理化学研究所数理創造研究センター (iTHEMS) | iTHEMS

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層状材料の対称性を捉える新しい数学的枠組み

東北大学材料科学高等研究所（AIMR）のソニア・マムーディ助教（iTHEMS 東北大数理連携チーム客員研究員）を含む国際研究チームは、複雑な層状構造の対称性を記述する新たな数学的枠組みを開発しました。本研究では、二方向に繰り返されながら三次元へ広がる層状構造を対象に、対称性を簡潔な記号で表す「オービフォールド記法」を拡張しました。従来、この記法は二次元の周期模様や三方向すべてに繰り返す三次元構造に用いられてきましたが、周期的な層状構造を表す枠組みはありませんでした。研究チームは、糸が絡み合って三次元的な構造をつくるニット生地にこの枠組みを適用しました。層状材料や絡み合った材料の構造と性質の関係を理解し、目的に応じた材料の設計につながることが期待されます。詳細は関連リンクをご覧下さい。

2026-11-10
埋もれていたトポロジカル物質を発掘する新手法を開発

小野清志郎基礎科学特別研究員（研究当時、現 iTHEMS客員研究員）を含む共同研究チームは、物質のトポロジカルな性質を見分けるための「トポロジカル不変量」を、結晶の対称性に応じて系統的に構築する理論的手法を開発しました。本手法は、運動量空間全体のトポロジカルな性質を調べる数学的手法「Atiyah-Hirzebruchスペクトル系列」を用いるものです。従来の対称性指標では判定できなかった時間反転対称な超伝導体に適用した結果、全230種類の空間群のうち159種類で、トポロジカルな性質を完全に判定できることが分かりました。本成果は、従来見分けられなかったトポロジカル物質の理論的発見を可能にし、網羅的な物質探索や新材料探索を加速させることが期待されます。詳細は関連リンクをご覧下さい。

2026-11-09
エントロピー増大則を量子力学から証明

濱崎立資上級研究員（理研白眉研究チームリーダー）を含む共同研究グループは、熱力学第二法則の基礎的な表現であるエントロピー増大則が、量子力学から導かれることを初めて証明しました。研究グループは、マクロに意味のある物理量に基づいて、熱平衡状態と熱力学的な操作を量子力学的に表現する枠組みを構築しました。この枠組みにより、純粋量子状態を含む熱平衡状態に対するマクロ操作では、エントロピーが減少しないことを示しました。本成果は、ミクロ世界の法則である量子力学から、マクロ世界の法則である熱力学がどのように現れるかの理解につながると期待されます。詳細は関連リンクをご覧下さい。

2026-11-09
Farewell Message from Che-Yu Chen

Our colleague, Che-Yu Chen, will leave iTHEMS on November 30, 2026, and join the Institute for Basic Science (IBS) in South Korea as a Young Scientist Fellow. We will all miss him and wish him the best of luck in his new endeavor. Here is a message from Che-Yu: <i>Since joining iTHEMS in 2023, I have greatly benefited from its stimulating and exciting research environment. Through discussions with researchers from diverse backgrounds, I have been constantly inspired by how people from different fields can approach the same problem from different perspectives. At the same time, I have been fascinated by how often scientific questions arising in seemingly unrelated fields can be addressed using similar mathematical or physical approaches. This has been a truly unique and rewarding experience during my time at iTHEMS. In addition, I have had the opportunity to organize several workshops and intensive lectures, as well as attend numerous seminars. These experiences have been extremely fruitful and have significantly broadened my research horizons. </i> <i>My time at iTHEMS has also been particularly special to me personally, as I became the father of twins in 2024. I’m truly grateful to have been part of iTHEMS during such an important chapter of my life. It was an extremely challenging period for me, and I would like to express my heartfelt gratitude to all the assistants, especially Chikako-san and Keiko-san, for their kind support and patience in answering my endless questions. I am also deeply grateful to RIKEN for allowing me to take a couple of months of childcare leave overseas, an opportunity that, as far as I know, remains uncommon not only in Asia but also in many other parts of the world. Furthermore, I sincerely appreciate the freedom and flexibility that iTHEMS has given me to balance my research responsibilities with family life. </i> <i>Leaving Japan and joining IBS in South Korea marks the beginning of a new and challenging chapter in my life. Nevertheless, I will always cherish my time at iTHEMS, and I’m quite sure that I will return to visit from time to time!</i>

2026-11-09
Farewell message from Muzi Hong

Our colleague, Muzi Hong, left iTHEMS on October 11, 2026, and has joined Fermilab as a Research Associate. We all miss her and wish her the best of luck in her new endeavor. Here is a message from Muzi: <i>I had a wonderful time at iTHEMS. It was always a pleasure to discuss ideas with people from various fields and attend seminars on a wide range of topics. I enjoyed every Coffee Meeting. I also made many friends along the way. The secretaries were always kind and helpful. I would like to thank all my colleagues for creating such a friendly, welcoming, and professional environment at iTHEMS. I always look back on my time there with warmth and fond memories. I have now moved to Fermilab as a postdoc, but I will remain affiliated with iTHEMS as a visiting scientist. You are always welcome to visit me at Fermilab!</i>

2026-11-05
金星大気「スーパーローテーション」の長期変動を再現

理化学研究所数理創造研究センター（iTHEMS）の三好建正チームディレクターらが参加する国際・国内共同研究チームは、金星大気データ同化システム「ALEDAS-V」を用いて、金星大気の「スーパーローテーション」と呼ばれる高速な大気循環の長期的な風速変動を再現することに成功しました。本研究では、金星探査機「あかつき」による雲頂付近の風の観測データを数値シミュレーションに取り込むことで、観測された風速の変動や南北差を再現するとともに、直接観測できない高度を含む大気の3次元構造を推定しました。この成果は、限られた観測データから惑星大気の循環構造を解明する新たな可能性を示すものであり、今後の金星探査や惑星大気研究への貢献が期待されます。詳細は関連リンクをご覧ください。

2026-10-30
嶋本大祐基礎科学特別研究員が第59回（2026年度）伊藤科学振興会研究助成に採択

理化学研究所数理創造研究センター（iTHEMS）数理基礎部門の嶋本大祐基礎科学特別研究員が、第59回（2026年度）伊藤科学振興会研究助成に採択されました。本助成は、独創的な基礎研究に取り組む若手研究者を支援するもので、今年度は物理学と生物科学の分野から各2件の研究が選ばれました。嶋本氏の研究課題は「周期的絡み目構造における自由度と拘束条件の研究」です。編み物や鎖帷子など、糸や輪が絡み合ってできる構造を対象に、その絡み方が壊れやすさや形にどう関わるのかを調べます。数学と物理学の手法を用いて、身近な構造に潜む仕組みを明らかにする研究として、今後の発展が期待されています。

2026-10-27
超新星は宇宙の巨大粒子加速器か－可視光とニュートリノで探るペバトロン候補－

理化学研究所数理創造研究センター (iTHEMS) 数理基礎部門の澤田涼基礎科学特別研究員らの共同研究グループは、Ibn型超新星SN 2023uqfが、極めて高いエネルギーの粒子を加速する「PeVatron」として働く可能性を理論的に示しました。可視光観測から推定した超新星爆発の環境と、IceCubeで検出された高エネルギーニュートリノ事象を結び付けて検証することで、宇宙線の起源を探る新たな研究アプローチを提示しています。詳細は関連リンクをご覧下さい。

2026-10-27
Riccardo Muolo研究員がComplex Systems Societyの2026年Emerging Awardを受賞

理化学研究所数理創造研究センター (iTHEMS) 数理基礎部門のRiccardo Muolo基礎科学特別研究員が、Complex Systems Society（CSS）の2026年Emerging Awardを受賞しました。授賞式は、2026年10月9日から16日にかけて米国ニューヨーク州ビンガムトンで開催された国際会議、Conference on Complex Systems 2026（CCS 2026）において行われました。 Emerging Awardは、博士号取得後3年以内の若手研究者を対象に、複雑系科学の発展に貢献する優れた研究成果と将来性を評価する賞です。今回の受賞では、同期現象、パターン形成、自己組織化などの集団ダイナミクスを支配する複雑な相互作用を理解するための新しい数学的手法の開発に加え、研究成果の普及やアウトリーチ活動への貢献が評価されました。今回の受賞は、複雑系の数学的理解に向けたMuolo研究員の成果と、その学際的な研究活動が高く評価されたものです。 Riccardoさん、受賞おめでとうございます！

2026-10-23
AIと対称性で織物の吸音材料設計を高速化

東北大学材料科学高等研究所（AIMR）のソニア・マムーディ助教（iTHEMS 東北大数理連携チーム客員研究員）らの国際研究チームは、AIと対称性を活用し、織物を用いた吸音材料の設計を効率化する手法を開発しました。製造可能な織りパターンを対称性に基づいて整理し、限られた詳細シミュレーションから学習したAIで多数の候補を短時間に評価します。予測した吸音性能は独立した詳細シミュレーションと5%以内で一致しました。今後は、選定した3次元織物の試作品で実験検証を進めます。詳細は、関連リンクをご覧ください。

2026-10-20

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数理創造研究センター（RIKEN Center for Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences, 略称 iTHEMS アイテムス）は、理論科学・数学・計算科学の研究者が分野の枠を越えて基礎研究を推進する、国際研究拠点です。2025年4月1日にプログラムからセンターへと組織改編されました。iTHEMSでは、「数理」を軸とする分野横断的手法により、宇宙・物質・生命の解明や、社会における基本問題の解決を目指しています。

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センター長: 磯暁

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来訪中

Yang-Yang Tan

東京大学大学院理学系研究科知の物理学研究センター博士研究員

期間: 2026年5月1日(金) - 2027年4月30日(金)

来訪場所: 理化学研究所和光キャンパス研究本館
来訪中

Garrett Hellenthal

期間: 2026年11月5日(木) - 12月4日(金)

来訪場所: 理化学研究所和光キャンパス
本日来訪

Thomas Steingasser

Postdoctoral Fellow, Institute of Theoretical Physics (IFT), Spain

期間: 2026年11月16日(月) - 20日(金)

来訪場所: 理化学研究所和光キャンパス研究本館
Harold Steinacker

Senior Scientist, Faculty of Physics, University of Vienna, Austria

期間: 2026年11月28日(土) - 12月4日(金)

来訪場所: 理化学研究所和光キャンパス研究本館
ゴードン・ベイム

理化学研究所数理創造研究センター (iTHEMS) 数理基礎部門客員主管研究員 / Professor Emeritus, University of Illinois, USA

期間: 2026年12月13日(日) - 23日(水)

来訪場所: 理化学研究所和光キャンパス研究本館
Glennys Farrar

Professor of Physics, New York University, USA

期間: 2026年12月16日(水) - 23日(水)

来訪場所: 理化学研究所和光キャンパス研究本館

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