相継ぐ新しい発見:宇宙物理研究グループ



宇宙は地球上では考えられないような大実験場です。 いくつもの自然界の基本法則が宇宙の研究から導かれ、検証されてきました。 ニュートン力学に始まって、中間子の発見、一般相対論の検証、ブラックホール、重力波、 時間と空間の起源に至るまで。宇宙という実験場ほど魅力ある研究対象はありません。
山形大学理学部宇宙物理グループはそのような宇宙の研究に勢力的に 取り組んでいます。
宇宙の構造・進化を支配している最も重要な力は重力です。 しかし重力だけではだめで、電磁力がカップルして始めて、 角運動量輸送され、天体形成が促進されます。 天体形成と平行して電磁力の効果は宇宙ジェットと呼ばれる不思議な現象を 起こします。 また超高エネルギーの宇宙線もこの電磁力との カップリングで生じています。 このように宇宙にあでやかな彩りを添えているのが電磁力 です。
近年、X線やガンマ線による観測技術が進歩し、様々な宇宙における高エネルギー現象 が明らかにされつつあります。 中性子星・ブラックホール・銀河団はいずれもX線やガンマ線を放出しています。 おもしろいことに宇宙の高エネルギー粒子のエネルギー密度は 他の物質やビッグバン宇宙背景放射と同程度あります。 このような非熱的粒子がなぜ作られ、どのように宇宙の進化に影響を与えるのかは 宇宙物理の研究最前線の問題です。 我々の研究グループは、宇宙における電磁相互作用や高エネルギー粒子加速の効果を 積極的に取り入れて宇宙を研究する日本でも数少ない研究グループのひとつです。




最近の話題を一つ紹介しましょう。

日本の宇宙科学研究所が中心となって打ち上げた宇宙X線望遠鏡を使っ て、わたしたちはパルサーという天体を観測しました。すると、この天 体から光の速さの99.99…99%(9が12個続きます)にまで加速され た(ほとんど光速ですね)電子と陽電子が宇宙空間に吹き出されている ことを発見しました。この大発見のあと、これを説明する理論を作って しまいました。理論・観測両面で活発な研究室です。

研究室では少人数でゼミを行い、宇宙物理について勉強します。また、 最先端の研究にも触れられるようコンピューターを使った実習なども 行います。












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