研究紹介
理学部では、自然科学全般にわたる活発な教育研究活動が行われています。
先生たちが普段行っている大学の講義や、研究の最前線などをわかりやすく解説します。
研究紹介内容に関する質問がございましたら、ページ下のバナー「質問フォーム」よりご投稿ください。
質問と回答は匿名でホームページにてご紹介させていただく場合があります。
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- 【数学模擬講義】
- 複素数の不思議と現代数学
- 竹内潔 教授
- 複素数という「あの世」の数を導入することで、「この世」の理解が格段に進むことがあります。「あの世」は大変美しく、多くの数学者が研究しています。なかでも日本人の貢献は目覚ましいものがあります。
本講演では、複素数の定義や簡単な応用から始めて、現代数学の最前線でいまどのようなことが注目を集めているのか、までお話ししたいと思います。
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- 【数学模擬講義】
- ガリレイが残した課題
- 正宗淳 教授
- 皆さんは今日「1 秒」がどのように定義されるかご存知ですか？
「1 秒」は 100 億分の 1 の誤差で、セシウム 133原子に関する周期を基に定義されます。
そして、この「周期」を用いるアイディアは 17歳のガリレイが「時間」を「幾何学」に取り込む方法を振り子の周期に見出したことに端を発します。人類がはじめて「運動」に着手した記念すべき瞬間です。
実は天才ガリレイが挑んだ関連する問題があります。
その後、この問題はどうなったか？解決したのか？現代社会でも重要なそのテーマについてお話ししたいと思います。
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- 【化学模擬講義】
- 光と分子：ミクロの世界をどうやって観る？
- 藤井朱鳥 教授
- 個々の分子は小さく、直接見ることは出来ません。しかし私たちは分子の構造を良く知っています。
本講義では、どのようにしてミクロな分子の世界を「観る」ことが出来るのかについてお話しします。
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- 【化学模擬講義】
- 合成化学で機能を創る
- 瀧宮和男 教授
- ベンゼンに代表されるパイ電子系有機化合物は自由に動ける電子を持つため、分子が集まることで電子機能の舞台となります。新しい分子を創りだし、それらを精密に並べ、電気伝導、光電変換、熱電変換などの電子機能を探求する研究について紹介します。
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- 【物理模擬講義】
- ニュートリノは役に立つ？〜地球内の熱量を測る〜
- 渡辺寛子 助教
- 電気的に中性で極端に軽い質量を持つ素粒子ニュートリノ。その性質の理解が進み、道具として用いる研究も行われています。東北大学で進められている、地上にいながらにして地球深くの熱量をニュートリノで測る研究について紹介します。
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- 【物理模擬講義】
- カーボンナノチューブの世界にようこそ
- 齋藤理一郎 教授
- 炭素原子でできた円筒物質であるカーボンナノチューブをご紹介します。
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- 【生物模擬講義】
- 重複による遺伝子の進化
- 牧野能士 教授
- ヒトのゲノム中には約 20,000 の遺伝子が存在します。これらの遺伝子はどのようにして生まれてきたと思いますか？実は、ほぼ全ての遺伝子が、既存の遺伝子の重複 ( コピー ) によって生まれてきたものなのです。本講義において、重複した遺伝子の進化について学び、分子進化学やゲノム科学に対する理解を深めましょう。
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- 【生物模擬講義】
- 脳と感情
- 筒井健一郎 教授
- 動物は、進化の過程で、より大きく複雑な脳をもつようになり、行動を複雑化・高度化させてきました。脊椎動物、特に、哺乳類では、大脳が発達し、そのために、豊かな感情をもっています。われわれがイヌやネコなどの伴侶動物と「こころが通じる」のもそのためです。本講義においては、脳において感情が生まれるメカニズムと、その不調によって生じる精神障害についてお話しします。
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- 【地圏環境模擬講義】
- 地形地質からさぐる活断層〜直下型地震のしくみ
- 遠田晋次 教授
- 兵庫県南部地震（阪神淡路大震災）や熊本地震など、震度 7 の激震をもたらす直下型地震は活断層によって発生します。活断層は、ごく最近の地質時代、過去数十万年間に何度も動きを繰り返し、今後も大地震を起こす可能性があるものをいい、地形や地表付近の地質に動きが刻まれています。日本列島の平野、盆地、山地の形成にも関わっています。我々はそのような活断層の動きを紐解き、直下型地震を予測する研究を行っています。模擬講義では、仙台市を横切る長町ー利府線断層帯を例に、活断層とは何かをわかりやすく説明します。
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- 【地球惑星物質模擬講義】
- ダイヤモンドの起源と成因を探る
- 大藤弘明 教授
- 世の中で最も硬い物質であるダイヤモンドは純粋な炭素の結晶です。ダイヤモンドができるためには高い圧力と温度が必要で、それらの条件が揃った地球の深部はダイヤモンドの主要な生成場所です。しかし、どこでどのように生成するのかを実際に見て確かめることはできず、様々なヒントを手掛かりに想像するしかありません。また、実は地球深部以外でもダイヤモンドが作られることもあります。この講義の中では、そのような様々な地球環境下で形成されたダイヤモンドの起源と成因について解説します。
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- 【宇宙地球物理模擬講義】
- 巨大地震は火山噴火を誘発するのか？
- 西村太志 教授
- 1707 年 10 月 28 日に遠州灘沖合から四国沖にかけての領域を震源とした宝永地震（マグニチュード 8.6）の発生から 49 日後の 12 月 16 日に富士山が噴火（宝永噴火）したように、巨大地震が発生すると近くの火山が発生することがよく知られています。この講義の中では、長年にわたり議論されてきた大地震が火山噴火を誘発するメカニズムを説明するとともに、どのような条件のときに火山噴火が誘発されるのか、信頼性の高い世界規模のデータベースの解析結果をもとに解説します。
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- 【天文模擬講義】
- 宇宙最古の光で宇宙誕生を探る
- 服部誠 准教授
- 私達の宇宙は、ビッグバンの名残りの光（電波）で満ちています。この光は、宇宙マイクロ波背景放射（CMB）と呼ばれており、宇宙最古に放たれた光です。CMB は、宇宙誕生の謎を解き明かす様々な情報が仕込まれた、宇宙研究の宝庫です。この講演では、最先端の科学技術を駆使して CMB の詳細観測を行い、宇宙誕生の謎を解き明かそうと現在繰り広げられている世界最先端の研究活動について紹介します。
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- 【数学模擬講義】
- 数学と臨床医療
- 岡部真也 准教授
- 前立腺癌治療に関わる数学モデルを紹介します。
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- 【数学模擬講義】
- 現代幾何学の考え方
- 塩谷隆 教授
- 現代幾何学の研究は微分幾何と位相幾何に分かれますが、それぞれについて研究の歴史や手法について解説します。 高校までの数学とは違う、幾何学の研究の雰囲気を伝えたいと思います。
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- 【化学模擬講義】
- カラフルな色を持つ遷移金属錯体
- 橋本久子 教授
- 身の周りには、様々な色を持つ化合物があります。この講義では、様々な色を持つ遷移金属を含む無機化合物を紹介し、その性質が構造と密接に関係していることを解説します。
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- 【化学模擬講義】
- 光と分子：ミクロの世界をどうやって観る？
- 藤井朱鳥 教授
- 目には見えない分子の構造をどのようにして化学者は知ることが出来るのか。光と分子の関わりを軸に解説します。
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- 【物理模擬講義】
- 原子核物理の三体問題
- 関口仁子 准教授
- アトム(原子)の中心に存在する原子核、そこで繰り広げられる三体問題についてお話します。
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- 【物理模擬講義】
- 生きてるように動く物質
- 今井正幸 教授
- 外部からの刺激や自らの力でまるで生きてるように動く物質の仕組みを考えます。
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- 【物理模擬講義】
- 粒子と反粒子の違い
- 市川温子 教授
- 世界の見方がひっくり返るような素粒子の奇妙な性質を紹介します。
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- 【生物模擬講義】
- たった一つの細胞から、植物の上下ができるしくみ
- 植田美那子 教授
- 植物の形は複雑で、花や葉・根や茎など、さまざまな器官を作ります。このように三次元の構造を作りあげる最初の過程として、たった一つの受精卵から、上下の方向性がダイナミックに作られていきます。この講義では、そのしくみについてお話しします。
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- 【生物模擬講義】
- 環境 DNA：生態系ビッグデータがもたらす未来
- 近藤倫生 教授
- この10年ほどの間に、生物が体外に放出したDNA（環境DNA）を利用した生物調査法が大きく発展しました。環境DNA技術が発展して生態系ビッグデータが手に入るようになると私たちの生活はどう変わるのでしょうか。環境DNA研究の最前線についてお話しします。
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- 【生物模擬講義】
- 複雑な生態系は安定か：複雑性のパラドクス
- 近藤倫生 教授
- 生態系は無数の相互作用する生物からなる巨大な複雑系です。1970年代、理論生態学者ロバート・メイは「複雑な生態系は不安定である」と予測しました。それなのになぜ地球の生態系は破綻しないのでしょう。生態系の複雑性と安定性をめぐる研究についてお話しします。
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- 【地圏環境模擬講義】
- 奄美沖縄の世界遺産登録を地球科学的観点から議論する
- 井龍康文 教授
- 世界自然遺産登録の見通しとなっている奄美沖縄の生態系の意義を、最新の地球科学的知見から解説します。
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- 【地球惑星物質模擬講義】
- 地球が作り、地球が育んだ最初の生命
- 掛川武 教授
- 現在の地球は色々な生物で満ちています。しかし誕生したての地球は現在とは全く異なる姿で、生命は存在しませんでした。何もなかった地球に突然「生命」が誕生したのは不思議な話ですよね。それには「偶然」と「必然」が必要でした。さらに「いつ」から生命は活動し始めたのか？誰も知りません。しかし最新の東北大学の研究によって、答えが見つかりつつあります。この講義の中で解説します。
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- 【地球物理模擬講義】
- 解明：オーロラの謎
- 小原隆博 教授
- 寒い地域の夜空を彩るオーロラですが、どのようにして光っているのでしょうか。また、なぜ、寒い地域に出現するのでしょうか。しかも、オーロラ現象は、地球だけではなく、木星や土星にも 見られます。オーロラが発生する条件とは一体何なのでしょうか。近年のオーロラ研究は、地球と惑星のオーロラの原因が、太陽にあることを明らかにしてきました。講義では、オーロラ発生の仕組みについて、原因である太陽の活動も一緒に、丸ごと解説します。
解説資料（解明：オーロラの謎-1.pdf）
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- 【天文模擬講義】
- 宇宙における元素の起源 - 私たちはどこからきたのか？
- 田中雅臣 准教授
- 私たちの身の回りには多く種類の元素が存在しています。これらの元素はどのように生まれたのでしょうか？講演では、元素の起源に関する現在の理解を紹介し、研究の最前線をお伝えします。
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- 【天文模擬講義】
- 宇宙 138 億年の歴史 〜星・銀河の誕生から生命の起源まで〜
- 千秋元 特任助教
- この講演では、およそ138億年という途方もなく長い宇宙の歴史を追っていき、どのようにして星や銀河など多様な天体ができていったかを紐解いていきます。さらに、現在私たちの身の周りは炭素や酸素など、様々な元素に満ち溢れていますが、誕生したての宇宙には水素とヘリウムという軽い元素しか存在していませんでした。これらの元素がどのようにしてもたらされ、私たちの住む惑星や私たち生命をかたち作っていったかを解説します。
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