Faculty

量子ビーム科学

准教授

住友 洋介Yoske Sumitomo

研究者情報
住友 准教授

相対論的高エネルギー粒子集団に秘める科学への挑戦

量子ビームは、相対論的領域の高いエネルギー粒子集団を用いることで、原子や分子レベルでの物理現象の制御を可能とし、新規材料開発などの産業応用やがん治療などの医療応用も含めて我々の生活を豊かにする最先端の技術です。船橋校舎には、1億電子ボルト(100 MeV)もの高いエネルギーの電子ビームが生成可能で、自由な研究用途で用いることのできる国内では稀有な加速器があります。この特徴を活かし、当研究室では加速器や放射線科学に関する実験やシミュレーションを活用した研究を行っています。

日本大学の加速器は、多くの電子パルスから形成される電子ビームを一度に加速生成する性能を有しています。このビームを用いると物質や電磁場などとの多くの繰り返す相互作用を実現でき、通常の線形的反応とは大きく異なる非線形現象を引き起こせます。加速器に設置されている自由電子レーザー装置では、この繰り返す相互作用による非線形的な増幅過程を経て、高いピーク強度を持つ中赤外フェムト秒レーザーの生成が可能です。更には、宇宙で起こっている謎の超高輝度放射現象の解明に向け、多くの繰り返し相互作用を鍵とした実験室的検証プロジェクトを進行させています。

高いエネルギーのビームは原子や原子核内部へと到達し、相互作用からガンマ線や中性子線を含む放射線を発生します。当研究室では加速器由来の放射線、または放射性同位体線源を利用した放射線科学の研究を十分な安全管理の上で行っています。例えば、加速器での電子ビームが物質に当たり発生するガンマ線はシンチレーション検出器で測定でき、サイズや乱雑さを含めたビーム特性情報の取得に利用可能です。

放射線を含む物理のみならず、マイクロ波や赤外、X線、ガンマ線に至る幅広い計測装置についての知識獲得、また、制御や統計データ解析の力を養い、将来役に立つ技能を身につけられます。

所属学会

日本物理学会
日本加速器学会
日本放射光学会
日本工学教育協会

主な研究業績

加速器を用いた高輝度光生成に関して、特に中赤外フェムト秒レーザーやテラヘルツ光に関連した論文があり、加速器学会の年会賞の受賞や、外部研究費を頂いて実験研究をしています。最近は宇宙の未知の放射現象を解明するための実験室的検証プロジェクトも始動させ、国際会議での招待講演も行いました。実は、昔に超弦理論を用いて宇宙論を研究していたこともあり、国際的に高い評価を頂いている論文がいくつかあったりもします。なお、2021年に放射線取扱に関する最上位の国家資格(免状)を取得しています。詳細は理工学部webサイトの学科情報から物理学科「研究情報」を参照してください。

CSTサイエンスアカデミー

その他