RIKEN Interdisciplinary Theoretical and
Mathematical Sciences Program
理化学研究所 数理創造プログラム

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数理創造プログラム(Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences Program, 略称 iTHEMS アイテムズ)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、理化学研究所の新しい国際研究拠点です。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。

iTHEMSについて

Upcoming Events

セミナー

iTHEMS生物学セミナー

A study of biological systems from topological point of view

2022年1月20日10:00 - 11:00

宮﨑 弘安 (数理創造プログラム 上級研究員)

A biological body can be regarded as a complicated network of chemical reactions. The chemical reaction network (CRN) is a (hyper)graph-theoretic model of such biological networks. Recently, in the joint work with Yuji Hirono, Takashi Okada and Yoshimasa Hidaka, we applied a topological method to the study of CRNs, and found a suitable way to simplify the networks. Since Professor Hirono has already explained our work in this seminar, I will try to explain it from a slightly different point of view. In the first half of the talk, I will review the entire work. In the second half, I will try to give a rough sketch of the mathematical method we used in the work.

会場: via Zoom

イベント公式言語: 英語

セミナー

NEW WGセミナー

A simple XY model for cascade transfer

2022年1月20日13:30 - 15:00

田之上 智宏 (京都大学 大学院理学研究科)

Cascade transfer is the phenomenon that an inviscid conserved quantity, such as energy or enstrophy, is transferred conservatively from large (small) to small (large) scales. As a consequence of this cascade transfer, the distribution of the transferred quantity obeys a universal scaling law independent of the details of large (small) scales. For example, in the energy cascade in fluid turbulence, the energy spectrum follows Kolmogorov's power law [1]. Such behavior is observed even in systems different from ordinary fluids, such as quantum fluid, elastic body, and spin systems. Here, we aim to establish the concept of a universality class for cascade transfer. As a first step toward this end, we propose a simple model representing one universality class [2]. In doing so, we regard cascade transfer as a cooperative phenomenon of unidirectional transport across scales and ask how it emerges from spatially local interactions. The constructed model is a modified XY model with amplitude fluctuations, in which the spin is regarded as the “velocity” of a turbulent field in d dimensions. We show that the model exhibits an inverse energy cascade with the non-Kolmogorov energy spectrum. We also discuss the relation to spin turbulence [3,4] and atmospheric turbulence [5].

会場: via Zoom

イベント公式言語: 英語

外部イベント

理研AIP-数理女子ジョイントセミナー

2022年1月29日15:00 - 16:40

入谷 亮介 (数理創造プログラム 研究員)
アデ・イルマ・スリアジャヤ (九州大学 大学院数理学研究院 助教)
加藤 本子 (愛媛大学 大学院理工学研究科 数理物質科学専攻 助教)

今注目のAI・数理系の研究者ってどんな人?研究者はどんな仕事をしてるの?そこで、理化学研究所革新知能統合研究センター(理研AIP)と『数理女子』がコラボして、数理系を目指す女子高生の皆さんにAIや数理系の研究者の仕事の魅力をたくさん知ってもらうイベントを企画しました。

会場: via Zoom

イベント公式言語: 日本語

ワークショップ

iTHEMS共催

Towards the Use of Data Assimilation for COVID-19 Investigations

2022年2月14日13:00 - 17:30

カトゥリン・ボシゥメン (数理創造プログラム 副プログラムディレクター)
三好 建正 (理化学研究所 計算科学研究センター (R-CCS) データ同化研究チーム チームリーダー)

This workshop aims to present recent investigations related to mathematical modeling of COVID-19 spread and impacts, and to foster the use of data assimilation techniques in future studies. It also aims to facilitate interactions and discussions among researchers from different fields such as epidemiology, economics, and mathematics. This workshop is jointly hosted by RIKEN Data Assimilation Research Team and by Nagoya University Graduate School of Mathematics, and supported by FY2021 RIKEN President's Discretionary Funds for COVID-19. A hybrid meeting is planned, but depending on the situation, an online version will be organized. Young researchers and students are encouraged to attend. Program: 13:00 - 13:10 Opening 13:10 - 14:00 Hiroshi Nishiura (Kyoto University) (35 min + 15 min Q&A) TBD 14:00 - 14:50 Catherine Beauchemin (RIKEN iTHEMS) (35 min + 15 min Q&A) The straight line: simple and effective 14:50 - 15:10 Break 15:10 - 16:00 Taisuke Nakata (The University of Tokyo) (35 min + 15 min Q&A) Balancing NPIs and Economic Activities 16:00 - 16:50 Qiwen Sun (RIKEN Data Assimilation Research Team, Nagoya University) (35 min + 15 min Q&A) Analysis of COVID-19 in Japan with Extended SEIR model and ensemble Kalman filter 16:50 - 17:30 Discussion

会場: Hybrid Format (RIKEN R-CCS room 107 and Zoom)

イベント公式言語: 英語

外部イベント

理研DAY:研究者と話そう!「ブラックホールの響きに耳をすまして」

2022年2月25日18:00 - 18:30

大下 翔誉 (数理創造プログラム 基礎科学特別研究員)

2月の理研DAYでは、大下 翔誉さんと「ブラックホールの響きに耳をすまして」というテーマで皆さんとお話しいたします。 詳細は関連リンクをご覧ください。

会場: via Zoom

イベント公式言語: 日本語

イベント一覧 イベントカレンダー

Opportunities

特別研究員募集(W21169)

締め切り: ポストが決まり次第

特別研究員 若干名。特に、広い意味での量子重力理論の研究を探求する若手研究者の応募を歓迎する。関連研究者として横倉祐貴上級研究員がiTHEMSに在籍しているが、相補的で独自の専門知識をもち、自らの野心的動機に向かって邁進すると共にメンバー内でのシナジーを発揮する意欲のある若手研究者を募集しています。

特別研究員募集 (理研バークレーフェロー、N3AS関連) (W21157)

締め切り: ポストが決まり次第

特別研究員 若干名(理研バークレーフェロー)。ニュートリノ物理、元素合成、高密度物質と中性子星、ダークマター、宇宙物理シミュレーションなどに関連する理論的研究を遂行する特別研究員を募集します。

特別研究員募集(W21158)

締め切り: ポストが決まり次第

特別研究員 若干名。研究員の入谷亮介博士と共同で、力学系・確率過程・統計力学・情報理論等を用いた、集団遺伝学理論・分子系統学理論・生物情報学理論の学際的研究に、少なくとも50%のエフォートを費やすことができる方を募集します。

女性研究員または女性上級研究員募集(W21071)

締め切り: ポストが決まり次第

女性研究員または女性上級研究員 若干名。自然科学、数理科学、人文・社会科学のいずれかの分野で理論研究を行う女性研究員または女性上級研究員を募集しています。

採用情報一覧

Latest News

2022-01-18

セミナーレポート

DMWG Seinar by Dr. Kanji Mori on January 17, 2022

In this era of multi-messenger astronomy, axion-like particle (ALP) searches using astrophysical transients are now excitingly discussed. ALPs are an extended class of particles from QCD axion, which could solve the strong CP problem of the Standard Model, and dark matter (DM) candidates of various connections to the physics beyond the Standard Model. ALPs could interact with our sector through their coupling to the photon, electron, and/or nucleons. The coupling of ALP to the photon is previously investigated using observations of SN 1987A, the most famous supernova explosion. MeV gamma-ray signals are expected when considering the conversion of ALP outside the stellar envelope, hence no observations of the associated gamma-ray emission to the supernova lead to the constraint on the coupling strength, for example. Also, the existence of such coupling should modify the dynamics of supernovae. When a star explodes, the difference between the masses of the progenitor star and the resulting compact object sources the radiation, neutrino emission, and kinetic energy of the ejecta material. ALP could be an additional channel for the energy release while its absorption heats the supernova. The balance between heating and cooling controls the supernova dynamics and shock restoration, which directly relates to the electromagnetic observables. Dr. Mori has shown that the heating rate is very sensitive to the coupling strength and enhancement of the electromagnetic emission is expected in the pre-supernova stage. The signatures could also be visible in the neutrino sector after the explosion. The results are fantastic, and there are a lot of things to do. For example, the inclusion of the ALP-nucleon coupling effects is an interesting direction to pursue. Updates in the understanding of stellar models are important as well. We should see the signature of ALP in the near future in this field! Reported by Nagisa Hiroshima

2022-01-17

セミナーレポート

iTHEMS Biology Seminar by Dr. Wataru Nishima on January 13, 2022

Dr. Wataru Nishima (New Mexico Consortium, USA) gave a very interesting presentation about his published paper on the spike protein of the SARS-CoV-2, the virus which causes COVID-19 [1]. He described the conformational change which the SARS-CoV-2 spike protein undergoes when it fuses with the host cell to initiate infection. His work offers and interesting alternative view of the process wherein parts of the spike protein ends up inside the host cell. This differs from the usual view where the spike protein would be left on the outside of the cell after virus fusion with the host. This alternative hypothesis could have important implication for better understanding disease severity, e.g. based on the possible toxic effect of spike protein components shed as part of the fusion process. Dr. Nishima's expertise is primarily in Molecular Dynamics and Bioinformatics and he is very interested to establish new collaborations with iTHEMS members. Reported by Catherine Beauchemin

2022-01-17

ホットトピック

「数理の窓から世界を読みとく」若手研究者たちの感性に注目

「数理の窓から世界を読みとく」についてのコラム記事がイマジニア社のテンミニッツTVに掲載されました。 iTHEMSの若手研究者たちが執筆陣を担った共著「数理の窓から世界を読みとく: 素数・AI.生物・宇宙をつなぐ」 (初田哲男・柴藤亮介編著、岩波書店)をもとに数理の魅力が紹介されています。 詳細は関連リンクをご覧下さい。

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