生命活動に不可欠な酸素循環は，血液中の主要な細胞である赤血球と，血管を介した組織との間の酸素授受によって達成されます。このプロセスは，赤血球膜*4に覆われた細胞内のヘモグロビンが肺で取り込まれた酸素と結合し，輸送先の各臓器で酸素を解離するという，化学反応と物質輸送に支持されています。このように，生体内の酸素動態は，物理的界面である赤血球膜と血管を介して，化学反応・移流・拡散・消費といった階層が異なる複数の現象が同時に進行するため，その全体像を捉えることは実験的にも計算科学的にも困難とされてきました。一方で，酸素動態の可視化は，生命活動の根幹を描像することそのものであり，その技術的達成が望ま...

総観スケール（数日のスケール）でみられるモンスーンジャイア（モンスーン渦）は主として熱帯低気圧（台風）の外側循環（水平規模～2500km）によって形成されている。新しい台風の外側循環に交替することでモンスーンジャイアは持続し、水蒸気コンベアベルトがその外側循環の交替に大きく寄与している。10日平均や月平均場では、モンスーンジャイアは積雲対流加熱に対するロスビー波（※1）応答の性格が強まる。このように多重時間スケールの構造がモンスーンジャイアの本質である。論文情報盛夏期（特に８月）の日本の南方海上に出現する巨大な反時計回りの渦はモンスーンジ...

「量子もつれ」の構造の解明は、理論物理と量子情報の双方にとって中心的課題ですが、これまでの研究の多くは1+1次元に限定されています。量子もつれ構造の解析は1+1次元を超えると急激に難しくなり、高次元の量子もつれ構造に対する新しい解析手法が望まれていました。九州大学高等研究院の楠亀裕哉准教授（理化学研究所数理創造研究センター客員研究員を兼務）、カリフォルニア工科大学の大栗博司教授（東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構教授を兼務）およびSridip Pal研究員からなる共同研究グループは、近年素粒子論において高次元理論の解析を大きく前進させた「熱的有効理論」と呼ばれる手法に...

ヒト血液の輸送は特定の周波数を有する拍動流であることからも、非定常な流れ(※3)（時間的に変化する流れ）における変形粒子の挙動の解明は、生命現象を維持する力学の理解にとどまらず、医療デバイス設計に関わる基礎的知見と言えます。しかしながら、流路中を流れる粒子の変形と位置を実験的に追跡することは困難であるため、細胞のような柔軟な粒子がそもそも流路内の拍動流中で「どこ」を「どのように」安定して流れるのか、という物理は自明ではありませんでした。九州大学大学院工学研究院の武石直樹准教授は、京都大学数理解析研究所の石本健太准教授、東京電機大学工学部の横山直人教授および沖縄科学技術大学院大学のM...

令和6年（2024年）9月21日午前を中心に能登半島北部で記録的な豪雨が発生し、同時多発的な斜面崩壊や土石流・泥流による甚大な災害が引き起こされました。秋雨前線の降水帯が対馬海峡から能登半島へ延び、半島北部では48時間積算のレーダー解析雨量の最大値が512mmに達していました。本研究で、九州大学大学院理学研究院の川野哲也助教と川村隆一教授の研究グループは、高解像度数値シミュレーションと大気再解析データを併用して、能登半島奥能登地域に記録的豪雨をもたらした降水システム（線状降水帯を含む）を再現し、その発生・持続メカニズムの全容を解明しました。解析結果から、①本豪雨は台風14号（Pul...