量子宇宙惑星環境連携研究部門
研究概要
部門長Department head
吉川顕正・理
部門の目的
宇宙惑星探査、地球環境観測における量子系と量子技術の研究。
3〜5年の主な取り組み
太陽地球電磁擾乱による量子計測への評価、宇宙空間計測データのトポロジカル解析、量子データ転送に関する基礎研究。強い放射線に暴露されたDNA変異検出、DNA修復機構の解析。近赤外線レーザー合成開口レーダを用いた宇宙領域認識。量子計測を用いた宇宙機の自律航法技術の基礎研究。
将来想定されるテーマ及び波及効果
宇宙プラズマ環境の量子計算アルゴリズムを用いた研究。
生物の遺伝子情報と宇宙環境要因の影響の解明。
量子計測を用いた宇宙機の自律航法を想定した小天体ミッション設計・解析。
主な研究テーマ
太陽地球電磁擾乱と量子計測への影響、宇宙空間計測データのトポロジカル解析、量子データ転送に関する基礎研究
吉川教授
近赤外線レーザー合成開口レーダを用いた宇宙領域認識
量子計測を用いた宇宙機の自律航法技術の基礎研究
花田教授／坂東教授
惑星進化と分⼦化合物の進化理論と宇宙実験に向けた検討
岡崎准教授
拡張大気圏・ダイナモ・電離圏・磁気圏結合モデルの開発
三好教授
メンバーMember
吉川 顕正
教授
所属理学研究院
研究分野流体圏・宇宙圏科学
Liu Huixin
教授
所属理学研究院
研究分野流体圏・宇宙圏科学
齋藤 大介
教授
所属理学研究院
研究分野情報生物学
佐竹 暁子
教授
所属理学研究院
研究分野動態生物学
高橋 達郎
教授
所属理学研究院
研究分野統合生物学
奈良岡 浩
教授
所属理学研究院
研究分野太陽惑星系物質科学
町田 正博
教授
所属理学研究院
研究分野太陽惑星系物質科学
松本 聡
教授
所属理学研究院
研究分野地震学・火山学
三好 勉信
教授
所属理学研究院
研究分野流体圏・宇宙圏科学
花田 俊也
教授
所属工学研究院
研究分野宇宙システム工学
坂東 麻衣
教授
所属工学研究院
研究分野航行ダイナミクス
松清 修一
教授
所属総合理工学研究院
研究分野宇宙流体環境学
岡﨑 隆司
准教授
所属理学研究院
研究分野太陽惑星系物質科学
諌山 翔伍
助教
所属総合理工学研究院
研究分野宇宙プラズマ物理学
- 惑星進化と分⼦化合物の進化理論と宇宙実験に向けた検討, はやぶさ技術を基盤とした宇宙付着実験、サンプリングと分析
- 超多点衛星観測時代に向けた宇宙磁場情報幾何学の創成
- 拡張Frenetフレームネットワークによる磁力線束幾何の研究
- 接続幾何の時空発展を通じた、面（曲率２形式）の崩壊から積分体（積分体３形式）生成を繋ぐ理論体系の構築
- 量子コンピューティングによる運動論的プラズマ計算アルゴリズムの開発
- アルヴェーン波による磁気圏電離圏動的Hall結合過程の理論的研究
- 磁場ネットワークデータからの複合情報分離・抽出に関する研究
- 世界最大の磁場ネットワーク観測システム：MAGDASプロジェクトの運用
- DNA複製とその正確性維持機構、相同組換え、DNA二重鎖切断修復、および各種電離放射線損傷修復のメカニズム理解
- 上記反応のクロマチン上での動作メカニズム解析
- ツメガエル卵核質抽出液を用いた試験管内再現系、および精製タンパク質を用いた生化学的再構成系
- 各種損傷や塩基修復を部位特異的に導入したDNA基質の構築、およびそれを用いたDNA修復、およびエピジェネティック修飾反応の素過程の解析
- DNA損傷応答シグナリングおよび損傷トレランスの分子メカニズムの解明
- 量子計測を用いた宇宙機の自律航法を想定した小天体ミッション設計・解析
- 小天体近傍における重力場推定の可観測性解析
- 不規則重力・太陽輻射圧下での安全接近・ホバリング軌道設計
- 高エネルギー天体現象に伴う相対論的磁気流体波による宇宙線加速の理論研究
- 相対論的大振幅プラズマ波動の励起～非線形発展の解析解の構築と量子論の接続
- 大型レーザー実験における高量子効率カメラを用いた無衝突衝撃波遷移層構造の超高速計測
- 大型数値実験を用いた太陽圏における宇宙線の加速・輸送モデルの構築
- 数値シミュレーションを用いた星・惑星系の形成過程の研究
- 望遠鏡観測による原始惑星系円盤の進化と惑星形成の研究
- 理論研究による宇宙ジェットの駆動機構の研究
- 初期宇宙の天体形成(ファーストスター、ファーストブラックホール)の理論研究
- 連星の形成と進化の研究
- 周惑星円盤と衛星形成の理論研究
- 細胞から個体にまたがる量子生物学
- 細胞挙動における量子生物学
- 細胞分化における量子生物学
- 宇宙空間における脊椎動物の発生
- 量子物理と生物の橋渡し・連携
-
地球外物質中の有機分子の起源・生成過程の研究
宇宙には水素・炭素・酸素・窒素などの元素が多い。とくに星が生まれる領域では炭素を骨格として、これらの元素からなる様々な有機分子が観測される。太陽ー惑星系の誕生時にも多くの有機分子が存在し、生命誕生に重要な役割を果たした考えられ、当時の有機分子は始原的な小惑星や炭素質隕石に記録されている。 - 炭素質隕石中のさまざまな有機分子の分析
- はやぶさ２による小惑星リュウグウ試料から多くの有機分子を検出
- アメリカNASAオシリスレックス計画の共同研究による小惑星ベンヌ試料の分析
- ①地球における宇宙天気現象と解明 Space Weather on Earth
- ②惑星における宇宙天気現象と解明 Space weather on other planets
- ③宇宙天気予報への応用 Space Weather forecast
- 衛星測位をもとにした地殻変形モニタリング
- 測地・地震観測に基づいた地震テクトニクスの研究
- 地震発生域の高密度モニタリングと発生ポテンシャル評価の研究
- 火山噴火発生要件の解明と活動時空間的推移の研究
- スペースデブリ（宇宙ごみ）分布の推移予測
- スペースデブリ発生防止・環境改善策の評価
- 未カタログ物体を効率よく発見する観測計画の研究
- 撮像画像から移動天体を検出するアルゴリズムの研究
- ライトカーブ（光度曲線）から宇宙物体の動態を推定する研究
- 強い放射線に曝露された生物の変異検出
- 宇宙天気の数値シミュレーションに関する研究
- 大気波動と中層・超高層大気変動に関する理論的研究
- 気象・気候変動と中間圏・熱圏変動の関連性に関する研究
- 高エネルギー天体現象に伴う相対論的磁気流体波による宇宙線加速の理論研究
- 高強度レーザーを用いた宇宙線加速の実証的研究と量子メスへの応用
-
宇宙線加速の理論モデル概略図
-
高強度レーザー実験
