活用することで予測精度を高めるものです。　数週間先を対象とする中期予測（Subseasonal-to-seasonal; S2S予測）は、短期天気予測と季節予測をつなぐ重要な領域です。しかし、その予測精度は大気のカオス性により約2週間を境に急速に低下することが知られています。本　研究では、過去の予測の中から現在の状況を最...

キーワード：予測誤差/機械学習/最適化/不確実性/海洋/カオス/気候モデル/予測可能性/数値シミュレーション/数値計算/生産技術/シミュレーション/スキル/予測モデル

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発表日：2026年4月2日

複雑対称性をもつ格子を自在に組み上げる新原理

―双対対称性誘導（Dual-Symmetry-Guided）法の確立―

東京大学先端科学技術研究センターの田中肇特任研究員／東京大学名誉教授、復旦大学のタンペン教授のグループ、南京大学のマーユーチャン教授らとの国際共同研究により、複雑な回転対称性をもつ格子構造を、単純な等方的粒子間相互作用のみで自己組織化させる新しい理論原理「...

キーワード：視認性/トラスト/複雑性/タイリング/BEC/トポロジー/幾何学/対称性/超固体/超流動/閉じ込め/周期性/相転移/内部構造/数値シミュレーション/構造形成/自己組織/弾性率/トレードオフ/トポロジカル/静電相互作用/材料科学/テンプレート/バンドギャップ/フォトニクス/リソグラフィー/光通信/準結晶/双極子/波動伝播/コロイド粒子/メタマテリアル/アモルファス/材料設計/電子状態/コロイド/シミュレーション/センサー/トラップ/レーザー/機能性材料/屈折率/結晶化/光センサー/構造設計/自己修復/周波数/半導体/半導体レーザー/非接触/力学的特性/光ピンセット/機能性/干渉効果/結晶構造/組織化/可塑性/生体分子

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発表日：2026年3月31日

光の干渉で「被らない」選択

～相談なしでも資源を上手に分ける新しい光情報処理～

東京大学大学院情報理工学系研究科の小中康平大学院生（博士課程）、レームアンドレ特任准教授、巳鼻孝朋助教、堀﨑遼一教授らによる研究グループは、早稲田大学川西哲也教授が代表である学術変革領域研究(A)「光の極限性能を生かすフォトニックコンピューティングの創成」プロジェクトにおいて、量子光学を利用して、2人の利用者が限られた資源を取り合う状況で、互いに相談しなくても衝突を避けられる新しい手法を提案しました。さらに、この手法が有効に働くことを数値シミュレーションで確認しました。...

キーワード：コンピューティング/強化学習/軌道角運動量/量子干渉/量子光学/埋め込み/数値シミュレーション/シミュレーション/光情報処理/資源配分

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発表日：2026年3月31日

熱帯の火山噴火によりアジアモンスーン地域において干ばつが連鎖する仕組みを解明

―シルクロードテレコネクションがアジアモンスーン地域の干ばつを連鎖―

◆ 熱帯での大規模火山噴火の後、南アジアと東アジア北部で夏季モンスーン干ばつが連鎖的に発生するメカニズムを解明しました。◆ 樹木年輪と気候モデルシミュレーションを組み合わせた過去数世紀にわたる解析により、火山噴火による寒冷化が南アジアのモンスーン降水を弱め、その影響が偏西風ジェットに沿って東へ伝わる「シルクロードテレコネクションパターン」という遠隔影響パターンを介して、東アジアの降水を抑制することが明らかとなりました。 ◆ 本研究により熱帯の火山噴火後に広域干ばつが生じる大気メカニズムが明らかになり、将来の大規模火山噴火後に生じる水文気候...

キーワード：対流圏/火山噴火/海洋/アジアモンスーン/エルニーニョ/テレコネクション/モンスーン/気候モデル/気象学/古気候/成層圏/地球観測/衛星/時間変動/太陽/シミュレーション/相変化/振動現象/ユーラシア/水資源/水循環/資源管理/イミン

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発表日：2026年3月16日

気象学と制御工学の協奏で探る台風制御可能性

―現実的な台風抑制技術の発見に向けた第一歩―

東京大学大学院工学系研究科の澤田洋平准教授、大阪大学大学院工学研究科の橋本和宗准教授らによる研究グループは、台風のような激しい気象を変化させるのに有効な人工的な小さな介入をシミュレーションによって探る新しい手法を開発しました。本研究ではアンサンブルカルマン制御という新しい数理手法を用いることで、台風の制御可能性を探索するコンピュータシミュレーションを行いました。本手法は制御工学の数理を活用し、目標を設定すると自動的に最適な介入を設計することができる、先行研究にはないまったく新しいものです。シミュレーションの結果、台風の中心から250km程度離れた場所の大気最下層から、...

キーワード：データ駆動/情報通信工学/クラウド/社会的意思決定/情報通信/カオス/気象学/水蒸気/社会基盤/カルマンフィルタ/シミュレーション/ロボット/ロボット制御/制御工学/制御理論/ドライアイ

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発表日：2026年3月12日

受容体の活性化サイクルの網羅的可視化

―時間分解構造解析により明らかになったGPCRのGタンパク質選択性と2つのGタンパク質活性化経路―

東京大学先端科学技術研究センターの加藤英明教授と、京都大学大学院薬学研究科の井上飛鳥教授、明治大学理工学部の光武亜代理准教授、京都大学大学院生命科学研究科の角野歩准教授らによる研究グループは、ヒトの生理機能調節に深く関わり、創薬上重要な標的でもあるGタンパク質共役型受容体（GPCR）について、そのGタンパク質活性化メカニズムの詳細を明らかにしました。　細胞の表面には、ホルモンや神経伝達物質など外からの...

キーワード：時間分解/分子動力学シミュレーション/タンパク質複合体/神経ペプチド/結合状態/選択性/シミュレーション/センシング/原子間力顕微鏡/電子顕微鏡/電子顕微鏡観察/動力学/分子動力学/機能性/脂質膜/リン酸/変異体/クライオ電子顕微鏡/高速原子間力顕微鏡/機能解析/細胞膜/ホルモン/神経伝達物質/生理機能/GPCR/Gタンパク質/Gタンパク質共役型受容体/RNA/ヘリックス/受容体/創薬/培養細胞/副作用/血圧/脂質/睡眠/網羅的解析

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発表日：2026年3月3日

光と二酸化炭素を利用した組換えタンパク質生産システム “シゾン・ピュア”

ー藻類シゾンを用いた高効率な組換えタンパク質精製システムの確立ー

東京大学大学院理学系研究科の茂木祐子特任助教、吉田大和准教授、琉球大学研究基盤統括センターの八木沢芙美准教授らによる研究グループは、単細胞紅藻シゾンを用いて、組換えタンパク質を高効率・高純度で得るタンパク質生産システム“シゾン・ピュア”を確立しました。本研究では、...

キーワード：オープンアクセス/ワークフロー/最適化/品質管理/デルタ/環境変化/光エネルギー/バクテリア/人工DNA/タンパク質合成/相同組み換え/翻訳開始/Cyanidioschyzon merolae/オルガネラ/光合成/核ゲノム/質量分析/タンパク質精製/蛍光観察/電気泳動/高温環境/自律性/発光ダイオード（LED）/シミュレーション/モーター/環境負荷/生産システム/生産性/二酸化炭素/有機物/組み換え/モデル生物/リボソーム/遺伝子改変/ゲノム構造/リン酸/タンパク質翻訳/形質転換/細胞壁/微細藻類/プロファイリング/遺伝子操作/プロモーター/機能解析/細胞膜/免疫沈降/免疫沈降法/ベクター/蛍光タンパク質/染色体/mRNA/大腸/ゲノム編集/凍結保存/RNA/クロマトグラフィー/トランスクリプトーム/ヘリックス/ミトコンドリア/ラット/遺伝子導入/遺伝子発現制御/抗生物質/細胞核/細胞周期/細胞増殖/細胞内局在/細胞培養/相互作用解析/大腸菌/転写因子/発現制御/膜タンパク質/ウイルス/ゲノム

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発表日：2026年2月27日

対称性による量子測定アルゴリズムの加速を発見

―誤り耐性量子シミュレーションの実用化に向けて―

東京大学大学院工学系研究科の小泉勇樹大学院生、同大学素粒子物理国際研究センターの吉岡信行准教授、慶應義塾大学大学院理工学研究科の和田凱渡大学院生、大阪大学量子情報・量子生命研究センターの水上渉教授らによる研究グループは、量子コンピュータの計算対象が従う対称性を活用し、多数の物理量を効率的かつ高精度に測定する量子アルゴリズムを開発しました。これまでの測定手法においては、量子力学的な理論限界である「ハイゼンベルク限界」を達成する高精度測定が実現できても、現実的な実行コストが膨大になってしまう、という問題がありました。本研究では、測定対象となる物理量が、共通...

キーワード：量子アルゴリズム/ベンチマーク/アルゴリズム/タスク/量子計算/ハバード模型/強相関電子/強相関電子系/高エネルギー/対称性/電子相関/物性物理/量子コンピュータ/量子シミュレーション/量子化/量子情報/量子相関/量子測定/量子多体系/スケーリング/素粒子/素粒子物理/量子化学/モリブデン/金属クラスター/窒素固定/強相関/シミュレーション/スピン/量子力学/きのこ

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発表日：2026年2月21日

単層の氷の構造を初めて可視化

―渦状に並んだ水分子がつくるフェロアキシャル秩序を実証―

国立大学法人静岡大学国立大学法人東京大学国立大学法人岡山大学国立大学法人広島大学公益財団法人高輝度光科学研究センター学校法人東京理科大学国立大学法人東海国立大学機構名古屋大学学校法人芝浦工業大学研究のポイント◆鉱物中に閉じ込められた単層の水分子(単層氷)が研究の舞台◆ハニカム格子上に並んだ水分子は室温で定まった方向を向かずに回転◆低温で水分子が渦状に並んだ、フェロアキシャル秩序状態の新しい氷を発見本研究では、2次元に閉じ込められた水分子の秩序構造を、放射光X線回折と分子動力学計算によって調べ...

キーワード：フレームワーク/フラストレーション/幾何学/水分子/多極子/電気分極/閉じ込め/SPring-8/X線回折/放射光/放射光X線/双極子/秩序構造/単結晶/3次元構造/シミュレーション/動力学/分子動力学/結晶構造/ナノテクノロジー/バイオテクノロジー/分子動力学計算

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発表日：2026年2月21日

水の表面張力の「異常」の正体を解明

―界面で競合する水素結合秩序が引き起こす新しい物理機構―

　東京大学先端科学技術研究センターの田中肇特任研究員/東京大学名誉教授、ユアンジャシン特任研究員（研究当時;現香港科技大学（広州）教授）、北京師範大学のスンガン教授、チウクン大学院生らの研究グループは、水の表面張力が低温で示す非単調な温度依存性すなわち一度増加が鈍った後に再び急激に増大する「再入的な挙動」の微視的起源を、分子構造と...

キーワード：トポロジー/準安定/水素結合ネットワーク/水分子/対称性/分子動力学シミュレーション/臨界点/エントロピー/異方性/雲物理/核形成/相転移/分子構造/分子配向/過冷却/結合状態/対称性の破れ/前駆体/双極子/温度依存性/熱力学/局所構造/シミュレーション/結晶化/水素原子/動力学/表面張力/分子動力学/ゆらぎ/力学的性質/rho

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発表日：2026年2月19日

死細胞の核からDNAを抽出し、免疫応答を惹起

――ヌクレオサイトーシスの発見――

免疫細胞が死んだ細胞の核からDNAを抽出して免疫応答を惹起する現象を発見し、「ヌクレオサイトーシス」と名付け、その誘導機構を解明しました。ヌクレオサイトーシスを誘導するヒドロキシクロロキン等の物質を同定しました。LCI-S等により、ヌクレオサイトーシスやIFN-β産生の可視化に成功しました。...

キーワード：スーパーコンピュータ/生細胞/両親媒性/キャリア/シミュレーション/セルソーター/一細胞/突起伸長/SARS-CoV-2/全身性エリテマトーデス/GM-CSF/アジュバント/インターフェロン/骨髄細胞/細胞間相互作用/腫瘍学/パンデミック/新型コロナウイルス/骨髄/病態解明/RNA/カチオン/キナーゼ/ファージ/マウス/マクロファージ/リガンド/リソソーム/幹細胞/細胞死/細胞治療/自己免疫/自己免疫疾患/阻害剤/創薬/低分子化合物/免疫応答/免疫学/免疫細胞/立体構造/ウイルス/サイトカイン/ヘルスケア/マラリア/ワクチン/遺伝学/遺伝子/遺伝子発現/疫学/疫学研究/感染症

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発表日：2026年2月14日

東京大学とちとせ研究所、抗体医薬品製造プロセスのデジタル設計に新展開

―自動化実験データをフル活用した培養工程の数理モデル構築―

東京大学大学院工学系研究科化学システム工学専攻の根本耕輔大学院生、吉山有希大学院生、林勇佑助教、バドラサラ准教授、杉山弘和教授、ちとせグループの中核法人である株式会社ちとせ研究所の森笹瑞季研究員、岩渕順真研究員らの研究グループは、モノクローナル抗体（Monoclonal antibody：mAb）製造の培養工程について、目的生成物の抗体や複数の不純物の濃度を、広範な培養条件で精度良く予測できる新規数理モデルを構築しました。本モデルにより、好適な培養条件をシミュレーションで特定できることを示しました。がんやアルツハイマー病などの重病治療において重要な役...

キーワード：統計モデル/データ駆動/オープンアクセス/最適化/並列化/酸素濃度/溶存酸素/数理モデリング/生細胞/グルコース/メンタルモデル/プロセス設計/マネジメント/リスクマネジメント/反応速度/システム工学/シミュレーション/モデリング/モデル化/自動化/物理モデル/変異体/ステークホルダー/モノクローナル抗体/アルツハイマー病/バイオ医薬品/ラット/抗原/抗体医薬/創薬/抗体/細菌

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発表日：2026年2月14日

「水の同位体」を用いて地球の水循環を精密に可視化

――国際モデル比較プロジェクト WisoMIP による世界初の標準化解析――

東京大学生産技術研究所の芳村圭教授、奉協力研究員、コクワン特任助教、千葉大学環境リモートセンシング研究センターの岡崎淳史准教授、中央大学の李一帆助教、気象庁気象研究所の田上雅浩主任研究員らが参画する国際研究チームは、地球上の水循環を追跡可能な「水の同位体」を組み込んだ気候モデルを用いて、10年以上前に行われたモデル間比較研究よりも規模が格段に拡大した国際モデル比較プロジェクト WisoMIP を実施しました。水の同位体とは、地球上の全ての水に僅かに含まれる「見えない水の色」のようなものであり、過去の気候変動の原因解明や将来予測の高精度化のための最重要の手が...

キーワード：不確実性/海氷/気候変化/極域/空間分布/温室効果ガス/海洋/水分子/エルニーニョ/温室効果/海面水温/気候モデル/気候変動/古気候/酸素同位体/酸素同位体比/水蒸気/大気循環/大気大循環/同位体/同位体分別/衛星/衛星観測/重水素/大気大循環モデル/同位体比/赤外分光/質量分析/生産技術/熱力学/シミュレーション/センシング/トリチウム/リチウム/リモートセンシング/境界条件/質量分析計/相変化/セルロース/水循環/土地利用/土地利用変化/比較研究/温暖化/将来予測/標準化

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発表日：2026年2月14日

2022～2023年に観測された地球エネルギー吸収の急増の要因を解明

―3年続いたラニーニャ現象からエルニーニョ現象への遷移がカギ―

　東京大学先端科学技術研究センターの土田耕特任研究員と小坂優准教授、北海道大学大学院理学研究院の見延庄士郎教授の研究グループは、2022～23年に観測された地球全体のエネルギー吸収の急増の要因を解明しました。　地球は太陽放射を吸収し、赤外放射を宇宙空間に放出することで、エネルギーのバランスを保とうとしますが、吸収が放出を上回る状態が持続すると地球温暖化をもたらします。本研究では、2022～23年の地球エネルギー吸収の急増に対し、先行して3年続けて発生した...

キーワード：オープンデータ/温室効果ガス/海洋/地球温暖化/エルニーニョ/異常気象/温室効果/気候モデル/気候変動/大気海洋結合モデル/大気循環/衛星/衛星観測/太陽/反射率/エネルギー吸収/シナリオ/シミュレーション/エネルギー収支/温暖化/将来予測/イミン

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発表日：2026年2月14日

結晶のような新しいガラスの秩序状態を発見

―対称性を破らずに結晶の性質をもつ「理想非結晶」を実現―

　東京大学端科学技術研究センターの田中肇名誉教授らの研究グループは、中国科学技術大学、復旦大学などとの国際共同研究により、従来の「結晶―非晶質」という枠組みを超える新しいガラスの秩序状態「理想非結晶（Ideal Noncrystals）」を発見しました。固体は通常、周期構造をもつ結晶か、無秩序な構造をもつガラス（非晶質）に分類されます。1980年代には、周期性をもたないにもかかわらず長距離方位秩序をもつ...

キーワード：最適化/自由エネルギー/コヒーレント/幾何学/相関関数/対称性/閉じ込め/揺らぎ/エントロピー/ガラス転移/スケーリング/異方性/周期性/相分離/内部構造/スペクトル/モンテカルロ法/数値シミュレーション/密度ゆらぎ/ジエン/高分子/対称性の破れ/熱物性/フォノン/準結晶/状態密度/非晶質/せん断/秩序構造/透明性/熱力学/アモルファス/金属ガラス/材料設計/コロイド/シミュレーション/結晶化/構造最適化/周波数/振動モード/耐食性/動力学/熱伝導/熱伝導率/ガラス状態/結晶構造/ゆらぎ

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発表日：2026年2月10日

月の土壌粒子中の空隙がH₂O分子を生み出す場所だった

東京大学大学院理学系研究科の庄司大悟特任研究員は、月の表面で水（特にH2O）がどのように生まれるのかという長年の謎について、月の土壌粒子の内部構造に着目した新たなメカニズムをシミュレーションによって明らかにしました。月の表面にはOH（ヒドロキシ基）やH2Oの形で水が存在していることが、さまざまな観測によって示唆されています。水の起源としては、マグマ中に含まれていたものや、隕石によって運ばれてきたものなど、いくつ...

キーワード：資源利用/原子核/水分子/陽子/マグマ/内部構造/太陽/太陽風/惑星/惑星科学/隕石/ケイ素/アルミニウム/シミュレーション/トラップ/ナノメートル/水素原子/動力学/分子動力学/水資源/土壌/カルシウム

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発表日：2026年2月3日

硬さのむらがつくる結晶表面のしわ模様

──柔らかな多孔性結晶にて生じる新奇な異常動的スケーリング則──

　東京大学大学院総合文化研究科の光元亨汰助教と、鳥取大学大学院工学研究科の高江恭平准教授らによる研究グループは、金属有機構造体(Metal-Organic Framework; MOF) などの柔らかな多孔性材料において、分子吸着に伴って生じる「弾性の不均一性（硬さの違い）」が、吸着の進行過程と形状変化を支配することを、理論モデルに対するコンピュータシミュレーションによって明らかにしました。分子が吸着すると結晶の一部分のみが硬く（または柔らかく）なり、周囲との硬さに差が生じます。本研究では、この硬さの差が、不均一な応力を生み出し、硬い領域に挟まれた柔らかい表面に「しわ」を形成...

キーワード：スケーリング則/統計物理/統計物理学/スケーリング/多孔性結晶/高分子/多孔性配位高分子/配位高分子/有機分子/金属有機構造体/分子吸着/ガスセンサー/材料設計/ガス分離/シミュレーション/センサー/センシング/ダイナミクス/環境問題/金属イオン/二酸化炭素/生体内/結晶性/不均一性

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発表日：2026年2月2日

B型肝炎ウイルスが肝臓の受容体を認識するユニークな段階的相互作用を解明

　国立健康危機管理研究機構国立感染症研究所治療薬開発研究部の小林ちさ博士(当時：東京理科大学大学院創域理工学研究科大学院生)、渡士幸一部長らは、横浜市立大学大学院生命医科学研究科浴本亨助教、池口満徳教授、朴三用教授、東京大学大学院総合文化研究科大岡紘治特任助教、新井宗仁教授、神戸医療産業都市推進機構、国立感染症研究所ウイルス第二部、東京大学大学院新領域創成科学研究科、京都大学大学院医学研究科、フランストゥール大学、理化学研究所らと共同で、ウイルス学、構造生物学、計算科学、統計力学の多分野融合解析により、B型肝炎ウイルス(HBV)のユニークな受容体認識機構を解明しました...

キーワード：危機管理/統計力学/分子動力学シミュレーション/構造形成/ロイシン/トランスジェニック/力学モデル/シミュレーション/トンネル/動力学/分子動力学/組み換え/ドッキング/輸送体/遺伝子組み換え/病原性/ウイルス学/肝炎/細胞膜/肝がん/肝硬変/肝疾患/B型肝炎ウイルス(HBV)/アミノ酸/トリプトファン/マウス/肝細胞/肝細胞がん/抗ウイルス薬/抗原/構造生物学/受容体/胆汁酸/ウイルス/ワクチン/遺伝子/感染症/公衆衛生/脂質

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発表日：2026年2月2日

双対性が解き明かす「非可逆対称性に守られたトポロジカル相」

ー新たな量子相の分類と構成法ー

南デンマーク大学のWeiguang Cao（ウェイグァン・ツァオ）研究員、東京大学大学院理学系研究科物理学専攻および東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構（Kavli IPMU, WPI）の山崎雅人（やまざきまさひと）教授、ゲント大学（論文発表時、現在ペンシルバニア州立大学）のLinhao Li（リンハオ・リー）研究員らによる研究グループは、「双対性（duality）...

キーワード：量子計算/トポロジカル相/自発的対称性の破れ/対称性/物性物理/量子コンピュータ/量子シミュレーション/素粒子/素粒子物理/トポロジカル/対称性の破れ/量子デバイス/シミュレーション

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発表日：2026年1月30日

縄文人の人口、縄文時代のはじまりに急増

ー古人骨由来ミトコンドリアDNA配列から独自の人口史に迫るー

東京大学大学院理学系研究科の太田博樹教授と吉田光希大学院生、脇山由基大学院生らによる研究グループは、縄文人のゲノム情報から、縄文人の集団史および人口動態を明らかにしました。本研究では、本研究グループが新たに全塩基配列...

キーワード：ネットワーク解析/情報学/人口動態/先史時代/人口増加/突然変異/日本列島/塩基配列/ミトコンドリアDNA/核ゲノム/旧石器時代/古人骨/古代DNA/縄文時代/縄文人骨/シミュレーション/ユーラシア/遺伝的多様性/集団遺伝学/ゲノム情報/mtDNA/ゲノム解析/ミトコンドリア/ゲノム/遺伝学/遺伝子

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発表日：2026年1月30日

粒状物質の摩擦の二重の役割を解明

―摩擦が安定化と流動化をもたらす非平衡力学の新原理―

　東京大学先端科学技術研究センター田中肇名誉教授らの研究グループは、粒状物質が準静的な繰り返しせん断変形を受けた際に示す力学的エイジングと流動化のメカニズムを、大規模数値シミュレーションにより解明しました。　砂や粉体、穀物、土壌などに代表される粒状物質は、日常生活から産業・自然現象に至るまで極めて広く存在してい...

キーワード：粉体工学/クラスタリング/準安定/準安定状態/非平衡/非平衡ダイナミクス/非平衡系/数値シミュレーション/過冷却/せん断/状態図/クリープ/コロイド/シミュレーション/ダイナミクス/ひずみ/金属材料/地盤工学/摩擦係数/ガラス状態/土壌/エイジング/ゆらぎ/日常生活/不均一性/力学的性質/老化

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発表日：2026年1月26日

高校生はコロナ禍で抑うつになりにくくなっていた？

～心の変化を“地形図”で可視化、集団傾向を数理的に解析～

東京在住の高校生から取得した抑うつ注1）に関するアンケートに対して、エネルギー地形解析注2）を適用して「抑うつのエネルギー地形図」として解析した結果、先行研究と同様に集団全体の傾向としてコロナ禍で抑うつになりにくくなっていたことを示した。層別化解析注3)により、抑うつスコアが低く安定なグループと高く不安定なグループを特定し、両グループでコロナ禍による抑うつへの影響が異なることを示した。脳発達データ(経時的な頭部MRI検査注4))の比較から、脳...

キーワード：無作為抽出/AI/インテリジェンス/機械学習/時系列データ/情報学/人工知能（AI）/認知科学/オンライン授業/環境変化/産学連携/数理科学/揺らぎ/内部構造/行動特性/コロナ禍/生活様式/ケーススタディ/アンケート調査/シミュレーション/動特性/インフォマティクス/脳発達/生態学/精神医学/脳神経科学/パンデミック/感染症対策/眼球運動/骨折/思春期/MRI/神経科学/うつ/うつ病/コホート/感染症/新型コロナウイルス感染症/精神疾患/放射線/抑うつ

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発表日：2026年1月22日

テンソルツリーによる生成モデル構築のスキーム

―生物系統樹など、因果関係の解明が可能―

東京大学物性研究所　赤松克哉特任研究員（研究当時：大学院理学系研究科博士後期課程）、同　川島直輝教授、京都大学大学院情報学研究科　原田健自助教、東京大学大学院理学系研究科　大久保毅特任准教授の共同研究チームは、生成モデリングの代替パラダイムとして、対象確率分布をモデル化する単層非負値適応テンソルツリー（NATT）の構造最適化スキームを提案した。NATTスキームは、テンソルツリー形式で表現できる確率分布関数のうち、与えられたサンプルの集合に最も適合するものを求めるためのものである。個々のサンプルは多数の...

キーワード：ベンチマーク/情報量/生成モデル/AI/スーパーコンピュータ/ニューラルネットワーク/ベイジアンネットワーク/画像認識/機械学習/最適化/情報学/人工知能（AI）/テンソルネットワーク/多体問題/物性理論/因果関係/内部構造/波動関数/系統樹/ミトコンドリアDNA/HPC/シミュレーション/ニューラルネット/ネットワーク構造/モデリング/モデル化/モビリティ/構造最適化/相互情報量/ミトコンドリア

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発表日：2026年1月21日

EarthCARE衛星で雲内部の鉛直運動を検証する時代を拓く

―衛星観測データと高解像度全球雲解像モデルの相補的活用が示す展望―

東京大学大気海洋研究所、宇宙航空研究開発機構、九州大学応用力学研究所の合同研究グループは、2024年5月に打ち上げられた EarthCARE衛星に搭載された雲プロファイリングレーダーCPRと、高解像度全球雲解像モデルNICAMを用いた比較研究を行いました。当研究は、これまで容易ではなかった雲の中の鉛直方向の運動評価を衛星観測とモデル「NICAM」の組み合わせによって明らかにし、将来の気候予測や、豪雨などの極端現象の予測高度化に貢献するもので...

キーワード：スーパーコンピュータ/情報通信/不確実性/海洋/雲物理/気候モデル/水蒸気/地球観測/データ解析/衛星/衛星観測/数値シミュレーション/シミュレーション/シミュレータ/マイクロ/マイクロ波/航空機/周波数/人工衛星/数値モデル/大気現象/比較研究/衛星データ/プロファイリング

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発表日：2026年1月20日

スーパーコンピュータ「富岳」で台風の発達期を初めて100m刻みで再現

台風は日本を含む世界各地で大きな被害をもたらします。どれくらい強くなるか、いつ急に強くなるかといった正確な予測はいまなお難しい課題です。東北大学大学院理学研究科の伊藤純至准教授、櫻井勇太朗大学院生（研究当時）、Leia P. S. Tonga大学院生、東京大学大気海洋研究所の新野宏特任研究員（東京大学名誉教授）、慶應義塾大学環境情報学部の宮本佳明准教授らの研究グループは、スーパーコンピュータ「富岳」を使って、1つの台風が弱い渦の段階から非常に強い台風になるまでの約4日間を、水平100mの細かさで超高解像度計算をすることに初めて成功しました。これは、今後の台風強度予測を改善する上で重要...

キーワード：スーパーコンピュータ/情報学/海洋/シミュレーション/環境情報/イミン

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発表日：2026年1月15日

酸素分子の「スピン」が引き起こす分子配列の歪みを可視化

――原子位置から磁性を分析する道が開ける――

東京大学大学院新領域創成科学研究科の杉本宜昭教授らの研究グループは、北海道大学大学院工学研究院附属エネルギー・マテリアル融合領域研究センターの國貞雄治准教授の研究グループと共同で、非接触原子間力顕微鏡（AFM、注1）を用いることで、固体表面に吸着した酸素分子の単分子層において、分子が持つ「スピン」の相互作用によって分子配列（格子）が歪む様子を実空間で観察することに成功しました。これまで、酸素分子のような絶縁性かつ結合の弱い「物理吸着系」において、磁気構造と相関した微小な格子歪みを直接観察することは極めて困難とされてきました。本研究では、高解像度でのAFM観察と、密度汎関数理...

キーワード：コンピューティング/スーパーコンピュータ/計算量/スピン系/三角格子/磁気構造/低次元/反強磁性/量子情報/量子情報処理/相転移/モンテカルロシミュレーション/数値計算/原子操作/磁性体/走査型トンネル顕微鏡/固体酸/固体表面/酸素分子/DFT/強磁性/金属触媒/絶縁体/分子配列/量子コンピューティング/局所構造/電子状態/AFM/シミュレーション/スピン/トンネル/ナノスケール/極低温/原子間力顕微鏡/水素原子/第一原理/第一原理計算/炭素材料/電荷移動/導電性/非接触/密度汎関数理論/量子力学/結晶構造/非侵襲

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発表日：2026年1月14日

「もったいない精神」で宇宙の天気を読む

ー複数探査機の多点比較から宇宙線変動と太陽プラズマの関係を解明ー

東京大学大学院理学系研究科地球惑星科学専攻の木下岳大学院生を筆頭とする、名古屋大学宇宙地球環境研究所の三好由純教授、原田裕己准教授、計測・実験素粒子物理学研究所（LIP：Laboratory of Instrumentation and Experimental Particle Physics）のマルコピント研究員、東京大学大学院新領域創成科学研究科複雑理工学専攻の吉岡和夫准教授などからなる国際研究グ...

キーワード：銀河宇宙線/高エネルギー/素粒子/宇宙線/衛星/観測装置/銀河/磁場/質量放出/新星/素粒子物理/太陽/太陽系/太陽風/超新星/超新星爆発/惑星/惑星科学/地球環境/シミュレーション/宇宙インフラ/人工衛星/TEMPO/構造変化/放射線

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発表日：2026年1月9日

生命が環境変化に適応し恒常性を維持する仕組みを解明

―― シグナル分子の動きがストレス応答と細胞運命を決定付ける ――

東京大学医科学研究所分子シグナル制御分野の武川睦寛教授、森泉寿士助教（研究当時）らの研究グループは、環境ストレス刺激によって誘発される細胞死や炎症を司るタンパク質リン酸化酵素JNKが、ストレス刺激の強度に比例して線形的に活性化するのではなく、刺激強度が一定の閾値を超えた場合にのみ急峻に活性化する「スイッチ様応答」を示すことを見出し、その分子機構を解明しました。さらに、このユニークなJNK活性化パターンが、微弱なストレスに対する不要な組織損傷や炎症を抑止しており、生体が外部環境の変化に適応して恒常性を維持する上で必須であることを明らかにしました。人体を構成す...

キーワード：環境変化/生細胞/浸透圧/環境適応/光スイッチ/分子振動/紫外線/シミュレーション/フィードバック/フィードバック制御/レーザー/機能制御/一細胞/細胞応答/酸化酵素/リン酸/環境ストレス/酵素活性/細胞運命/核移行/新規治療法/タンパク質リン酸化/炎症性疾患/蛍光タンパク質/細胞間相互作用/分子機構/JNK/病態解明/MAPK/アポトーシス/キナーゼ/シグナル分子/ストレス応答/リン酸化酵素/炎症性サイトカイン/活性酸素/細胞死/細胞内局在/細胞内情報伝達/酸化反応/神経変性/神経変性疾患/創薬/分子イメージング/慢性炎症/サイトカイン/ストレス/ワクチン/放射線

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発表日：2025年12月17日

環境負荷の低い塗料開発を目指して

―水性塗料の塗膜形成を分子レベルでシミュレーション―

東京大学大学院工学系研究科の佐藤龍平助教、澁田靖教授らと、日本ペイント株式会社の川上晋也研究員らによる研究グループは、水性塗料の主要構成成分である高分子が、水と有機溶剤の混合環境でどのように凝集し、溶媒蒸発に伴いどのように構造変化するのかを体系的に明らかにしました。本研究では、分子動力学シミュレーションにより、高分子の運動を計算機上で追跡し、水系・有機系およびその混合溶媒中での高分子の分散・凝集挙動を直接的に観察しました。有機溶剤の濃度や高分子–溶媒相互作用の強さを系統的に変化させることで、塗膜形成の初期段階における溶媒の役割を詳細に解析しました。得ら...

キーワード：スーパーコンピュータ/最適化/数理科学/分子動力学シミュレーション/閉じ込め/相分離/高分子/地球環境/環境負荷低減/コーティング/シミュレーション/環境負荷/高分子材料/動力学/分子動力学/機能材料/有機溶剤/構造変化

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発表日：2025年12月17日

電池材料の「協奏的なイオン輸送」を可視化する新理論を開発

―渋滞学がイオンの集団運動を読み解き、高速イオン伝導の物理を解明―

東京大学大学院工学系研究科の佐藤龍平助教、澁田靖教授、東京科学大学総合研究院化学生命科学研究所の安藤康伸准教授、東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）のサウカーティック特任講師らの研究グループは、流体力学の流れ場の考え方を応用し、電池材料におけるイオンの集団輸送を可視化する新しい解析手法を開発しました。研究グループは固体電解質の分子動力学シミュレーションを実施し、シミュレーション中で実際に起こるイオンの協奏的な輸送を、イオンの変位ベクトル同士をつないで構築する「有向グラフ解析（注4）」により可視化することに成功しました。さらに、このグ...

キーワード：スーパーコンピュータ/再生可能エネルギー/多面体/集団運動/相関関数/統計力学/非平衡/分子動力学シミュレーション/因果関係/電気伝導度/輸送特性/物理化学/材料科学/イオン伝導体/リチウムイオン電池/イオン伝導/イオン輸送/固体電解質/電気伝導/電池/シミュレーション/ネットワーク構造/モデル化/リチウム/解析モデル/拡散係数/酸化物/自動車/電解質/電気化学/動力学/熱伝導/熱伝導率/分子動力学/流体工学/流体力/流体力学/結晶構造/スマートフォン

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発表日：2025年12月11日

水の赤外光物性を定量的に計算可能な手法を開発

──地球大気や星間空間の水の構造解明に貢献──

　東京大学大学院総合文化研究科の持田偉行フィッチ大学院生、羽馬哲也准教授、埼玉大学大学院理工学研究科応用化学プログラムの高山哲侑大学院生、山口祥一教授らの研究グループは、量子古典混合法と呼ばれる理論計算手法を用いて、水の赤外光物性［赤外光を照射した際に見られる特徴的な性質、ここでは特に複素屈折率や吸収断面積など］を定量的に計算する方法を新たに開発しました。本計算手法を用いることで、界面の影響を考慮する難しさからこれまで困難であった水の微粒子や薄膜の赤外スペクトルを理論的に予測することが可能になり、その構造について分子レベルで明らかにすることができます。水や氷の微粒子は...

キーワード：地球科学/多項式/シュレーディンガー方程式/ラマン散乱/光物性/水素結合ネットワーク/量子化/量子論/スペクトル/星間塵/赤外スペクトル/太陽/太陽系/天文学/惑星/彗星/振動分光/量子化学/赤外分光/量子化学計算/ラマン/赤外分光法/融点/可視光/光吸収/赤外光/非晶質/分子振動/誘電体/誘電率/アモルファス/シミュレーション/ナノサイズ/ネットワーク構造/モデル化/レーザー/屈折率/周波数/電磁波/動力学/微粒子/分子動力学/結晶構造/ラマン分光/ラマン分光法/分子集合/分子動力学計算

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発表日：2025年12月6日

【共同発表】レーザで描くフォノニックナノ構造による半導体サーマルマネジメント

－ナノ構造を高速・低環境負荷で作製、実用化の加速に期待－（発表主体：東京科学大学）

東京科学大学（Science Tokyo）工学院機械系の半間大基大学院生、キム・ビョンギ助教、伏信一慶教授と東京大学生産技術研究所の野村政宏教授らの研究チームは、熱輸送を制御することができるフォノニックナノ構造（用語1）を、その特性を維持しつつ、約1,000倍以上高速に作成できる手法を提案しました。　熱伝導を担う量子であるフォノン（用語2）の平均自由行程（用語3）よりも小さな周期をもつ構造を用いることで、熱伝導を制御できることが知られています。このような構造をフォノニックナノ構造といいます。従来は電子ビームリソグラフィ（用語4）などの手法が広く用いられていますが、加工速度が低...

キーワード：スループット/コンピューティング/最適化/パルス/モンテカルロシミュレーション/自己組織/エッチング/フォノンエンジニアリング/フォノン輸送/加工速度/生産技術/熱電変換材料/ドライエッチング/フォノン/酸化膜/量子デバイス/省エネ/ボトルネック/マネジメント/熱電変換/MEMS/イオンビーム/シミュレーション/シリコン/センシング/ナノメートル/ナノ加工/ナノ構造/フェムト秒/環境負荷/極低温/省エネルギー/電子ビーム/電子顕微鏡/熱工学/熱伝導/熱伝導率/熱輸送/半導体/微細加工/表面粗さ/エネルギー変換/表面構造/SPECT/スマートフォン

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発表日：2025年12月6日

もっと強く、もっと軽く。ナノ結晶が拓く次世代高分子材料

―金属ものづくりの知見を高分子へと活かす新発想―

東京大学大学院工学系研究科の阿部英司教授、江草大佑講師、遠藤守琉大学院生、防衛大学校応用科学群の萩田克美講師、東京農工大学大学院工学研究院応用化学部門の斎藤拓教授らの共同研究チームは、結晶性ポリエチレンに熱延伸プロセスを施すことで結晶サイズの微細化が進行し、そのサイズが10ナノメートル程度にまで達すると金属材料にも迫る顕著な高強度を示すことを見いだしました。結晶サイズを小さくすることによる強化法は、金属材料ではよく知られた経験則ですが、同様の強化則が高分子材料にも適用可能であることが初めて示されました。異なる材料分野の知見を活用することで、高分子材料の新しい強化法の道が拓...

キーワード：計算機シミュレーション/ピレン/高分子/材料科学/結晶性高分子/融点/ナノ結晶/プロピレン/ポリエチレン/非晶質/微細化/省エネ/動的挙動/マグネシウム合金/シミュレーション/ナノスケール/ナノメートル/マグネシウム/金属材料/軽量化/結晶化/高分子材料/自動車/省エネルギー/大規模計算/電子顕微鏡/機能材料/エチレン/形態変化/結晶性/異分野融合

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発表日：2025年11月27日

ナノ秒X線動画でミクロ分子動態計測に成功！

――超小型X線光源を用いた高速レントゲン動画の幕開け――

東京大学大学院新領域創成科学研究科物質系専攻の佐々木裕次教授と茨城大学学術研究院応用理工学野物質科学工学領域の倉持昌弘講師（兼：東京大学大学院新領域創成科学研究科物質系専攻講師）らの研究グループは、X線動画で高分子樹脂内のミクロ分子運動を捉える新たな動態計測手法「透過X線明滅法（Transmitted X-ray Blinking：TXB、注2）」を開発しました。本手法では、X線強度のわずかな時間的揺らぎを解析することで、従来のレントゲン（透過X線）撮影では区別ができなかったミクロ分子動態の違いを明確に検出することに成功しました（図１）。同研究グループは、手のひらサイズの超...

キーワード：判別分析/画像データ/画像情報/運動計測/共分散行列/特徴抽出/画像認識/機械学習/時系列データ/主成分分析/人工知能（AI）/結晶格子/固有値/CsI/X線イメージング/熱揺らぎ/物質科学/揺らぎ/ガラス転移/シンチレータ/多結晶/放射光/X線光学/検出器/弾性率/分子運動/高分子/耐熱性/分子集合体/ACT/樹脂/結晶性高分子/ナノ結晶/オペランド計測/可視光/機械的特性/計測技術/シミュレーション/セシウム/ナノメートル/ナノ粒子/数値解析/装置開発/超音波/粘弾性/微粒子/分解能/分子シミュレーション/量子ビーム/一分子計測/相関解析/ポリエーテル/結晶性/生体組織/空間分解能/computed tomography/評価法/臨床検査/統計的手法/MRI/アミロイド/がん細胞/ケトン/構造変化/分子集合/エラストグラフィ/認知症

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発表日：2025年11月19日

国際海運における燃料新規制の定量的評価モデルを開発

――規制の柔軟性が未来のコスト・船隊に与える影響とは――

東京大学大学院新領域創成科学研究科の稗方和夫教授と、海上・港湾・航空技術研究所海上技術安全研究所の和中真之介主任研究員、運輸総合研究所の竹内智仁主任研究員（研究当時）、谷口正信研究員（研究当時）らによる研究グループは、国際海運において導入が検討されている温室効果ガス（GHG）削減規制GHG Fuel Intensity（GFI）規則が与える影響を評価する計算モデルを開発しました。本研究では、特に規制遵守に柔軟性を持たせるPoolingと呼ばれる仕組みに着目し、それが導入された場合とされなかった場合を比較することで、Poolingの利点と懸念点を明らかにしました。...

キーワード：計算モデル/不確実性/定量的評価/温室効果ガス/影響評価/温室効果/シナリオ/シミュレーション/シミュレーションモデル/モデル化/ライフサイクル/二酸化炭素/制度設計/バイオ燃料

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発表日：2025年11月18日

植物プランクトンがエルニーニョ現象を弱める？

東京大学大学院理学系研究科の東塚知己准教授、小池海人（研究当時：修士課程大学院生）、および海洋研究開発機構地球環境部門地球表層システム研究センターの笹井義一主任研究員による研究グループは、これまで定量化が困難であった植物プランクトンによるエルニーニョ現象...

キーワード：生物地球化学/海洋/地球温暖化/エルニーニョ/異常気象/海面水温/気候モデル/地球化学/数値シミュレーション/太陽/惑星/惑星科学/光合成/太陽光/地球環境/シミュレーション/栄養塩/海洋環境/生態系モデル/二酸化炭素/生態系/プランクトン/温暖化/海洋生態/海洋生態系/植物プランクトン

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発表日：2025年11月11日

AIの力で複雑なスペクトルの自動解析が可能に！

～X線データから材料の構造・欠陥・電子状態を高精度で判別～

東京理科大学大学院先進工学研究科マテリアル創成工学専攻修士2年の長谷川礼佳氏、同Varadwaj Arpitaポスドク研究員、山崎貴大助教、小嗣真人教授、東京大学物性研究所の新部正人特任研究員、堀尾眞史助教、松田巌教授、東京科学大学総合研究院の安藤康伸准教授、筑波大学数理物質系の近藤剛弘教授、の共同研究グループは、教師なし機械学習（＊1）の一つであるUMAP（＊2）を用いた解析モデルを開発し、複雑な...

キーワード：高次元データ/データ駆動/類似度/アルゴリズム/クラスタリング/スーパーコンピュータ/機械学習/主成分分析/人工知能（AI）/多様体/X線吸収分光/トポロジー/光電子分光/低次元/非線形/物性理論/ノイズ/軟X線/分光学/スペクトル/吸収スペクトル/有機分子/結合状態/電子物性/電子分光/分子吸着/h-BN/状態密度/半導体デバイス/分光測定/ナノシート/局所構造/材料設計/電子構造/電子状態/電池/燃料電池/シミュレーション/センサー/解析モデル/自動化/第一原理/第一原理計算/電荷移動/導電性/半導体/微細構造/密度汎関数理論/量子力学/ホウ素/結晶構造/SPECT/スマートフォン

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発表日：2025年11月10日

南極氷床の融解がさらなる融解を呼ぶ

－9000年前に起きた南極氷床大規模融解の原因解析から、将来、南極で起こりうる連鎖的氷床融解を提唱―

国立極地研究所/総合研究大学院大学の菅沼悠介教授、産業技術総合研究所の板木拓也研究グループ長、羽田裕貴研究員、海洋研究開発機構の草原和弥副主任研究員、小長谷貴志特任研究員、東京大学の大森貴之特任研究員、阿部彩子教授、高知大学海洋コア国際研究所の池原実教授、北海道大学低温科学研究所の関宰准教授、青木茂教授、青森公立大の三浦英樹教授らを中心とする研究グループは、東南極沿岸の広域にわたる地形・地質調査と海底堆積物の分析により、約9000年前に温暖な海洋深層水が湾内に流入したことで東南極沿岸の棚氷が崩壊し、それが引き金となって東南極氷床が急激に縮小したことを明らかにしました。これまでの本グループの研究...

キーワード：海面上昇/極地/南極海/海洋/海底堆積物/深層水/堆積物/南極氷床/シミュレーション

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発表日：2025年11月8日

セラミックスにおける新拡散メカニズムを発見

―セラミックスの焼結メカニズムの解明と新たな粒界設計指針の構築―

東京大学大学院工学系研究科附属総合研究機構の幾原雄一東京大学特別教授（兼：東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）教授）、柴田直哉教授、フウビン特任准教授、二塚俊洋特任研究員らのグループは、原子分解能電子顕微鏡法と理論計算（シミュレーション、注2）を駆使することにより、原子が結晶粒界を拡散（注4）する際の新しいメカニズムを明らかにしました。セラミックスを焼結する際には、さまざまな元素を添加することで、焼結の促進や、微細構造の制御が行われています。焼結の進行に伴い、添加元素が粒界を拡散することは知られていますが、これらの元素が粒界中のどの原子位置...

キーワード：位置情報/産学連携/特性X線/拡散現象/拡散過程/時間分解/多結晶/多結晶体/X線分光/超原子/電子線/材料科学/原子分解能/原子分解能電子顕微鏡/走査透過型電子顕微鏡/エネルギー効率/持続可能/構造モデル/材料特性/STEM/アルミナ/イオン伝導/チタン/活性化エネルギー/原子構造/原子配列/材料設計/相変態/粒界偏析/アルミニウム/シミュレーション/その場観察/結晶粒界/第一原理/第一原理計算/電子顕微鏡/電子顕微鏡法/熱伝導/微細構造/分解能/機能材料/空間分解能/構造変化

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発表日：2025年10月30日

イヌの薬物代謝の個体差における原因の一端を解明

――CYP2B6解析でヒトやイヌの安全な薬物治療の発展に貢献――

　理化学研究所(理研)生命医科学研究センター基盤技術開発研究チームの桃沢幸秀チームディレクター(生命医科学研究センター副センター長)、ファーマコゲノミクス研究チームの福永航也上級研究員、鹿児島大学共同獣医学部の宇野泰広教授、昭和薬科大学薬物動態学研究室の山崎浩史教授、東京大学大学院農学生命科学研究科の富安博隆准教授、日本動物高度医療センターの辻本元科長、ITEA株式会社東京環境アレルギー研究所の阪口雅弘所長、麻布大学獣医学部小動物内科学研究室の久末正晴教授らの共同研究グループは、119犬種6,344頭のゲノムデータを網羅的に解析し、イヌの主要薬物代謝酵素であるチトクロームP450(CYP)...

キーワード：協同性/タンパク質構造/ゲノミクス/遺伝情報/塩基配列/クロム/構造モデル/反応速度/シミュレーション/ドッキング/生体内/イントロン/カルス/酸化酵素/哺乳類/P450/ゲノム配列/ウシ/獣医学/酵素活性/遺伝的多様性/アミノ酸配列/機能解析/マウスモデル/酵素反応/ゲノム解析/大腸/アミノ酸置換/in vitro/アミノ酸/グルタミン酸/スプライシング/チトクロームP450/マウス/モデル動物/リガンド/構造変化/酸化反応/受容体/創薬/体内動態/代謝酵素/大腸菌/副作用/薬物代謝/薬物代謝酵素/薬物動態学/立体構造/臨床試験/アレルギー/ゲノム/遺伝学/遺伝子/肝移植/個別化医療/網羅的解析/薬物相互作用/薬物動態

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発表日：2025年10月22日

家庭用エネルギーマネジメントシステムの安定性と応答速度を大幅に向上

――コンバータの相互干渉を防ぐ新技術を開発――

東京大学大学院新領域創成科学研究科の藤本博志教授、藤田稔之特任講師、同大学大学院工学系研究科の前匡鴻助教とダイキン工業株式会社の研究チームは、家庭用エネルギーマネジメントシステム（HEMS、注1）における複数のDC-DCコンバータの制御に革新をもたらす新技術「ダイナミック電流デカップリング制御」を開発しました。この技術により、太陽光発電や空調／給湯機、蓄電池、電気自動車（EV）充電器などが接続された家庭内の電力変換システムの安定性と応答性が飛躍的に向上します。従来の制御方式では、複数のコンバータが同一のDCリンクネットワークに接続されることで、相互干渉が発生し、電圧の不安定...

キーワード：MIMO/スマートグリッド/マネジメントシステム/再生可能エネルギー/安定性解析/高周波/太陽/エネルギーシステム/太陽光/GaN/蓄電池/電子回路/電力変換/カーボンニュートラル/持続可能/分散型電源/マネジメント/太陽光発電/太陽電池/電池/カーボン/インバータ/インピーダンス/シミュレーション/環境負荷/自動車/周波数/制御システム/制御理論/電気機器/電気自動車/電力系統/非接触/カップリング/クロスカップリング

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発表日：2025年10月21日

対称性の破れを伴うノイズを量子演算から除去する新手法を提案

―演算過程の対称性を手がかりに、量子シミュレーションの精度を向上―

東京大学大学院工学系研究科の坪内健人大学院生、同大学大学院総合文化研究科の三橋洋亮東京大学特別研究員（研究当時、現・理化学研究所特別研究員）、高木隆司准教授、同大学素粒子物理国際研究センターの吉岡信行准教授らによる研究グループは、量子計算機の演算過程を表す「量子チャネル」の対称性を活用することで、ノイズを効率的に検出・除去する新しい手法「対称性チャネル検証法」を開発しました。これまで、対称性に基づくノイズ除去は主に量子状態という静的な情報に対してのみ行われており、その適用範囲は限られていました。本研究では、この方法が量子チャネルという動的な演算にも適用可...

キーワード：量子アルゴリズム/アルゴリズム/量子計算/高エネルギー/対称性/物性物理/量子コンピュータ/量子シミュレーション/量子化/ノイズ/素粒子/素粒子物理/量子化学/対称性の破れ/シミュレーション/量子力学

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発表日：2025年10月21日

AI(AlphaFold3)を用いた光誘導ゲノム合成ツールの最適化

　東京大学大学院総合文化研究科の太田邦史教授らの研究グループは、AlphaFold3という人工知能（AI）を用いて、光で制御するトップダウン型ゲノム合成技術に用いる構造未知のDNA結合タンパク質を効率的に最適化することに成功しました。　近年、環境や医療などの分野でゲノムDNAを改変・合成する新しい技術の開発が世界中で意欲的に進められています。この技術のうち、既に存在する生物のゲノムDNAを再編成して新しい生物機能を獲得する方式を「トップダウン型ゲノム合成」と呼びます。　本研究では、東京大学で既に確立した技術である光誘導型トップダウンゲノム合成技術M...

キーワード：AI/機械学習/最適化/人工知能（AI）/DNA結合/突然変異/普遍性/バクテリア/ポリペプチド/二量体/ゲノムDNA/タンパク質構造/人工DNA/DNA結合タンパク質/X線結晶構造解析/塩基配列/結晶構造解析/光受容/光受容体/青色光/光スイッチ/構造モデル/チタン/シミュレーション/マグネシウム/モデリング/電子顕微鏡/動力学/分子動力学/人工タンパク質/構造予測/X線結晶構造/好熱菌/結晶構造/微生物/クライオ電子顕微鏡/DNA修復/ゲノム編集/RNA/アミノ酸/グルタミン酸/ファージ/リガンド/受容体/創薬/低分子化合物/立体構造/ゲノム/感染症/分子生物学

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発表日：2025年10月18日

気候変動・統合評価モデル分野の未来を開く新提案

オープンで透明な国際比較研究の構築へ研究成果

パリ協定に基づく世界の気候対策は進んでいますが、その科学的な根拠となる将来予測やシナリオは、限られた地域や研究機関に偏っているのではないか、という懸念がIPCCの第6次評価報告書の公表後指摘されてきました。今回、京都大学大学院工学研究科の藤森真一郎教授、オーストリアに本部を置く国際研究機関である国際応用システム分析研究所(IIASA : International Institute for Applied Systems Analysis)のVolker Krey 研究主幹(Research Group Leader)、 Keywan Riahi研究部門長(Research Directo...

キーワード：プロトコル/不確実性/オーストリア/影響評価/再生可能エネルギー/気候変動/エネルギーシステム/社会貢献/技術評価/都市環境/透明性/熱環境/シナリオ/シミュレーション/シミュレーションモデル/土地利用/比較研究/将来予測/ラット/コミュニティ

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発表日：2025年10月18日

セラミックス粒界における高速原子拡散の直接観察に成功

―セラミックスの焼結メカニズムの解明と新たな粒界設計指針の構築―

東京大学大学院工学系研究科附属総合研究機構の幾原雄一東京大学特別教授（兼：東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）教授）、柴田直哉教授、石川亮特任准教授、二塚俊洋特任研究員らのグループは、名古屋大学の松永克志教授、横井達矢准教授と共同で、原子分解能電子顕微鏡法と理論計算（シミュレーション、注2）により、原子が結晶粒界に沿って高速拡散（注4）する機構を明らかにしました。セラミックスの多結晶体に極微量の添加元素を導入すると、さまざまな材料物性の性能を向上させることができます。これまでに、結晶粒界が添加元素の高速拡散経路であることは知られていましたが、原子レベルでの...

キーワード：アルゴリズム/スーパーコンピュータ/ニューラルネットワーク/機械学習/産学連携/結晶格子/拡散過程/時間分解/物質科学/多結晶/多結晶体/超原子/時間分解能/電子線/電子輸送/材料科学/原子分解能/原子分解能電子顕微鏡/走査透過型電子顕微鏡/構造モデル/材料特性/STEM/イオン伝導/活性化エネルギー/原子構造/原子配列/材料設計/粒界偏析/アルミニウム/シミュレーション/ニューラルネット/格子欠陥/結晶粒界/電子顕微鏡/電子顕微鏡法/透過電子顕微鏡/動力学/熱伝導/分解能/分子動力学/量子力学/空間分解能/分子動力学計算

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発表日：2025年10月5日

ゴムの鋭い亀裂は粘弾性から生じる

～ノーベル賞受賞者30年来の理論を証明～

ゴムが一瞬で壊れる「高速破壊」時に、なぜ亀裂先端が鋭くとがるのかは長年未解明だった。ノーベル物理学賞受賞者ド・ジェンヌ博士が提唱した「粘弾性トランペット理論」を連続体力学の基礎方程式から初めて導き、ゴムの基本的性質である粘弾性だけで鋭化が生じることを数学的に証明した。タイヤから医療材料まで、幅広いポリマー材料の破壊制御や耐久性向上の理論的基盤となることが期待される。JST 戦略的創造研究推進事業において、大阪大学大学院基礎工学研究科の長滝谷北斗大学院生（博士後期課程）、小林舜典助教、垂水竜一教授とZEN大学知能情報社会学部作道直幸 ...

キーワード：価値創造/医療機器/多様体/微分方程式/偏微分方程式/ソフトマター/トポロジー/厳密解/超伝導体/非線形/スケーリング/動的破壊/粘弾性緩和/磁場/数値計算/超伝導/液晶/高分子/高分子ゲル/浸透圧/磁性体/カテーテル/防振/安全・安心/持続可能/熱力学/連続体力学/環境負荷低減/材料設計/シミュレーション/ひずみ/プラスチック/ポリマー/マルチスケール/環境負荷/航空機/高分子材料/持続可能性/自動車/耐久性/長寿命化/動力学/粘弾性/破壊力学/廃棄物/非線形効果/ガラス状態/緩和時間/関節/人工関節/寿命

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発表日：2025年10月1日

不確実な生体集団を制御する新理論を開発

――制御と情報を融合した手法で多様な生物現象への応用に道――

東京大学大学院情報理工学系研究科の堀口修平博士課程（研究当時）（現：金沢大学ナノ生命科学研究所特任研究員）と、同大学生産技術研究所兼生物普遍性連携研究機構小林徹也教授による研究グループは、不確実に変動する生体集団の振る舞いを最適に制御する理論的枠組みを構築しました。本研究では、制御コストとして情報理論に基づくfダイバージェンスやその特殊形のKullback-Leibler（KL）情報量を導入することで、複雑な制御方程式を容易に解くことに成功しました。そして、分子モーターの輸送、生物集団の多様性維持、感染症の流行制御といった異なる文脈の問題に共...

キーワード：ダイバージェンス/情報量/機械学習/最適化/情報理論/偶然性/確率制御/統計物理/統計物理学/非線形/普遍性/個体群/生産技術/シミュレーション/ダイナミクス/データ処理/モーター/ロボット/制御工学/制御理論/動力学/人工細胞/一細胞/生態系/生物多様性/分子モーター/がん免疫/がん免疫療法/ニッチ/パンデミック/ゆらぎ/腸内環境/免疫療法/がん細胞/合成生物学/感染症

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発表日：2025年9月27日

トポロジーで紐解くアモルファスの硬さが決まるメカニズム

──柔らかさの鍵は階層構造──

　大阪大学産業科学研究所の南谷英美教授、産業技術総合研究所マテリアルDX研究センターの中村壮伸主任研究員、岡山大学学術研究院異分野融合教育研究領域（AI・数理）の大林一平教授、東京大学大学院総合文化研究科の水野英如助教からなる研究グループは、アモルファスにおける力学応答の構造的要因を、数学のトポロジーを応用した手法によって明らかにしました。　アモルファス構造を持つ材料は、結晶とは異なる電気伝導特性や機械特性を持っており、太陽電池やコーティング材料など幅広く応用されています。アモルファスにひずみを加えると、ひずみに沿った変位以外に、不均一な原子の変位が生じます。これは非アフィン変形...

キーワード：クラスタリング/人工知能（AI）/空間分布/ホモロジー/多面体/トポロジー/物質科学/分子動力学シミュレーション/データ解析/太陽/アモルファスシリコン/トポロジカル/非晶質/機械的特性/秩序構造/アモルファス/太陽電池/電気伝導/電池/コーティング/シミュレーション/シリコン/ネットワーク構造/ひずみ/階層構造/動力学/分子動力学/層構造/ステント/異分野融合

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発表日：2025年9月25日

海洋温度差発電の冷排水に関する環境アセスメントで海底観測の効率化と高精度化を実現

～社会実装へ向けた共同研究の成果が国際学術誌に掲載～

株式会社商船三井（社長：橋本剛、本社：東京都港区、以下「当社」）は、海洋温度差発電（Ocean Thermal Energy Conversion、以下「OTEC」）で用いる冷排水に関する環境アセスメントを、国立大学法人東京大学（総長：藤井輝夫、所在地：東京都文京区）、国立大学法人琉球大学（学長：喜納育江、所在地：沖縄県中頭郡）、国立研究開発法人科学技術振興機構（理事長：橋本和仁、本部：埼玉県川口市、以下「JST」）との共同研究として実施しました。...

キーワード：セグメンテーション/人工知能（AI）/アセスメント/海洋/海底観測/深層水/地球観測/カーボンニュートラル/カーボン/3次元構造/オブザーバ/シミュレーション/センシング/モニタリング/リモートセンシング/海洋環境/環境アセスメント/マッピング/生態系/サンゴ礁

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発表日：2025年9月25日

量子計算による低エネルギー状態シミュレーションの大幅な効率化を達成

―低温物質など物理・化学の中心問題への量子コンピュータの応用に道筋―

東京大学大学院工学系研究科の水田郁助教と、理化学研究所開拓研究所／量子コンピュータ研究センターの桑原知剛理研白眉研究チームリーダーによる研究グループは、量子コンピュータを用いて、量子力学に従う多数の粒子（量子多体系）の振る舞いを計算する代表的な手法「トロッター分解」において、低温下での物質など低エネルギー状態のシミュレーションが大幅に効率化できることを明らかにしました。こうしたシミュレーションは、量子コンピュータの能力を最大限に活かせる最も有望な応用と考えられています。本研究ではトロッター分解と呼ばれる最も広く使われる手法に対して、誤差を理論的に最小にする新しい基準を...

キーワード：量子アルゴリズム/アルゴリズム/スーパーコンピュータ/量子計算/誤差解析/非平衡/物質科学/物性物理/量子コンピュータ/量子もつれ/量子化/量子多体系/量子化学/量子ビット/シミュレーション/ダイナミクス/極低温/量子力学/エネルギー変換/水田

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発表日：2025年9月24日

温暖化進行時の洪水リスク変化予測をより精緻に

――将来の社会経済シナリオに依存しない、より使いやすい情報を提供――

◆グローバル洪水モデルと気候予測データによる大規模シミュレーションで、これまでは将来の社会経済シナリオごとに異なると考えられていた洪水リスク変化の地理的分布が、実際には同じ気温上昇幅であればほぼ共通の傾向を示すことを明らかにした。◆この発見を活用し、複数の社会経済シナリオに基づく洪水シミュレーション結果を統合して統計的なサンプル数を増やすことで、将来の洪水リスク変化を世界の約70％の地域でこれまでより精度よく評価できるようになった。◆シナリオ選択に左右されず、「気温2℃上昇時」「気温3℃上昇時」といった温暖化レベルごとに、信頼性と実用性の高い洪水リスク情報を提供できるよ...

キーワード：リスク分析/不確実性/リスクコミュニケーション/空間分布/温室効果ガス/影響評価/海洋/地球温暖化/適応策/揺らぎ/エルニーニョ/カオス/温室効果/気候モデル/気候変動/生産技術/防災計画/シナリオ/シミュレーション/ハザード/ハザードマップ/リスク評価/新エネルギー/大規模シミュレーション/都市計画/統計解析/防災・減災/土地利用/土地利用変化/温暖化/ゆらぎ/将来予測/妥当性/イミン/コミュニケーション/レジリエント

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発表日：2025年9月21日

自己集合性錯体の収率を劇的に向上させる触媒

　東京大学大学院総合文化研究科の平岡秀一教授と京都大学大学院工学研究科の佐藤啓文教授らによる研究グループは、6つの金属イオンと4つの有機配位子からなるM6L4四角錐形錯体（SP）の自己集合において、過レニウム酸アニオン（ReO4-）を触媒として加えると、SPの収率が劇的に向上することを見出しました。ReO4-の有無における自己集合のメカニズムを実験および数理モデル解析により調べた結果、触媒の有無によって反応経路は殆ど変化しない一方で、ReO4-の存在下では、SPの自己集合の後期過程の...

キーワード：自由エネルギー/硝酸イオン/幾何構造/準安定/準安定状態/不可逆性/速度論/アニオン/金属錯体/自己集合/分子集合体/配位結合/レニウム/結合状態/触媒作用/遷移状態/DFT/経路選択/熱力学/活性化エネルギー/シミュレーション/トラップ/金属イオン/密度汎関数理論/構造変化/配位子/分子集合

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発表日：2025年9月11日

単一元素金属がガラス化する仕組みを解明

―結晶化と準結晶化の競合がガラス形成を促進する―

　東京大学先端科学技術研究センター極小デバイス理工学分野の田中肇シニアプログラムアドバイザー（特任研究員）/同大学名誉教授は、松山湖材料実験室のフーユアンチャオ教授らと共同で、単一元素（金属）がガラス化するメカニズムを大規模シミュレーションにより解明しました。ガラスは原子が不規則に並んだアモルファス固体であり、強度や耐食性、電気的特性から次世代材料として注目されていますが、その多くは複数元素の合金に限られ、単一元素のガラス化は極めて稀でした。　本研究では、ガラス化するタンタル（以下、Ta...

キーワード：自由エネルギー/多面体/過冷却液体/幾何学/対称性/分子動力学シミュレーション/核形成/周期性/タンタル/高分子/材料科学/過冷却/融点/メモリ/準結晶/相変化材料/電子デバイス/秩序構造/透明性/アモルファス/界面エネルギー/局所構造/金属ガラス/電池/シミュレーション/リチウム/液体金属/結晶化/高分子材料/相変化/耐食性/大規模シミュレーション/動力学/分子動力学/ガラス状態/結晶構造/結晶性/ナトリウム/ジルコニウム/規則構造/構造変化

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発表日：2025年9月11日

気候変動下で利根川からサケが消えたのはなぜか？

国立研究開発法人海洋研究開発機構（理事長　大和裕幸）付加価値情報創生部門アプリケーションラボのYu-Lin Chang （ユリンチャン）副主任研究員は、水産研究・教育機構水産資源研究所の本多健太郎グループ長、東京大学大気海洋研究所の森田健太郎教授とともに海洋の再解析データと20年間（2001～2020年）に及ぶサケ稚魚に見立てた粒子の追跡シミュレーションを行うことによって、利根川サケの近年の個体数減少の要因を調べました。シミュレーションの結果、遊泳戦略の違いや致死水温の限界値の追加に関わらず、近年の個体数減少を再現するシナリオは存在しませんでした。一方で、個体群成長率の低下は...

キーワード：海洋/気候変動/黒潮続流/個体群/シナリオ/シミュレーション/サケ/プランクトン/親潮/動物プランクトン

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発表日：2025年8月30日

【研究成果】界面水の不均一性を原子レベルの分解能で解明

──高い構造情報量をもつ多孔性結晶を構造解析技術に応用──

　東京大学大学院総合文化研究科の堀内新之介講師、東京大学物性研究所の原田慈久教授、東京理科大学理学部第一部化学科の大坪主弥准教授、高輝度光科学研究センターの池本夕佳主席研究員、北里大学未来工学部の渡辺豪教授、広島大学放射光科学研究所の高橋修特任教授、長崎大学大学院総合生産科学研究科の林幹大准教授および馬越啓介教授らの研究グループは、新しいタイプの多孔性結晶を創出し、その結晶に含まれる界面水が温度や界面からの距離に依存した動的挙動を示すことを明らかにしました。　生体分子や高分子材料の表面に存在する水分子は界面水と呼ばれ、さまざまな場面で重要な役割を担っています。そのため、界面...

キーワード：情報量/AI/機械学習/情報理論/環境変化/分析技術/コヒーレント/幾何学/水素結合ネットワーク/水分子/複雑系/分子動力学シミュレーション/輸送現象/SPring-8/エントロピー/速度論/軟X線/分光学/放射光/スペクトル/赤外線/水クラスター/分子構造/構造形成/赤外分光/多孔性結晶/らせん構造/高分子/分子集合体/結晶構造解析/静電相互作用/多孔性配位高分子/配位結合/配位高分子/分子素子/有機分子/赤外分光法/材料科学/エキシトン/結合状態/金属有機構造体/固体表面/ファンデルワールス力/赤外光/発光分光/有機材料/社会貢献/塩化物イオン/細孔構造/情報エントロピー/動的挙動/アモルファス/単結晶/電子状態/シミュレーション/ナノメートル/ポリマー/拡散係数/機能性材料/極低温/金属イオン/結晶化/高分子材料/水素原子/単結晶X線構造解析/動力学/分解能/分子動力学/X線構造解析/機能材料/機能性/結晶構造/構造決定/結晶性/酵素活性

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発表日：2025年8月21日

地球温暖化が進むとアマゾン熱帯雨林の枯死が21世紀中に始まることを最先端モデルが高排出シナリオで予測

国立環境研究所・海洋研究開発機構・東京大学による研究グループ(以下「当研究グループ」という。)は、最先端の地球システムモデルによる長期予測を分析し、アマゾン熱帯雨林の大規模な劣化をもたらす大気循環と生態系の変化のメカニズムを明らかにしました。当研究グループの分析によると、気候変動を止める取り組みが実施されない場合には、将来の気候変動によって21世紀中にアマゾン熱帯雨林の枯死が始まることが分かりました。本研究の成果は、2025年8月20日18時(日本時間)付でSpringer Natureから刊行される国際学術誌『Communications Earth & Environme...

キーワード：環境変化/レジリエンス/気候変化/温室効果ガス/人間活動/海洋/環境変動/生物多様性保全/脆弱性/地球温暖化/臨界点/エルニーニョ/温室効果/海面水温/気候変動/大気循環/地球システム/光合成/持続可能/海洋循環/地球環境/シナリオ/シミュレーション/シミュレーションモデル/モデリング/生産性/二酸化炭素/平滑化/農地/生態系/水循環/土壌/土壌水分/土地利用/土地利用変化/熱帯雨林/温暖化/生態学/生物多様性/物質循環

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発表日：2025年8月9日

スパッタ法を用いて高品質なScAlN薄膜の作製に成功

～成長温度の系統的変化が構造特性と電気特性に及ぼす影響を解明～

東京理科大学先進工学部マテリアル創成工学科の小林篤准教授、太田隼輔氏(2024年度学士卒業)らの研究グループは、スパッタ法を用いて、窒化スカンジウムアルミニウム(ScAlN)薄膜を高品質で作製することに成功しました。これにより、小型で高性能な次世代トランジスタの開発に大きく貢献することが期待されます。また、産業界で汎用されるスパッタ法を用いた薄膜作製技術は窒化物半導体材料全般に応用できる可能性を秘めており、エレクトロニクス分野全体にインパクトを与える重要な成果といえます。本成果は、東京大学(電気特性の測定補助及び解析)、住友電気工業株式会社(HEMTウェハの作製)との共同研究による...

キーワード：不完全性/効果測定/対称性/電気分極/電子線回折/非対称性/閉じ込め/誘電性/X線回折/ホール効果/高周波/電子移動/有機金属化合物/結晶構造解析/強誘電性/原子層/電子線/有機金属/材料科学/接合界面/超高真空/GaN/エピタキシャル成長/キャリア/スパッタ法/トランジスタ/バンドギャップ/ヘテロエピタキシー/メモリ/双極子/窒化物半導体/電子デバイス/半導体デバイス/半導体材料/分子線エピタキシー(MBE)/誘電体/エピタキシー/エピタキシャル/強誘電体/原子配列/窒化物/表面分析/不揮発性メモリ/光学特性/AFM/SiC/アルミニウム/シミュレーション/ナノメートル/移動度/結晶成長/原子間力顕微鏡/制御システム/半導体/平滑化/膜構造/マッピング/結晶構造/結晶性

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発表日：2025年7月29日

中性子星に現れる極限状態のクロスオーバー

物性理論による挑戦

東京大学大学院理学系研究科の田島裕之助教とリアン・ハオジャオ准教授、高知大学の飯田圭教授（研究当時、現：放送大学　教授）、高エネルギー加速器研究機構の古城徹准教授らによる研究グループは、図1に示すように中性子星などの高密度天体...

キーワード：アナロジー/スーパーコンピュータ/BEC/クォーク物質/クロスオーバー/強い相互作用/原子核/高エネルギー/場の量子論/多体問題/超流動/符号問題/物性物理/物性理論/揺らぎ/陽子/量子色力学/量子多体系/量子論/ヘリウム/加速器/素粒子/相転移/中性子/内部構造/太陽/中性子星/超伝導/天体観測/熱力学/シナリオ/シミュレーション/半導体/量子力学

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発表日：2025年7月20日

ディープラーニングに潜む普遍法則を発見

ディープニューラルネットワークを支配する「物理」

東京大学大学院理学系研究科の玉井敬一特任研究員、大久保毅特任准教授、藤堂眞治教授、および株式会社アイシンの張潘（チュオンファン）チュオンズイプロジェクトマネージャー、名取直毅チーフプロジェクトジェネラルマネージャー（当時）らによる研究グループ（以下「本グループ」）は、ディープラーニングに普遍的な法則が見られることを発見しました。本研究では、ディープニューラルネットワークの信号伝搬過程と統計物理学における「吸収状態転移」（後述）の対応関係の確立に成功し、...

キーワード：量子アルゴリズム/AI/アルゴリズム/カーネル法/ディープラーニング/ニューラルネットワーク/機械学習/最適化/人工知能（AI）/統計物理/統計物理学/波動関数/トレードオフ/神経系/理論解析/HPC/シミュレーション/ニューラルネット/量子力学/森林火災/ニューロン/日常生活/神経科学/感染症/脳・神経

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発表日：2025年7月11日

極端現象と気候変動の関係を迅速に推定する新手法の開発

―統計的アプローチによる新しいイベント・アトリビューション―

東京大学大気海洋研究所の高橋千陽特任助教と今田由紀子准教授は、気象庁気象研究所の川瀬宏明室長、京都大学防災研究所の田中智大准教授と共同で、ある特定の極端現象の発生確率に対する自然変動と人間活動の影響を評価する「イベント・アトリビューション（EA）」の迅速化を目的とした、新たな統計的手法を開発しました。従来のEA手法では、現実的な気候条件と、温暖化がなかったと仮定した気候条件下で大量のシミュレーションを実施して発生確率を見積もるため、極端事例発生から結果の提示に1〜2ヶ月を要していました。本研究では、既存の大規模シミュレーションデータをもとに、実際に観測された全球の海面水温変動やそれに関連する...

キーワード：統計モデル/回帰分析/人間活動/海洋/地球温暖化/情報発信/エルニーニョ/海面水温/気候モデル/気候変動/全球気候モデル/大気大循環/大気大循環モデル/シミュレーション/ハザード/大規模シミュレーション/地球温暖化対策/温暖化/熱中症/統計的手法

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発表日：2025年7月9日

葉の尾状先端の発生機構の解明

―葉先端と基部で異なる細胞分裂角度パターンが形態形成を制御―

東京大学大学院理学系研究科の王子寧大学院生、塚谷裕一教授、京都大学工学研究科の井上康博教授、京都大学医生物学研究所の望月敦史教授らによる研究グループは、葉の鋭い尾状先端（sharply elongated apex）がどのように形成されるのかという未解明の課題に挑みました。中国原産の落葉高木ナ...

キーワード：環境変動/数値シミュレーション/細胞伸長/進化学/進化生物学/環境適応/形態解析/シミュレーション/葉形態形成/オーキシン/変異体/形態変化/比較研究/遺伝子発現解析/発現解析/ホルモン/発生学/ライブイメージング/形態形成/細胞分裂/転写因子/遺伝子/遺伝子発現

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発表日：2025年7月8日

アジア低緯度域からの放出増加により大気メタン濃度が急上昇(2020–2022年)

ー多様なプラットフォームの観測データを活用した放出量推定ー

国立環境研究所地球システム領域の丹羽洋介主幹研究員らの研究チームは、2020-2022年の間に地球規模で起こった大気メタン濃度の急上昇の要因を明らかにしました。　研究チームによる解析の結果、この急激な濃度上昇は、主に、研究チームによる解析の結果、この急激な濃度上昇は、主に、熱帯から北半球低緯度(南緯15度から北緯35度)にかけての湿地や水田などの農業、埋立地などにおける微生物が起源のメタン放出が増加したことによって生じたことが分かりました。また、その中でも特に東南アジアや南アジアといったアジアの低緯度地域における影響が大きいと推定されました。　この結果は、地上観測局や船舶、...

キーワード：スーパーコンピュータ/極域/極地/空間分布/航空機観測/地球科学/二酸化窒素/温室効果ガス/海洋/地球温暖化/温室効果/気候変動/大気化学/地球システム/衛星/衛星観測/数値シミュレーション/太陽/太陽光/地球環境/シナリオ/シミュレーション/シミュレーションモデル/メタン/モデリング/モニタリング/逆解析/航空機/人工衛星/地球温暖化対策/二酸化炭素/環境保全/水田/シベリア/温暖化/微生物/物質循環/大気汚染/ラジカル/ラット/感染症

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発表日：2025年7月2日

全球海洋モデルにより福島第一原発から放出されるトリチウムの濃度分布を予測

――放出計画をもとにした最新シミュレーション結果――

東京大学生産技術研究所のコクヮンアレクサンドル特任助教、芳村圭教授と、福島大学環境放射能研究所グシエフマキシム特任准教授、海洋研究開発機構小室芳樹副主任研究員、国立極地研究所小野純特任准教授は、福島第一原子力発電所（以下、福島第一原発）からの処理水放出による海洋中のトリチウム濃度を、最新の全球海洋モデルを用いて評価し、25km以遠では濃度が検出限界以下にとどまるとの結果を得ました。　福島第一原発からの処理水海洋放出に伴うトリチウムの挙動について、実際の放出計画を基に、全球海洋大循環モデルCOCO4.9を用いて2023～2099年までの期間でシミ...

キーワード：コンポーネント/原子力発電所/極域/極地/対流圏/福島原発事故/海洋/環境放射能/地球温暖化/水分子/海洋大循環/海洋大循環モデル/気候モデル/気候変動/成層圏/宇宙線/生産技術/海洋循環/シミュレーション/トリチウム/モデル化/モニタリング/リチウム/原子力/原子力発電/原子炉/放射能/海洋生物/水循環/温暖化/原発事故/将来予測/放射線

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発表日：2025年6月30日

ヒスタミン受容体のGタンパク質選択性の分子機構を解明

東京大学大学院理学系研究科の松﨑悠真大学院生、佐野文哉特任助教、濡木理教授、京都大学大学院薬学研究科の井上飛鳥教授らの研究グループは、ヒスタミン受容体のうちH1RとH4RのGタンパク質...

キーワード：先端技術/分子動力学シミュレーション/放射光/タンパク質複合体/選択性/シミュレーション/ダイナミクス/極低温/電子顕微鏡/電子顕微鏡法/動力学/分解能/分子動力学/変異体/ヒスタミン/クライオ電子顕微鏡/機能解析/細胞膜/分子機構/GPCR/Gタンパク質/Gタンパク質共役型受容体/シグナル伝達機構/トリプトファン/ラット/リガンド/抗炎症/受容体/生理活性/生理活性物質/創薬/培養細胞/免疫応答/免疫細胞/立体構造/立体構造解析/アレルギー/生理学

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発表日：2025年6月27日

「横型トムソン効果」の観測に世界で初めて成功

ートムソン効果発見から170年　新原理により次世代熱マネジメント技術の創出へー

■従来の課題熱力学や電磁気学の開拓者の1人であるウィリアム・トムソンの名を冠するトムソン効果は、ゼーベック効果とペルチェ効果と並ぶ基本的な熱電効果の一つであり、金属や半導体に熱流と電流を同じ方向に流した際に吸熱または発熱が発生する現象です（図１a-c）。これらの現象は、熱流（または温度勾配）と電流が平行であるため"縦型"熱電効果と呼ばれます。一方、ネルンスト効果やエッチングスハウゼン効果と呼ばれる熱流と電流が直交した方向に変換される"横型"熱電効果が、シンプルな素子構造で動作する熱マネジメント原理として近年注目を集めています（図１d, e）。現在も世界中で縦型および横型熱電効果に...

キーワード：モノのインターネット（IoT）/ネルンスト効果/ビスマス/温度勾配/熱電効果/フーリエ解析/磁場/数値シミュレーション/赤外線/太陽/太陽光/アンチモン/エッチング/磁性体/温度分布/材料科学/環境発電/熱電素子/マネジメント/計測技術/熱力学/材料設計/赤外線カメラ/熱電変換/システム工学/シミュレーション/スピン/スピントロニクス/センサー/温度制御/周波数/集積回路/電磁波/半導体/機能性/サーモグラフィ

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発表日：2025年6月27日

副甲状腺ホルモン1型受容体のGタンパク質選択機構を解明

次世代の骨粗鬆症治療薬開発に向けた創薬基盤を提供

東京大学大学院理学系研究科の佐野文哉特任助教、濡木理教授、京都大学大学院薬学研究科の清水目孝太大学院生、柳川正孝准教授、井上飛鳥教授、東京大学先端科学技術研究センターの小林和弘特任研究員らの研究グループは、副甲状腺ホルモン1型受容体 (PTH1R)...

キーワード：先端技術/甲状腺ホルモン/分子動力学シミュレーション/放射光/エンドソーム/タンパク質複合体/電子線/結合状態/シミュレーション/ダイナミクス/マイクロ/リサイクル/極低温/電子顕微鏡/電子顕微鏡法/動力学/分解能/分子動力学/生体内/ペプチドホルモン/リアルタイムイメージング/クライオ電子顕微鏡/ビタミン/細胞膜/蛍光タンパク質/細胞内シグナル/ホルモン/甲状腺/神経伝達物質/分子機構/石灰化/副甲状腺ホルモン/GPCR/Gタンパク質/Gタンパク質共役型受容体/カルシウム/コラーゲン/ビタミンD/ヘリックス/ラット/蛍光顕微鏡/骨芽細胞/骨吸収/骨形成/骨粗鬆症/骨代謝/受容体/小腸/腎臓/生体分子/創薬/培養細胞/副作用/膜タンパク質/立体構造/加齢

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発表日：2025年6月26日

３万年前の黒潮は今よりも速かったらしいそれでも丸木舟は琉球の海を渡ることができた

－ホモ・サピエンスはどうやって日本列島へ到達したのか－

◆「３万年前の航海徹底再現プロジェクト」（国立科学博物館・国立台湾史前文化博物館）において2019年に行った実験航海により、丸木舟を熟達の技で漕げば、黒潮の海を横断して台湾から与那国島へ渡れることが証明されました。◆さらに高精度海洋モデルを使った数理シミュレーションにより、黒潮が速かった３万年前頃の海においても、丸木舟は台湾から与那国島へたどりつけることが示されました。ただし旧石器人（旧石器時代人）が黒潮の存在を認識し、その流れに対抗する適切な航海戦略を持っていることが必要条件です。◆3万年以上前の旧石器人による琉球列島への渡来は、舟とそれを漕ぐ技術に加え、戦略的挑戦の下に...

キーワード：オープンサイエンス/クラウド/スーパーコンピュータ/最終氷期/火山噴火/海洋/ブレイン/海洋大循環/海洋大循環モデル/海洋物理/海洋物理学/気候変動/日本列島/北太平洋/西太平洋/旧石器時代/沿岸環境/シナリオ/シミュレーション/シミュレータ/水槽実験/設計支援/粒子追跡法/ウシ/スギ/粒子追跡/予測モデル

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発表日：2025年6月25日

動から静に変換する量子アルゴリズムを実証

――IBM量子プロセッサーによる世界最大級のシミュレーション――研究成果

東京大学素粒子物理国際研究センターの吉岡信行准教授（研究当時：東京大学大学院工学系研究科助教）とIBMの研究チームは、最新の量子プロセッサーであるIBM Heronプロセッサーを搭載した超伝導量子コンピュータを用いて、最大56量子ビットからなる量子多体系のシミュレーションに成功しました。古典計算アルゴリズムの代表格の一つである「Krylov部分空間法」は、量子物理学をはじめとして、計算科学分野で広範に用いられる強力な手法ですが、メモリ・計算量爆発が避けられないという問題を抱えています。本研究では、部分空間を量子コンピュータ上で実現する「Krylov量子対角化（KQD）法」により、世界最大級の...

キーワード：プロセッサ/量子アルゴリズム/部分空間法/アルゴリズム/量子計算/計算量/量子コンピュータ/量子多体系/素粒子/素粒子物理/超伝導/量子ビット/メモリ/量子デバイス/シミュレーション

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発表日：2025年6月20日

未来を読む育種で、2つの薬効を同時改良:アカジソで示した新戦略

　東京大学の岩田教授、株式会社ツムラの津坂研究員とかずさDNA研究所の白澤室長らとの共同研究チームは、将来世代の遺伝的変化を予測し、異なる薬効成分に特化した植物集団を組み合わせることで、両方の薬効を併せ持つ優良個体を理論的に設計する新たな育種手法を開発しました。対象としたのは、育種がほとんど進んでいない薬用植物アカジソで、測定に手間のかかるペリルアルデヒドとロスマリン酸の2成分を効率的に改良することを目指しました。ゲノム情報から将来世代の形質を確率的に予測し、高性能な個体が出現する可能性の高い交配組合せを選ぶことで、従来法と比べて遺伝的な改良程度が最大18%向上しました。このアプローチは、ア...

キーワード：データ駆動/シミュレーション/リン酸/ダイズ/イネ/アルデヒド/ゲノム情報/予測モデル/ラット/漢方薬/ゲノム/遺伝子/食生活

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発表日：2025年6月19日

カーボンナノチューブと光の局所的な相互作用を可視化

－精密ナノ赤外顕微分光で見る励起子の超高速ダイナミクス－

カーボンナノチューブ（CNT）に光を照射すると発生する励起子は、CNTの光電特性を左右する重要な役割を担っているが、その空間的広がりは非常に小さく、寿命も極めて短いため、従来の計測技術では励起子の挙動を直接観測することは困難だった。フェムト秒赤外パルスを用いた超高速赤外近接場光顕微鏡を用いて、CNT内の励起子の局所的な超高速ダイナミクスを実空間で観測することに成功した。特に、CNT内部の微小な格子歪みや隣接するCNTとの相互作用といったナノスケールの局所環境が、励起子の生成と消滅に与える影響を解明した。励起子の局所的な超高速現象を理解することは、その制御技術の...

キーワード：空間分布/光エネルギー/ナノエレクトロニクス/パルス/フェムト秒パルス/原子核/時間分解/準粒子/超高速ダイナミクス/超高速現象/低次元/低次元系/閉じ込め/量子情報/量子情報処理/磁場/数値シミュレーション/光応答/カルコゲナイド/ラマン/時間分解能/パルスレーザー/材料科学/遷移金属/エネルギー移動/キャリア/キャリア輸送/クーロン相互作用/ナノデバイス/フォトニクス/可視光/顕微分光/光エレクトロニクス/光デバイス/光吸収/時間分解測定/赤外光/遷移金属ダイカルコゲナイド/双極子/電子デバイス/半導体材料/誘電体/誘電率/計測技術/光照射/単結晶/電気伝導/カーボン/光学特性/電気伝導性/AFM/CVD/カーボンナノチューブ/グラフェン/シミュレーション/ダイナミクス/ナノスケール/ナノメートル/ナノ空間/ナノ材料/ピコ秒/フェムト秒/マイクロ/レーザー/近接場光/原子間力顕微鏡/光計測/振動モード/半導体/分解能/励起子/ナノチューブ/光学顕微鏡/近接場/緩和時間

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発表日：2025年6月19日

アモルファス材料に潜む構造欠陥を解明

―機械的異方性の起源を粒子構造から明らかに―

　東京大学先端科学技術研究センター極小デバイス理工学分野の田中肇シニアプログラムアドバイザー（特任研究員）/同大学名誉教授と松山湖材料実験室のフーユアンチャオ教授の研究グループは、ガラスなどのアモルファス材料にひそむ局所的な「欠陥」の正体を世界で初めて粒子レベルで明らかにし、それが材料の壊れやすさや強さに大きく影響していることを発見しました。アモルファス材料は、内部構造がランダムで不規則なため、結晶のように目に見える形で「欠陥」を捉えることができず、これまでその正体は謎に包まれていました。...

キーワード：物性物理/分子動力学シミュレーション/揺らぎ/異方性/内部構造/弾性率/高分子/材料科学/生産技術/ナノデバイス/メモリ/状態密度/せん断/体積変化/アモルファス/機械的性質/局所構造/金属ガラス/材料設計/核生成/シミュレーション/ダイナミクス/ナノサイズ/ナノスケール/ナノ材料/結晶化/光学素子/高分子材料/周波数/振動モード/動力学/熱伝導/分子動力学/振動現象/トレーニング/寿命

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発表日：2025年6月14日

カーボンコートモスアイ構造による超広帯域な完全吸収体

テラヘルツから深紫外までの領域で98%以上の吸収率を実現

東京大学大学院理学系研究科の小西邦昭准教授らと、University of Eastern Finland (フィンランド)、State Research Institute Center for Physical Sciences and Technology（リトアニア）による研究グループは、シリコンで作製したモスアイ構造に厚さ100 nmのカーボン薄膜をコートすることで、1〜1200 THzという極めて広い周波数領域において98%以上の吸収率を示す人工材料を...

キーワード：無線通信/フィンランド/最適化/パルス/ノイズ/広帯域/高周波/反射スペクトル/スペクトル/テラヘルツ/数値計算/赤外線/太陽/天文学/電波天文学/電波望遠鏡/望遠鏡/赤外分光/吸収スペクトル/太陽光/赤外分光法/パルスレーザー/可視光/光吸収/超短パルス/太陽光発電/光電変換/カーボン/光学特性/CVD/インピーダンス/コーティング/シミュレーション/シリコン/センシング/フーリエ変換/フェムト秒/フェムト秒レーザー/レーザー/レーザー加工/屈折率/周波数/電磁波/熱分解/超短パルスレーザー/エネルギー変換/カーボン材料

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発表日：2025年6月14日

【研究成果】世界最高水準の長寿命超伝導共振器を開発

－量子メモリや誤り訂正の基盤技術として期待－

　理化学研究所（理研）量子コンピュータ研究センターハイブリッド量子回路研究チームの冨永雄介特別研究員、白井菖太郎特別研究員（東京大学大学院総合文化研究科特任研究員）、情報通信研究機構未来ICT研究所神戸フロンティア研究センター超伝導ICT研究室の菱田有二研究技術員、寺井弘高上席研究員、東京大学大学院総合文化研究科の野口篤史准教授（理研量子コンピュータ研究センターハイブリッド量子回路研究チームチームディレクター）の共同研究グループは、高品質な窒化チタン薄膜と、スパイラル（渦巻き型）形状を組み合わせた独自の設計により、長寿命性の指標である内部Q値[1]が世界最高水準の平面型...

キーワード：誤り訂正/量子計算/情報通信/幾何構造/熱機関/閉じ込め/量子コンピュータ/量子もつれ/量子情報/量子情報処理/データ解析/磁場/超伝導/量子ビット/エピタキシャル成長/メモリ/共振器/大規模集積回路/単一光子/電子回路/導波路/量子デバイス/紫外線/エピタキシャル/チタン/3次元構造/シミュレーション/センサー/マイクロ/マイクロ波/極低温/構造設計/周波数/集積回路/電磁波/半導体/微細加工/有限要素法/エネルギー変換/結晶構造/寿命/ICT

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発表日：2025年6月12日

気候ティッピングは予測可能か？

―データ同化の数理で探る気候変動の転換点の予測可能性―

東京大学大学院工学系研究科の久保亘大学院生（修士課程）と澤田洋平准教授による研究グループは、気候変動の進行により発生が危惧されている、地球システムの大規模で不可逆的な変化である気候ティッピングの予測可能性を定量化する手法を開発しました。本研究では、データ同化を用いた観測システムシミュレーション実験を通じ、「気候ティッピングは予測できるものなのか」という問いに答えました。代表的な気候ティッピング要素であるアマゾン熱帯雨林の大量枯死および大西洋南北熱塩循環の停止を事例にシミュレーションを行い、気候ティッピング自体の観測が得られずともその存在の有無やそれが起こる時...

キーワード：スーパーコンピュータ/地球科学/温室効果ガス/地球温暖化/適応策/ノイズ/温室効果/気候変動/地球システム/沈み込み/予測可能性/シミュレーション/データ同化/熱帯雨林/温暖化

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発表日：2025年6月9日

光導波路多重型シリコン光行列演算回路を実証

―AIに向けた超並列光コンピューティングへの道を拓く―

東京大学大学院工学系研究科電気系工学専攻の竹中充教授、唐睿特任助教（研究当時）、トープラサートポンカシディット准教授、高木信一教授（研究当時）、及び産業技術総合研究所光電融合研究センター光電子集積デバイス研究チームの岡野誠上級主任研究員らの研究グループは、JST戦略的創造研究推進事業の支援のもと、次世代AIアクセラレータに向けて行列-ベクトル乗算を加速できる新しい光プロセッサを開発しました。AI演算を加速する光プロセッサの研究は、現在世界的に大きな注目を集めています。従来の方式では、光の波長やモードなどの自由度を利用して、光による行列-ベクトル乗算が実証...

キーワード：アーキテクチャ/アクセラレータ/スケーラビリティ/プロセッサ/コンピューティング/自動運転/タスク/ニューラルネットワーク/深層学習/人工知能（AI）/空間分布/光検出器/干渉計/データ解析/検出器/磁場/フィルム/リング共振器/共振器/光回路/光導波路/相変化材料/電子回路/導波路/波長多重/ボトルネック/ゲルマニウム/シミュレーション/シリコン/ニューラルネット/マイクロ/集積回路/相変化/半導体/超並列

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発表日：2025年6月6日

固体表面上の氷の形成を操る“水”の構造の秘密を解明

――氷の形成は基板表面付近の水の秩序構造で決まる――

氷の形成（氷核形成）は、大気科学、生物物理学、材料科学において極めて重要な現象であり、例えば雲の生成、飛行機の着氷、凍結保存、さらにはタンパク質結晶化に至るまで広範な現象に関係しています。とりわけ、自然界の氷核形成の多くは、表面が存在する環境で生じる「不均一核形成（heterogeneous nucleation）」であり、その微視的なメカニズムの解明は、氷の生成制御にとって鍵を握っています。　従来の理論的枠組みである古典的核形成理論（以下、CNT：Classical Nucleation Theory）（注6）は、界面自由エネルギーや濡れ角（接触角）といったマクロな熱力学量を用い...

キーワード：機械学習/自由エネルギー/結晶格子/水分子/低次元/分子動力学シミュレーション/核形成/気候モデル/気候変動/相転移/数値シミュレーション/分子構造/ナノマテリアル/材料科学/生産技術/固体表面/前駆体/秩序構造/熱力学/核生成/コーティング/シナリオ/シミュレーション/シリカ/シリコン/ナノスケール/ナノ材料/ネットワーク構造/界面張力/結晶化/結晶成長/高効率化/接触角/動力学/分子シミュレーション/分子動力学/タンパク質結晶/親水性/生物物理学/結晶構造/層構造/生物物理/凍結保存

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発表日：2025年6月3日

機械学習が解き明かす新たな水素化反応メカニズム

―超高密度水素貯蔵材料開発への画期的突破口―

東京大学大学院工学系研究科の佐藤龍平助教と、東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）所長・折茂慎一教授（金属材料研究所兼務）、李昊教授、ケンブリッジ大学クリスピッカード教授らによる国際研究チームは、最先端の機械学習を駆使して「スーパーハイドライド」と呼ばれる超高密度水素化物の合成反応を再現することに成功しました。研究チームは、未知の反応経路にも対応可能な高度な機械学習ポテンシャルを第一原理計算に基づいて構築し、カルシウム水素化物（CaH₂）が高温・高圧環境下でカルシウムスーパーハイドライド（CaH₄）へと劇的に変化する過程を分子動力学シミュレーショ...

キーワード：スーパーコンピュータ/機械学習/分子動力学シミュレーション/超伝導/水素化反応/反応機構/物理化学/水素エネルギー/水素分子/材料科学/反応制御/融点/超伝導材料/カーボンニュートラル/ボトルネック/液状化/材料特性/水素化物/電気抵抗/電子状態/カーボン/シミュレーション/ピコ秒/金属材料/水素化/第一原理/第一原理計算/動力学/分子動力学/量子力学/構造予測/カルシウム

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発表日：2025年5月29日

イジング模型の動的臨界指数の下限z ≥ 2を厳密に証明

―100年来の未解決問題に対しての理論的進展―

東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻の政岡凜太郎大学院生（修士課程2年）、渡辺悠樹准教授、および米ハーバード大学の副島智大研究員による研究グループは、古典統計力学の基本模型であるイジング模型における動的臨界指数zに対して、任意の空間次元で普遍的に成り立つ厳密な下限z ≥ 2を世界で初めて証明することに成功しました。この成果は、動的臨界現象の理解における100年来の未解決問題に対して、理論的なブレイクスルーを与えるものです。イジング模型は、強磁性相転移の記述を目的として1925年にエルンスト・イジング...

キーワード：オープンアクセス/マルコフ連鎖モンテカルロ法/情報理論/ハミルトニアン/マルコフ過程/イジング模型/スピン系/フラストレーション/マルコフ連鎖/確率過程/厳密解/相関関数/相転移現象/超伝導体/統計物理/統計力学/非線形/非線形応答/非平衡/非平衡ダイナミクス/非平衡系/物性物理/量子情報/量子多体系/臨界現象/臨界指数/臨界点/相転移/力学系/スペクトル/モンテカルロ法/超伝導/磁性体/材料科学/スピン緩和/強磁性/シミュレーション/スピン/ダイナミクス/量子情報理論/緩和時間

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発表日：2025年5月27日

競争的相互作用が創り出すカイラル構造を内包した新しいゲル形成メカニズム

　東京大学先端科学技術研究センター高機能材料分野（研究当時、現：同センター極小デバイス理工学分野）の田中肇シニアプログラムアドバイザー（特任研究員／東京大学名誉教授）、オプダムユーリ特任助教（研究当時）、舘野道雄特任助教（研究当時、現：カリフォルニア大学研究員)の研究グループは、荷電コロイド分散系における競合する相互作用がクラスターの階層的な秩序形成をどのように制御するかを数値的に解析しました。電荷のないコロイド系と荷電コロイド系で構造形成に顕著な違いがあることが明らかになりました（図1）。特に、短距離...

キーワード：視覚化/持続性/フラストレーション/対称性/非平衡/非平衡ダイナミクス/非平衡状態/スケーリング/ブラウン運動/相転移/相分離/輸送特性/構造形成/自己組織/キラル/ゲル化/タンパク質凝集/ソフトマテリアル/エネルギー貯蔵/機械的特性/メソスケール/局所構造/コロイド/シミュレーション/ダイナミクス/ナノスケール/ナノメートル/ナノ粒子/ネットワーク構造/パーコレーション/構造制御/生体システム/分子システム/生体内/機能材料/組織化/構造変化/細胞骨格

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発表日：2025年5月22日

空の安全を守りながら、CO2排出低減を実現する

―航空機の既存装備を活用し、燃料消費量と管制負荷の削減を両立―

　東京大学大学院工学系研究科航空宇宙工学専攻の岩田大輝大学院生(研究当時)、野中裕樹大学院生(研究当時)、東京大学先端科学技術研究センター航空宇宙モビリティ分野の伊藤恵理教授らによる研究グループは、航空交通が混雑する空港周辺の空域で、安全な航空機運航と環境負荷低減の両立を実現する新しい降下方式を提案し、関西国際空港への到着機を対象にしたフライトシミュレータ実験により、その有効性と運用実現性を明らかにしました（図1）。　提案手法は、固定飛行経路角（以下、FPA: Fixed-Flight Path Angl...

キーワード：データ駆動/機械学習/産学連携/複雑性/CO2排出量/環境負荷低減/エンジン/シナリオ/シミュレーション/シミュレータ/モビリティ/宇宙工学/環境負荷/航空宇宙工学/航空機/実証実験/二酸化炭素/イミン

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発表日：2025年5月22日

ワクチンに関する誤情報が新型コロナウイルス感染症死亡者数に与えた影響を解明研究成果

東京大学国際高等研究所新世代感染症センターの古瀬祐気教授と、東北大学大学院医学系研究科の田淵貴大准教授による研究チームは、ワクチンに関する誤情報が新型コロナウイルス感染症のワクチン接種率、ひいては死亡者数に及ぼした影響について、数理モデルを用いた反実仮想シミュレーションによって明らかにしました。新型コロナウイルス感染症の流行に際して、日本を含め世界中でさまざまな誤情報が拡散しました。ワクチンの有効性や安全性に関する内容も多く、これらの誤情報がワクチン忌避につながったことが多くの先行研究で報告されています。しかしながら、それが結果としてどの程度の影響を与...

キーワード：シナジー/アンケート調査/シナリオ/シミュレーション/変異株/ウイルス感染症/パンデミック/新型コロナウイルス/イミン/自閉症/ウイルス/ワクチン/感染症/健康格差/新型コロナウイルス感染症/新型コロナウイルス感染症

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発表日：2025年5月21日

代謝ダイナミクスの応答性とネットワーク構造の関係に新たな知見

今回、東京大学大学院理学系研究科の姫岡優介助教と古澤力教授は、大腸菌代謝の微分方程式モデルを用いて、代謝状態が外乱などを受けた場合の「応答の強さ」を決める因子の研究を行なった。その結果、代謝状態が外乱に対して強い応答を示すには①ATP...

キーワード：化学物質/微分方程式/計算機シミュレーション/光合成/力学モデル/シミュレーション/ダイナミクス/ネットワーク構造/動力学/分子システム/発酵/リン酸/代謝工学/微生物/アデノシン/代謝物質/筋肉/大腸/ATP/合成生物学/細胞代謝/代謝物/大腸菌

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発表日：2025年5月12日

再生医療向け幹細胞培養のプロセス設計をデジタル化

―数理モデルに基づくデザインスペースを実験的に検証―

東京大学大学院工学系研究科化学システム工学専攻の杉山弘和教授と林勇佑助教、廣納敬太大学院生（研究当時）らによる研究グループは、名古屋大学大学院創薬科学研究科の加藤竜司准教授、大阪大学大学院工学研究科の紀ノ岡正博教授らとの共同研究により、再生医療向け間葉系幹細胞（Mesenchymal stem cell: MSC）の培養プロセスを対象に、品質を満たす運転条件であるデザインスペース（Design space: DS）を決定するための新規アルゴリズムを開発し、その実験的検証に成功しました。近年、製薬産業ではDSに立脚した医薬品製造が重要視されています。しかし、MSCの培養プロセスは...

キーワード：アルゴリズム/オープンアクセス/品質管理/微分方程式/確率論/モンテカルロシミュレーション/プロセス設計/生物工学/デジタル化/マネジメント/リスクマネジメント/システム工学/シミュレーション/モデル化/物理モデル/生体内/生体組織/自己複製/自己複製能/脊髄損傷/妥当性/間葉系幹細胞/軟骨/遺伝子治療/幹細胞/再生医療/細胞増殖/細胞培養/創薬/遺伝子

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発表日：2025年5月8日

べき乗則の背後に同期現象の存在

―ある普遍的現象が別の普遍的現象を誘発―

東京大学大学院新領域創成科学研究科の三井譲大学院生（研究当時、現：九州大学助教）と郡宏教授らによる研究グループは、Taylor's law（以下TLと略記）と呼ばれる平均と分散の間に成立するべき乗則が、同期現象によって誘発される可能性があることを数理モデルによって示しました。TLは、さまざまな分野でその成立が観測されている普遍的な法則であり、特に生態系における生物の個体数変動データにおいて幅広く観測されてきました。また、TLの指数は生物分布の推定に用いられることがあり、生態系において観測されるTLの指数に2が多いことが分かっています。しかしながら、どのよ...

キーワード：非同期/時系列データ/同期現象/微分方程式/非線形/振動子/シミュレーション/ダイナミクス/ネットワーク構造/生態系/生態学/心臓/イミン/疫学

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発表日：2025年4月30日

2024年能登半島地震の起こり方は活断層の「かたち」に支配されていた

シミュレーションにより大地震の特徴を事前に把握できる可能性

東京大学大学院理学系研究科の安藤亮輔准教授と東北大学災害科学国際研究所の福島洋准教授、東北大学大学院理学研究科の吉田圭佑准教授、産業技術総合研究所の今西和俊副研究部門長による研究チームは、2024年能登半島地震の断層破壊過程が断層の「かたち」に支配されていたことを世界で初めて解明しました。この地震では、既知の海底活断層が滑り半島北岸が隆起しましたが、場所による隆起量の大きな違いや破壊過程中盤での断層滑りの急加速など、複雑な現象が生...

キーワード：3次元形状/スーパーコンピュータ/活断層/空間分布/応力場/火山観測/地震波/動的破壊/日本列島/微小地震/衛星/衛星観測/数値シミュレーション/合成開口レーダ/シミュレーション/シミュレータ/センシング/マルチスケール/モデル化/リモートセンシング/人工衛星/大規模シミュレーション/大地震/地震災害/地震動/分解能/防災・減災/摩擦力/高分解能

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発表日：2025年4月23日

血糖制御能力の低下を簡便かつ早期に同定する手法の開発

持続血糖測定装置を用いた耐糖能評価法

東京大学大学院医学系研究科の杉本光大学院生と、同大学大学院理学系研究科の黒田真也教授、神戸大学医学系研究科の小川渉教授らによる研究グループは、持続血糖測定装置（CGM）から血糖制御能力を推定する新たな方法を開発しました。本研究では、血糖の平均値や変動幅に加えて、CGMを用いて測定した血糖波...

キーワード：シミュレーション/インスリン分泌/オミクス/冠動脈/合併症/膵臓/インスリン感受性/ホルモン/臓器連関/日常生活/評価法/インスリン/スクリーニング/早期発見/糖尿病/非侵襲

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発表日：2025年4月17日

不純物輸送が拓く結晶成長の二つの道

　東京大学先端科学技術研究センターの田中肇シニアプログラムアドバイザー（特任研究員）／東京大学名誉教授、復旦大学ホアンガオキョン博士、ファンファン博士、シャンドン博士、チェンイェンシュアン博士、タンペン教授の国際共同研究グループは、単一粒子レベルで不純物の輸送を可視化し、結晶成長のダイナミクスに対して不純物がどのような影響を与えるかについて、研究を行いました。これまで、不純物の輸送が結晶成長に及ぼす影響を粒子レベルで理解することは、結晶化が物理科学や工業分野において重要なプロセスであるにもかかわらず、実験的に困難でした。　研究グループは、...

キーワード：トラスト/最適化/熱揺らぎ/揺らぎ/ガラス転移/異方性/核形成/光学材料/材料科学/過冷却/非晶質/アモルファス/じん性/金属ガラス/材料設計/核生成/コロイド/シミュレーション/ダイナミクス/ポリマー/レーザー/機能性材料/結晶化/結晶成長/構造制御/半導体/微細構造/分解能/ガラス状態/機能性/結晶構造/共焦点顕微鏡/動的構造

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発表日：2025年3月31日

二次元格子をひねって重ねると一次元超格子が出現

――二次元原子層物質が一次元物性研究の新しいプラットフォームに――

東京大学生産技術研究所の張奕勁助教と町田友樹教授らの研究グループは、北陸先端科学技術大学院大学ナノマテリアル・デバイス研究領域の大島義文教授および高村由起子教授の研究グループ、大阪大学大学院理学研究科の越野幹人教授の研究グループと共同で、原子層物質の人工ツイスト二層構造において一次元の周期性を持つモアレ超格子が実現できることを明らかにしました。　本研究では、二テルル化タングステン（WTe2）の原子層二枚を使用し、それぞれの結晶方位に角度差（ツイスト角）を付けた状態で人工的に重ね合わせた構造（ツイスト二層構造）を...

キーワード：産学連携/セレン/三角格子/対称性/低次元/二次元物質/物質科学/異方性/周期性/超伝導/ナノマテリアル/モリブデン/トポロジカル/原子層/原子層物質/光起電力/電子線/材料科学/生産技術/タングステン/h-BN/顕微分光/超格子/二硫化モリブデン/原子配列/単結晶/電子回折/カーボン/カーボンナノチューブ/グラフェン/シミュレーション/ナノメートル/マイクロ/結晶方位/積層構造/電子顕微鏡/透過型電子顕微鏡(TEM)/ナノチューブ/分子システム/結晶構造/層構造/ラット

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発表日：2025年3月28日

大規模言語モデルを用いた有機分子設計手法の開発

―AIと対話して分子を設計―

東京大学大学院工学系研究科の伊東周昌大学院生、村岡恒輝助教、中山哲教授は、大規模言語モデル（LLM）による有機分子設計手法を開発しました。蓄積された科学的な知識とシミュレーション結果を自然言語を介して活用することで、LLMを有機分子設計に活用できることを示しました。有機分子を目的の応用に適した形に設計することは複雑なタスクであり、経験を積んだ実験化学者による試行錯誤が必要です。そのため、コンピュータを用いた大量の情報処理が可能になった現代でも、新しい有機分子の開発は実験化学が先導しています。そこで、実験化学の経験知と、コンピュータの情報処理能力を組み合わせた共創的な有機分...

キーワード：データ駆動/アルゴリズム/インターネット/コンテンツ/タスク/機械学習/言語モデル/自然言語/人工知能（AI）/準安定/有機分子/テキストデータ/地球環境/システム工学/シミュレーション/フィードバック/環境問題/結晶化/多孔質/多孔質材料/分子シミュレーション/有機物/結晶構造/結晶性/予測モデル/カチオン/ラット/医薬品開発/創薬/分子設計

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発表日：2025年3月27日

受容体のオンオフを制御する新たな仕組み

―立体構造解析から明らかになった脂肪酸の長さを認識する受容体の構造基盤と開発薬が作用するユニークな機序―

　私たちの健康維持に重要な働きを担う短鎖脂肪酸は、食物繊維が腸内細菌によって分解されることで作られる物質です。この短鎖脂肪酸は、私たちの腸や脂肪組織、膵臓、免疫細胞の細胞膜上に存在する短鎖脂肪酸受容体（FFA2）を介して、代謝や免疫の制御など、様々な生理作用を引き起こします。近年、FFA2は生活習慣病や炎症性腸疾患の治療標的と...

キーワード：免疫機能/産学連携/分子動力学シミュレーション/クローン/電子線/シミュレーション/極低温/電子顕微鏡/動力学/分解能/分子動力学/免疫調節/クライオ電子顕微鏡/大腸炎/腸管上皮細胞/免疫系/クローン病/機能解析/細胞膜/腸管上皮/炎症性腸疾患/炎症反応/脂肪組織/治療標的/膵臓/ホルモン/脂肪細胞/神経伝達物質/生理機能/大腸/短鎖脂肪酸/GPCR/Gタンパク質/アミノ酸/シグナル分子/ヘリックス/リガンド/構造変化/脂肪酸/受容体/上皮細胞/生理活性/生理活性物質/阻害剤/創薬/腸炎/脳機能/免疫細胞/立体構造/立体構造解析/臨床試験/コミュニケーション/細菌/細菌叢/脂質/生活習慣病/腸内細菌/腸内細菌叢/潰瘍性大腸炎/疼痛

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発表日：2025年3月25日

コロイド分子の秩序形成メカニズムを解明

東京大学先端科学技術研究センター高機能材料分野の田中肇シニアプログラムアドバイザー（特任研究員／東京大学名誉教授）、中国科学技術大学トンフア教授、復旦大学ホアンファンガ博士、ロンユージエ博士、チェン・ヤンシュアン博士、ホアンジーピン博士、ニージーホン教授、リーウェイ教授、タンペン教授の研究グループは、分子のような形態を持つコロイド分子の形成機構について研究を行いました。コロイド分子（Colloidal Molecules, CMs）は、分子のような構造と動的な性質を持つ人工的なコロイドクラスターであり、マクロ分子やタンパク質と似た挙動を示します。これらは階層的に組織化された...

キーワード：トラスト/プロトコル/最適化/情報学/産学連携/幾何学/原子核/集団運動/対称性/非対称性/非平衡/非平衡系/分子動力学シミュレーション/閉じ込め/揺らぎ/エントロピー/相転移/衛星/構造形成/自己組織/静電相互作用/超構造/ソフトマテリアル/材料科学/スマート材料/コロイド粒子/熱力学/コロイド/シミュレーション/ダイナミクス/レーザー/界面活性剤/階層構造/機能性材料/構造制御/動力学/導電性/微細構造/不確定性/分子動力学/量子力学/分子システム/生物物理学/機能材料/機能性/層構造/組織化/ゆらぎ/生物物理/ナノテクノロジー/バイオテクノロジー/ラット/共焦点顕微鏡/動的構造

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発表日：2025年3月13日

100

複雑なナノスピン構造に由来する物性を予測する第一原理計算手法を開発

―次世代高速・低消費エネルギーのスピントロニクス素子開発に貢献―

磁性体では、スピンと呼ばれる電子の自由度が規則性を持って並びます。このスピンが同一平面上で並ばず、三次元的に配向する非共面スピン構造(注１)に由来する物性は、次世代のスピントロニクス(注２)素子への応用が期待されていますが、その微視的、定量的な計算は非常に難しいことが知られています。第一原理計算(注３)に基づく新手法を開発し、ナノスケールの非共面スピン構造を持つ物質の電...

キーワード：産学連携/トポロジー/幾何学/磁気構造/中性子散乱/ガドリニウム/ホール効果/中性子/電気伝導度/磁場/数値シミュレーション/波動関数/ケイ素/スキルミオン/トポロジカル/磁気モーメント/磁性体/メモリ/超格子/量子デバイス/エネルギー消費/金属間化合物/磁性材料/電気伝導/電子状態/シミュレーション/スピン/スピントロニクス/ナノスケール/ナノメートル/モデリング/金属材料/第一原理/第一原理計算/密度汎関数理論/量子力学/結晶構造/スキル/パラジウム/ラット

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発表日：2025年3月10日

101

巨大火山噴火が促す酸化的世界の幕開け

—— 太古代末期の「酸素のゆらぎ」の要因を解明——

東京大学大学院理学系研究科の渡辺泰士客員共同研究員および田近英一教授、東京科学大学理学院の尾﨑和海准教授、海洋研究開発機構の原田真理子副主任研究員、筑波大学生命環境系の松本廣直助教らによる研究グループは、太古代末期に発生した「酸素のゆらぎ」...

キーワード：進化論/産学連携/酸素濃度/温室効果ガス/セレン/火山噴火/海洋/ジルコン/バクテリア/マグマ/マントル/因果関係/温室効果/火山ガス/火山活動/火成活動/花崗岩/海洋地殻/原生代/玄武岩/洪水玄武岩/深層水/太古代/堆積物/大陸地殻/炭酸塩/地球化学/地質学/沈み込み/沈み込み帯/白亜紀/化学進化/惑星/モリブデン/シアノバクテリア/共進化/光合成/レニウム/地球環境/シミュレーション/栄養塩/二酸化炭素/リン酸/海洋生物/生態系/海洋生態/海洋生態系/物質循環/ゆらぎ/カルシウム/細菌

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発表日：2025年3月5日

102

様々な感染症の流行時に人々が取る行動を数学的に予測する

――健康リスクと社会的コストの最適バランスはナッシュ均衡で決まる――

東京大学生産技術研究所のサイモン・シュニーダー特任助教、京都大学のジョン・モリーナ助教および山本量一教授、英国ウォーリック大学のマシュー・ターナー教授からなる国際研究チームは、感染症の流行におけるソーシャルディスタンスの役割を、数学的手法を用いて明らかにしました。危険な感染症の流行に直面すると、人々は社会経済的なコストを払いながらも、感染による健康リスクを減らすために自発的にソーシャルディスタンスを取るようになります。この現象はこれまで数値シミュレーションを用いて研究されてきましたが、解析的に厳密解を導き出すことは困難でした。　本研究では、合理的な判断に基づいて時間的に...

キーワード：ゲーム/最適化/情報学/ナッシュ均衡/ゲーム理論/産学連携/基本再生産数/ソフトマター/厳密解/逆問題/最適化問題/数値シミュレーション/生産技術/健康リスク/シミュレーション/モデル化/化学工学/再生産/HIV/疫学/感染症/新型コロナウイルス感染症

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発表日：2025年3月4日

103

メモリとプロセッサを分離した新たな量子コンピュータのアーキテクチャを提案

東京大学大学院理学系研究科小堀拓生大学院生（当時日本電信電話インターン生）と藤堂眞治教授、日本電信電話株式会社の鈴木泰成研究員と徳永裕己研究員、理化学研究所量子コンピューター研究センターの上野洋典基礎科学特別研究員、そして九州大学大学院システム情報科学研究院の谷本輝夫准教授らによる研究グループは、従来の計算機の基本設計であるロードストア型計算機の考え方を量子計算機に適用した、新たな誤り耐性量子計算...

キーワード：アーキテクチャ/キャッシュ/ハードウェア/プロセッサ/誤り訂正/コンピューティング/誤り訂正符号/プログラミング/プログラミング言語/メディア研究/計算機アーキテクチャ/計算機システム/最適化/情報学/人工知能（AI）/符号化/量子計算/産学連携/計算量/量子コンピュータ/量子情報/量子情報処理/量子通信/ノイズ/超伝導/クローン/量子ビット/メモリ/量子デバイス/評価手法/量子コンピューティング/HPC/シミュレーション/量子力学/論理回路/ラット/異分野融合

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発表日：2025年2月14日

104

【研究成果】赤ちゃん星のスピンダウン：大規模シミュレーションでそのメカニズムを発見

──太陽の進化解明に期待──

　大阪大学大学院理学研究科の髙棹真介助教、久留米大学の國友正信講師、東京大学の鈴木建教授、国立天文台の岩﨑一成助教、東北大学大学院理学研究科の富田賢吾准教授らの研究グループは、ガスを食べて成長中の赤ちゃん星、すなわち原始星の大規模シミュレーションを実施することで、原始星がどんどんと回転の勢いを弱めていく新機構（スピンダウン機構）を発見しました。　原始星は回転する原始惑星系円盤のガスを食べることで、回転の勢いを表す「角運動量」を増加させていきます。そのうえ原始星は徐々に半径も縮めていくため、まるでフィギュアスケート選手が腕や脚を縮めて回転の勢いを増していくように、原始星の回転も速くな...

キーワード：スーパーコンピュータ/計算機システム/情報学/進化計算/産学連携/遠心力/内部構造/原始星/原始惑星系円盤/磁場/星形成/太陽/天文学/惑星/惑星形成/シナリオ/シミュレーション/スピン/大規模シミュレーション/妥当性

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発表日：2025年2月14日

105

コアセルベート形成の新しいメカニズムの発見

―細胞内凝集とハイドロゲル形成の理解に革新をもたらす―

東京大学先端科学技術研究センター高機能材料分野の田中肇シニアプログラムアドバイザー（特任研究員／東京大学名誉教授）、ユアンジャアシン特任研究員(研究当時、現：香港科学技術大学助教)の研究グループは、数値シミュレーションを用いて、溶液中の異符号の電解質高分子の相分離によって形成されるコアセルベートの形成機構について研究を行いました。コアセルベート（coacervate）とは、異なる成分が水溶液中で相分離し、液滴状ま...

キーワード：産学連携/混合状態/水溶液/非平衡/非平衡現象/イオン化/相分離/数値シミュレーション/高分子電解質/アニオン/高分子/材料科学/生産技術/ハイドロゲル/動的挙動/コロイド/シミュレーション/ダイナミクス/ネットワーク構造/化学工学/高分子材料/数値解析/多孔質/電解質/動力学/粘弾性/流体力/流体力学/機能材料/生体組織/病理/病理学/不均一性/RNA/アルツハイマー病/カチオン/ストレス応答/スルホン酸/凝集体/細胞分裂/神経変性/神経変性疾患/ストレス

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発表日：2025年2月13日

106

超均一ガラス状態の生成

―結晶のような性質を持つガラス―

ジャミング転移点を超える高密度状態において、新たな数値手法を用いることで、極めて高い密度均一性を持つ不規則構造のガラス状態、すなわち「超均一ガラス」の生成に成功した。超均一ガラスの熱力学的および力学的安定性が従来のガラスに比して極めて高く、結晶に類似した特性を示すとともに、ジャミング転移点における超均一状態との差異を明らかにした点に新規性がある。超均一ガラス状態は、卓越した振動的、動力学的、熱力学的、および機械的安定性を有することから、ガラスのさらなる安定化や、不規則構造を有する高性能メタマテリアルの開発に寄与する可能性が期待される。...

キーワード：フィルタリング/アルゴリズム/プロトコル/最適化/情報学/産学連携/空間分布/スケーリング則/過冷却液体/確率過程/確率論/長距離相互作用/統計力学/熱容量/非平衡/非平衡状態/保存量/密度揺らぎ/揺らぎ/臨界現象/臨界点/エントロピー/ガラス転移/スケーリング/内部構造/スペクトル/密度ゆらぎ/振動スペクトル/電子輸送/物質設計/材料科学/過冷却/ガラス転移温度/バンドギャップ/フォトニックバンドギャップ/光通信/準結晶/非晶質/せん断/メタマテリアル/動的挙動/熱力学/コロイド/シミュレーション/センサー/ひずみ/ひび割れ/プラスチック/ポリマー/モデル化/レーザー/屈折率/周波数/振動モード/超音波/電磁波/動力学/半導体/流体力/流体力学/ガラス状態/機能材料/機能性/緩和時間/SPECT/ゆらぎ/力学的性質/規則構造

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発表日：2025年1月9日

107

重い材質のマイクロプラスチックの行方

―過去65年間の北太平洋の海底蓄積を推定―

東京大学大気海洋研究所の伊藤進一教授の研究グループは、1951年から2015年の65年間に北太平洋の海底に堆積した沈降性マイクロプラスチックの分布を数値モデルで推定しました。本研究では、北太平洋の各河川から流出する海水よりも重い沈降性マイクロプラスチックの海底への堆積を、粒子追跡モデルを用いて、世界で初めて推定しました。シミュレーション推定結果から、黒潮などの強い海流によって、粒径が小さい沈降性マイクロプラスチックが沖合へと輸送されるため、22％が放出地点から100km以上沖合に堆積している...

キーワード：産学連携/沿岸海洋/マイクロプラスチック/海洋/海洋大循環/海洋大循環モデル/北太平洋/数値シミュレーション/微細化/シミュレーション/プラスチック/マイクロ/数値モデル/海洋生物/生物資源/粒子追跡

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発表日：2025年1月7日

108

コロイドの粘弾性相分離を律速する溶媒の流れの役割を解明

東京大学先端科学技術研究センター高機能材料分野の田中肇シニアプログラムアドバイザー（特任研究員／東京大学名誉教授）、舘野道雄特任助教(研究当時、現カリフォルニア大学研究員)、ユアンジャアシン特任研究員(研究当時、現香港科学技術大学助教)の研究グループは、数値シミュレーションにより、コロイド分散系の粘弾性相分離を研究し、相分離構造の成長速度を特徴づける成長指数νが、溶媒の流れの影響によりどのように決定されるか...

キーワード：ドロップレット/情報学/産学連携/ソフトマター/ソフトマター物理/統計物理/臨界点/パターン形成/ブラウン運動/相分離/粘弾性緩和/数値シミュレーション/自己組織/高分子/ソフトマテリアル/生産技術/コロイド粒子/粘性流体/ドメイン構造/熱拡散/コロイド/シミュレーション/ダイナミクス/ネットワーク構造/マイクロ/化学工学/拡散係数/多孔質/動力学/粘弾性/微粒子/摩擦係数/流体力/流体力学/生体内/機能材料/組織化/凝集体/生体分子

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発表日：2025年1月7日

109

光量子計算プラットフォームに世界で初めて量子性の強い光パルスを導入

―スパコンを超える光量子コンピュータへ突破口―

国立大学法人東京大学大学院工学系研究科の武田俊太郎准教授および吉田昂永大学院生（当時）らの研究チーム、日本電信電話株式会社（以下、NTT）、国立研究開発法人情報通信研究機構（以下、NICT(エヌアイシーティー)）は、量子性の強い光パルスで計算できる世界初の汎用型光量子計算プラットフォームを実現しました。近年、光の連続量方式での汎用的な計算を目指した光量子計算プラットフォームが目覚ましく進展し、量子コンピュータの有望な方式として期待されています。しかし、これまで実現されたプラットフォームは全て、行える演算の種類が「線形演算」のみに限定された不完全なものであり、...

キーワード：ハードウェア/プロセッサ/誤り訂正/不完全性/機械学習/最適化/情報学/人工知能（AI）/量子計算/情報通信/産学連携/パルス/非線形/揺らぎ/量子コンピュータ/量子テレポーテーション/量子もつれ/検出器/超伝導/量子ビット/スクイーズド光/メモリ/光回路/光通信/導波路/非線形光学/非線形光学効果/HPC/シミュレーション/シリコン/プロトタイプ/実証実験/周波数/量子アニーリング/量子力学/ウシ/心臓/力学的性質/イミン/ラット/ICT

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発表日：2025年1月6日

110

半導体露光プロセスのみで平面レンズを作製する手法を開発

——可視光平面レンズの大量生産を可能に——

東京大学大学院理学系研究科の小西邦昭准教授、山田涼平特任研究員（当時）らと、JSR株式会社の岸田寛之氏らによる研究グループは、半導体露光プロセスのみを用いて平面レンズを大量生産することが可能な手法を開発することに成功しました。光学レンズは長らく研磨技術で作製されてきましたが、近年、光の波長と同程度以下の大きさのサブミクロン構造を用いてレンズの機能を実現するメタレンズ...

キーワード：プロファイル/情報学/産学連携/パターン形成/数値計算/エッチング/ドライエッチング/トランジスタ/リソグラフィー/レンズ/可視光/微細化/紫外線/半導体産業/シミュレーション/スピン/センサー/光学素子/電子顕微鏡/電磁波/半導体/微細加工/微細構造/分解能/微細加工技術/干渉効果/ラット/スマートフォン

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発表日：2025年1月0日

111

過去20年にわたる全大気再解析データの作成に成功

—— 宇宙の下端までカバーする世界初の大気再解析データ「JAWARA」を公開——

東京大学大学院理学系研究科の佐藤薫教授と、小新大特任研究員（研究当時　現：米国大気科学研究所に日本学術振興会海外特別研究員として滞在）、海洋研究開発機構の渡辺真吾上席研究員ほかによる研究グループは、地上から宇宙の下端にあたる高度110kmまでをカバーする全大気を対象とする長期再解析データの作成に成功しました。...

キーワード：産学連携/極域/極地/対流圏/海洋/学際研究/高エネルギー/高エネルギー粒子/太陽フレア/気候変動/成層圏/大気重力波/大気循環/大気大循環/中層大気/宇宙科学/衛星/衛星観測/重力波/太陽/大気大循環モデル/3次元構造/シミュレーション/データ同化/階層構造/人工衛星/数値モデル/大気現象/物質循環/層構造/予測モデル

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発表日：2025年1月8日

112

記者発表】ガラス形成液体の遅いダイナミクスの微視的機構の解明

　東京大学先端科学技術研究センター田中肇シニアプログラムアドバイザー（特任研究員）/東京大学名誉教授（研究開始当時：生産技術研究所教授）と同大学工学系研究科物理工学専攻石野誠一郎博士課程学生（研究当時）、松山湖材料研究所フ― ユアンチャオ教授（研究開始当時：生産技術研究所学振外国人特別研究員）の研究グループは、ガラス形成液体のモデルを用いた数値的研究を通じて、基本的な粒子再配置モードである「T1プロセス」が液体の構造秩序と動的挙動にどのように関係しているかについて、粒子個々の運動に着目して微視的レベルで解明しました。　液体が結晶化する温度よりも低い状態で...

キーワード：最適化/自由エネルギー/情報学/産学連携/結晶格子/トポロジー/過冷却液体/対称性/統計物理/統計物理学/閉じ込め/揺らぎ/ガラス転移/数値シミュレーション/X線解析/有機分子/生産技術/フラジリティ/過冷却/融点/ガラス転移温度/温度依存性/秩序構造/動的挙動/アモルファス/活性化エネルギー/局所構造/構造緩和/材料設計/シミュレーション/シリカ/ダイナミクス/プラスチック/結晶化/数値解析/ガラス状態/配向性/機能材料/緩和時間/結晶構造

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発表日：2025年1月6日

113

EV充電から解放、走り続けられるモビリティ社会像を提示

――市街地で「無限走行」を実現させる走行中ワイヤレス給電の最適配置――

　電気自動車（EV）の普及を妨げていた短い航続距離と長い充電時間の課題に対し、東京大学生産技術研究所の本間裕大准教授らの研究チームは、走行中ワイヤレス給電システム（DWPT、注1）を用いた「無限走行」の実現に向けたモビリティ社会像を提示しました。DWPTは、道路に埋め込まれたコイルから走行中の車両に電力を供給することで、充電待ちを不要にし、都市内のEV移動を支援します。埼玉県川越市を対象とした数理最適化と詳細交通シミュレーションの結果、全道路長約150kmのうち、わずか2,359m（1.6%未満）のDWPT敷設で、市内の全車両が無限に走行し続けられることを示しました。ま...

キーワード：離散最適化/自動運転/最適化/情報学/実証分析/数理最適化/待ち行列/産学連携/低炭素社会/最適化問題/磁場/トレードオフ/生産技術/最適配置/低炭素/交通シミュレーション/高速道路/道路ネットワーク/シナリオ/シミュレーション/モデル化/モビリティ/ワイヤレス給電/自動車/電気自動車/イミン

他の関係分野：情報学複合領域環境学数物系科学生物学工学