プラズマ・核融合基礎学

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プラズマの複雑さを、計算で解く。

プラズマ・核融合基礎学研究室は、宇宙でもっともありふれた物質の状態であるプラズマを、理論と数値シミュレーションで研究しています。
プラズマは荷電粒子がたくさん集まった系で、乱れやすく、予想しにくいふるまいをします。
スーパーコンピュータによる大規模な計算と、統計・乱流・カオスの理論を組み合わせて、その複雑な現象を解き明かします。
カーボンニュートラルなエネルギー源として期待される核融合と、宇宙・天体のプラズマが主な対象です。

Research研究课题

宇宙でもっとも普遍的な物質の状態であるプラズマは、自由度の高い荷電粒子の多体系です。その複雑な非線形・非平衡の現象を、スーパーコンピュータによる数値シミュレーションと、統計・乱流・カオスの理論で調べ、核融合や宇宙・天体プラズマを中心に幅広い理論研究に取り組んでいます。

※示意图

核融合プラズマの乱流と秩序↗

狭い空間に高い圧力のプラズマを閉じ込めると、しばしば乱流になります。独自に開発した大域的ジャイロ運動論シミュレーションコードで、乱流と、自発的にできる帯状流を調べています。

※示意图

燃やしながら閉じ込める↗

実用規模のエネルギーをもたらす核融合燃焼プラズマの物理には、未解決の問題が多く残っています。ITERのような燃焼状態のプラズマを大域的ジャイロ運動論コードで調べ、将来の炉での閉じ込めを予測しています。

※示意图

磁力線がつなぎ変わるとき↗

磁場が大きく変わる電磁流体現象は、核融合の閉じ込め性能にも、宇宙プラズマの構造づくりにも効いてきます。磁気リコネクションを中心に、ジャイロ運動論コードと粒子シミュレーションで解析しています。

※示意图

データから方程式を推し量る↗

大規模なシミュレーションの結果は複雑で、背後の物理を人が読み取れないことがあります。物理法則を組み込んだニューラルネットワークで、データがどんな偏微分方程式に従うのかを推論する手法を開発しています。

Voices学长学姐的评价

根据所属学生的回答整理。评价基于学生个人经历，不代表研究室官方观点。

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