プレスリリース
80 ニュース
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2026-01-15
プレスリリース
「バタフライ効果」を制御する新原理
理化学研究所（理研）計算科学研究センター データ同化研究チームの三好 建正 チームプリンシパル（数理創造研究センター 予測科学研究チーム チームディレクター）は、「バタフライ効果」で知られる決定論的カオスの予測可能性の限界を逆手に取り、効率的にカオスを制御する新たな数理的枠組みを構築しました。気象予測の根幹を成すデータ同化（観測を用いてモデルを自然の振る舞いに同期させるプロセス）とカオスの制御が数学的に双子の関係にあることを示す「双対性原理」を提唱しました。カオス自体を抑えるのではなく、カオス特有の高い感度を利用して、わずかな「介入」で扱いやすい「目標軌道」に自然の振る舞いを同期させます。これにより、予測限界を超えてカオスを制御する道筋を理論的に示しました。 本研究成果は、例えば、モデルで描いた「台風が被害をもたらさないシナリオ（目標軌道）」に現実の自然現象を同期させるためにわずかな変化（介入）を加えるといった、将来の極端気象を回避するための防災・減災研究に向けた理論的な道筋を示すとともに、生態系や経済学など、カオス的な振る舞いを示すさまざまな分野での応用が期待されます。 詳細は関連リンクをご覧下さい。
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2026-01-15
プレスリリース
3,000億粒子の天の川銀河シミュレーションをAI×富岳で実現
平島 敬也 基礎科学特別研究員を含む国際共同研究グループは、人工知能（AI）とスーパーコンピュータ「富岳」のシステム全体（約15万ノード）を利用し、星や星間ガスなどを表す3,000億個の粒子を用いて星一つ一つまでを分解した世界最高解像度となる天の川銀河のシミュレーションを実現しました。 本研究成果により、天の川銀河の渦状腕構造（渦巻銀河が持つ、円盤上で中心から外側に向かって渦を巻いて伸びる腕状の構造）や、銀河内の元素の循環、太陽系や生命の材料の起源解明に貢献することが期待されます。 詳細は関連リンクをご覧下さい。
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2025-09-26
プレスリリース
新型コロナワクチンの継続的な接種を優先すべきは誰か？
名古屋大学 大学院理学研究科の岩見 真吾 教授（理化学研究所 数理創造研究センター 客員研究員）の研究グループは、福島県立医科大学の坪倉 正治 教授らとの共同研究により、COVID-19 mRNAワクチンの初回2回接種から1回目の追加接種後における血中IgG（S）抗体価の変動を解析し、「耐久型」「脆弱型」「急速低下型」という三つの特徴的な抗体応答パターンが存在することを明らかにしました。 詳細は関連リンクをご覧ください。
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2025-08-07
プレスリリース
次元を超えて共通する量子もつれの法則の発見 －熱的有効理論を用いた新しい量子情報へのアプローチ－
「量子もつれ」の構造の解明は、理論物理と量子情報の双方にとって中心的課題ですが、これまでの研究の多くは1+1次元に限定されています。量子もつれ構造の解析は1+1次元を超えると急激に難しくなり、高次元の量子もつれ構造に対する新しい解析手法が望まれていました。 九州大学 高等研究院の楠亀 裕哉 准教授（理化学研究所 数理創造研究センター 客員研究員を兼務）、カリフォルニア工科大学の大栗 博司教 授（東京大学 国際高等研究所 カブリ数物連携宇宙研究機構 教授を兼務）およびSridip Pal 研究員からなる共同研究グループは、近年素粒子論において高次元理論の解析を大きく前進させた「熱的有効理論」と呼ばれる手法に着目し、この手法を量子情報に導入することで、任意の次元の量子系における量子もつれの構造に潜む普遍的振る舞いを見出すことに成功しました。 詳細は関連リンクをご覧下さい。
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2025-07-28
プレスリリース
ブラックホールの乱れた「和音」の響き―時空の大域的構造を捉えた重力波波形の構築―
あらゆる楽器に固有の音色があるように、ブラックホールは特徴的な周波数と減衰率（準固有振動）をもつ時空のさざなみ（重力波）を放射します。ブラックホール分光法は、このリングダウン重力波からブラックホールの性質を読み解く手法であり、音だけで楽器を識別することに似ています。しかし、実際の重力波は準固有振動だけでは記述しきれず、時空の大域的構造を反映する「テイル重力波」と呼ばれるゆっくりと減衰する成分も含まれます。また、準固有振動数の構造は、わずかな外的環境の変化に敏感で乱れやすいことも指摘されていました。これらは、ブラックホール分光法の有用さに対する問いを投げかけます。 大下翔誉 客員研究員を含む研究グループは、この課題を逆手に取り、小さな外的環境で乱れた準固有振動の集合を取り扱うことで、テイル重力波を含む重力波波形を再構成できることを明らかにしました。この発見は、より高精度な重力波解析技術の発展にもつながると期待されます。
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2025-07-24
プレスリリース
理論物理学が解き明かす体内時計の新たな仕組み －遺伝子活性の時間的な変化の形がカギ－
理化学研究所（理研）数理創造研究センター 儀保 伸吾 客員研究員、黒澤 元 専任研究員、数理展開部門の初田 哲男 部門長、京都大学 基礎物理学研究所の國廣 悌二 特任教授の共同研究グループは、私たちの睡眠と覚醒のタイミングをつかさどる「体内時計」の周期が、温度に影響されない仕組みを、理論物理学の手法を用いて明らかにしました。 本研究の成果は、体内時計の仕組みを新しい視点から説明する理論的枠組みを提供するものです。 詳細は、関連リンクをご覧下さい。
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2025-07-10
プレスリリース
ブラックホールの響きを数学的な技法を取り入れ精密に捉えることが可能に
大阪公立大学 数学研究所の宮地 大河 特別研究員、理化学研究所 数理創造研究センターの難波 亮 上級研究員、京都大学 大学院理学研究科の大宮 英俊 特定助教、京都大学 白眉センターおよび基礎物理学研究所の大下 翔誉 特定助教らの研究グループは、数学的な技法である「完全WKB解析」を取り入れることで、急速に減衰するブラックホールの準固有振動の周波数構造を、体系的かつ精密に捉えることができる手法を示すことに成功しました。本研究結果により、さまざまな理論モデルにおけるブラックホールの重力波信号を、より厳密に解析できるようになり、今後の重力波観測の精度向上や、ブラックホールの正確な性質検証に結びつくことが期待されます。 詳細は関連リンクをご覧下さい。
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2025-07-03
プレスリリース
エムポックス感染の拡大防止へ新たな指標 －血中ウイルス量で皮膚病変を予測、治療戦略に貢献－
名古屋大学 大学院理学研究科の岩見 真吾 教授（理化学研究所 数理創造研究センター 客員研究員）の研究グループは、オランダ国立公衆衛生環境研究所(RIVM)/愛媛大学の三浦 郁修 博士および米国陸軍感染症研究所（USAMRIID）のPhillip R. Pittman 博士らとの国際共同研究により、エムポックス（クレードIa）感染者における皮膚病変の症状進行に顕著な個人差があることを明らかにしました。また、発症時の血中ウイルス量がこれらの症状進行を予測する指標として有用である可能性を示しました。 詳細は関連リンクをご覧下さい。
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2025-07-03
プレスリリース
宇宙を読み解く新たな知性:量子×AIで異常なエネルギー放射現象を発見 －X線宇宙観測データと量子機械学習の融合による世界初の成果－
大阪大学 大学院理学研究科の川室 太希 助教、立教大学の山田 真也 准教授、酒井 優輔さん（博士後期課程）、理化学研究所の長瀧 重博 主任研究員、松浦 俊司 上級研究員、東北大学の山田 智史 助教らによる研究グループは、欧州宇宙機関（ESA）が運用するX線天文衛星XMM-Newtonがこれまで約24年間にもわたり取得してきた大規模な宇宙のX線変動データから、量子コンピュータと機械学習を組み合わせた量子機械学習モデルを構築し適応することで、113件の異常なエネルギー（X線）放射現象を捉えることに成功しました。 詳細は関連リンクをご覧下さい。
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2025-07-03
プレスリリース磁気渦物質における角運動量反転現象の理論的発見 －ゲージ不変な熱力学が導く量子物質の新たな普遍性－
東京理科大学 理学部第一部 物理学科の豆田 和也 助教（兼 理化学研究所 数理創造研究センター 客員研究員）、東京大学 大学院理学系研究科の福嶋 健二 教授、浙江大学 物理学院 浙江近代物理中心の服部 恒一 研究員らの共同研究グループは、強磁場と回転が共存する量子系の角運動量偏極では、スピンよりも粒子の軌道運動に由来する軌道角運動量が優勢となり、従来とは逆向きの偏極が実現することを理論的に発見しました。 詳細は、関連リンクをご覧下さい。
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2025-07-03
プレスリリース
AIで実現する高解像度銀河シミュレーション－銀河進化の計算を6カ月短縮し約2カ月で完了－
理化学研究所（理研）数理創造研究センター 数理基礎部門の平島 敬也 基礎科学特別研究員、東京大学 大学院理学系研究科の藤井 通子 准教授、森脇 可奈 助教、東北公益文科大学 公益学部 公益学科の平居 悠 講師、神戸大学 大学院理学研究科の斎藤 貴之 准教授、牧野 淳一郎 特命教授、マックス・プランク天体物理学研究所のウーリッヒ・フィリップ・ステインワンデル 博士研究員、フラットアイアン研究所 計算天体物理学センターのシャーリー・ホー グループリーダーの国際共同研究グループは、人工知能（AI）の深層学習を用いて超新星爆発の複雑な物理過程を予測するサロゲート・モデルを開発し、これを銀河形成シミュレーションコードに初めて統合しました。 本研究成果は、シミュレーション中にリアルタイムで深層学習の推論を行い、従来実現が難しかった一つ一つの星を直接扱う「星ごと（star-by-star）」の高分解能銀河シミュレーションを加速した最初の例です。今回開発された手法は、われわれの住む天の川銀河の形成と進化における超新星フィードバックの詳細な解析に貢献すると期待されます。 詳細は、関連リンクをご覧下さい。
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2025-06-23
プレスリリース
量子測定が誘起するトポロジカル相のバルクエッジ対応
濱崎 立資 上級研究員を含む研究グループは、測定下の量子系の有効エネルギーの準位構造とバルクのトポロジカル不変量を調べる方法を提案し、その方法を実際に用いて量子測定によって誘起されるトポロジカル相転移の理論的解析を行いました。その結果、幻の粒子とも呼ばれる「マヨラナ粒子」に由来するゼロエネルギーエッジ状態が、測定下のトポロジカル相で出現することを発見しました。また本研究では、孤立量子系で普遍的に成立するトポロジカル相のバルクエッジ対応が測定下の量子系においても発現することを実証し、測定によって誘起されるトポロジカル相転移の強固な理論的基盤を与えました。本研究で用いた手法は広いクラスのトポロジカル相に対して用いることができる汎用性があり、測定によって誘起される量子相の体系的・統一的な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。
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2025-06-23
プレスリリース
量子-スパコン連携による量子化学計算に成功
理化学研究所（理研）計算科学研究センター 量子系物質科学研究チームの白川 知功 上級研究員（量子計算シミュレーション技術開発ユニット 上級研究員、開拓研究所 柚木計算物性物理研究室 上級研究員、数理創造研究センター 量子数理科学チーム 上級研究員、量子コンピュータ研究センター 量子計算科学研究チーム 上級研究員）、柚木 清司 チームプリンシパル（開拓研究所 柚木計算物性物理研究室 主任研究員、創発物性科学研究センター 計算量子物性研究チーム チームディレクター、量子コンピュータ研究センター 量子計算科学研究チーム チームディレクター、最先端研究プラットフォーム連携（TRIP）事業本部統合データ・計算科学プログラム プロジェクトディレクター）らの国際共同研究グループは、IBMの量子コンピュータと理研のスーパーコンピュータ「富岳」を組み合わせた計算を通じて、従来の古典計算機では解析が困難だった量子化学の問題に対し、量子計算の実用化に向けた有効性を実証しました。 本研究では、量子コンピュータの実機から得られた出力をスーパーコンピュータで処理することで、50量子ビットを超える大規模な量子化学系において、初めて科学的に意味のある結果を得ることに成功しました。これにより、量子化学分野においても、古典計算の限界を超える規模の問題に対して量子計算が有効であることが示され、量子コンピューティングの実用化に向けた大きな前進となりました。 詳細は関連リンクをご覧下さい。
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2025-06-12
プレスリリース
空間的な生物多様性を推論するための理論を構築 －生物多様性の地域間の違いや増減を定量評価－
理化学研究所（理研）数理創造研究センター 数理基礎部門の入谷 亮介 上級研究員、京都大学 大学院農学研究科の辰巳 晋一 准教授らの国際共同研究グループは、空間的な生物多様性の確率分布を推定するための理論を構築しました。本理論は、生物種の在・不在をファジー集合理論の枠組みを用いて表現し、理論物理学で用いられる手法や数学的概念を駆使して解析を行った学際的研究成果です。 本成果は、生息する生物種数の地域間の違いやその増減を定量評価し、生物圏における環境変動が生物多様性に及ぼす影響を予測することに貢献すると期待されます。 詳細は関連リンクをご覧下さい。
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2025-06-03
プレスリリース
もつれ合うプラズマの渦と流れを『情報』で読み解く - 量子情報理論にヒントを得た乱流構造の解析手法 -
仲田資季 客員研究員を含む研究チームは、量子力学の理論で活用される情報量(情報エントロピー)やその数学的記述法に着想を得て、「情報量の視点」で乱流の状態遷移や相互作用を読み解く新しい解析手法を考案しました。これにより、従来のエネルギー解析では見逃されていたプラズマ中の新たな乱流状態の発見や、大小さまざまな渦や流れの間の重要な相互作用の検出などが可能になりました。また、乱流やゆらぎを観測する実験計測への応用も提案しています。 今後はプラズマ乱流のみならず、大気・海洋・社会システムなど、さまざまな“複雑な流れ”や“多数の物理量が連動するゆらぎ”が存在する研究対象への応用展開も期待されます。 詳細は、関連リンクより、プレスリリースをご覧下さい。
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2025-04-14
プレスリリース周期駆動系で量子情報の非局在化を実証
菊池 勇太 客員研究員、早田 智也 客員研究員を含む共同研究グループは、周期駆動系を模した量子回路を用いることで量子情報が非局在化した状態（スクランブリング状態）を準備できることを、イオントラップ型量子コンピュータを用いて実証しました。 スクランブリング状態は、量子情報の復元や量子多体系計算に役立つことが期待される性質を持っています。本成果は、物理現象と量子情報が交錯する学術研究領域における黎明（れいめい）期の量子コンピュータ利用事例として、日本における量子コンピュータ利用の促進に貢献すると期待されます。 今回、共同研究グループは、これまでランダム性を持つ量子回路を用いて議論されることが一般的だったスクランブリング状態を、周期駆動系を模した量子回路を用いても準備できることを、高い忠実度で量子操作が可能な量子コンピュータの実機を用いて、適切なエラー緩和法と理論的考察の組み合わせにより確かめました。 詳細は、関連リンクより、プレスリリースをご覧下さい。
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2025-02-10
プレスリリース
急性肝障害はどのような人が急性肝不全に進展しやすいのか？
九州大学病院 肝臓・膵臓・胆道内科/九州大学 大学院医学研究院の小川 佳宏 主幹教授、田中 正剛 助教、黒川 美穂 博士後期課程学生らの研究グループは、名古屋大学 大学院理学研究科の岩見 真吾 教授（兼 九州大学マス・フォア・インダストリ研究所 客員教授、理化学研究所 数理創造プログラム 客員研究員、京都大学高等研究院ヒト生物学高等研究拠点 連携研究者）、吉村 雷輝 博士後期課程学生らとの人工知能（AI）技術を臨床研究に応用した共同研究により、急性肝障害患者は治療効果（治療反応性）により3つの集団に分類できることを新たに発見しました。さらに、初診時の血液検査などの臨床情報を用いることにより、患者がどの集団に属するのかを予測するAIモデルの開発に世界で初めて成功しました。 詳細は関連リンクより九州大学のホームページをご覧ください。
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2025-01-29
プレスリリース
Make it worth Weyl: engineering the first semimetallic Weyl quantum crystal
An international research team, including Ching-Kai Chiu (Senior Research Scientist, iTHEMS) and led by the Strong Correlation Quantum Transport Laboratory of the RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS) has achieved a world-first by realizing an ideal Weyl semimetal, marking a major breakthrough in quantum materials research. Weyl fermions emerge as quantum excitations of electrons in crystals and are predicted to exhibit exotic electromagnetic properties. However, previous Weyl materials were often overshadowed by unwanted electronic states, making it difficult to observe pure Weyl fermion behavior. The team successfully engineered an ideal Weyl semimetal by precisely controlling the composition of the topological semiconductor (Cr,Bi)2Te3, eliminating irrelevant electronic states. Published in Nature, this work opens new possibilities for terahertz (THz) light devices and next-generation electronics. For more details, please refer to the related link.
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2025-01-10
プレスリリース
量子観測に誘起されたスペクトル相転移の発見
理化学研究所（理研）開拓研究本部 濱崎非平衡量子統計力学理研白眉研究チームの濱崎 立資 理研白眉研究チームリーダー（理研 数理創造プログラム 上級研究員）、東京大学 大学院工学系研究科 物理工学専攻の望月 健 助教（理研 開拓研究本部 濱崎非平衡量子統計力学理研白眉研究チーム 客員研究員）の共同研究チームは、観測下の量子系におけるスペクトル相転移を発見しました。 本研究成果は、近年急速に研究が進んでいる「非平衡な量子系における観測誘起相転移」と、古くから精力的に研究されている「平衡状態にある量子系における相転移」を、同一の枠組みで統一的に理解することにつながると期待されます。 共同研究チームは、Lyapunov解析という手法を用いることで、観測下の量子系においてもスペクトル相転移が存在することを示しました。また、その臨界点が量子もつれ転移の臨界点と一致することを見いだしました。 詳細は関連リンクをご覧下さい。
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2025-01-02
プレスリリース
古代DNAが西暦1千年紀の移住に関する新たな理解を解明
理化学研究所（理研）数理創造プログラム（iTHEMS）のシュパイデル 玲雄 理研ECL研究ユニットリーダーらの国際共同研究グループは、古代DNAを用いたより正確な祖先分析法を用いて、紀元後1千年紀にヨーロッパを横断した人類の移動を明らかにしました。本研究成果の新しい方法は、世界中の他の集団に適用することが可能で、パズルの欠けているピースを明らかにすることが期待できます。 詳細は関連リンクよりフランシス・クリック研究所のプレスリリースをご覧下さい。
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2024-10-22
プレスリリース
極低温の原子気体で作る持続的な磁気の流れを発見 －次世代磁気メモリ開発用の量子シミュレーター実現へ－
理化学研究所（理研）数理創造プログラムの関野 裕太 特別研究員（開拓研究本部 濱崎非平衡量子統計力学理研白眉研究チーム 特別研究員）らの国際共同研究グループは、極低温の原子気体を用い、減衰しにくい磁気の流れを生み出す機構を発見しました。 本研究成果は、高効率な次世代磁気メモリ開発に必要な量子シミュレーターの実現に貢献すると期待されます。 詳細は関連リンクをご覧下さい。
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2024-10-17
プレスリリース
量子宇宙の創生と宇宙の波動関数の厳密な計算
現代宇宙論では、宇宙が無から量子効果によって創生されたという考えが活発に研究されています。しかし、その詳細に関する二つの有力な仮説「無境界仮説」と「トンネル仮説」のどちらが正しいか、長年論争が続いてきました。 松井宏樹 基礎物理学研究所特定研究員、岡林一賢 同特定研究員、本多正純 理化学研究所上級研究員、寺田隆広 名古屋大学特任助教らの研究チームは、人為的に仮説を選ぶことなく、宇宙の波動関数を第一原理から計算しました。従来の解析では数学的な曖昧さが残りますが、本研究チームはリサージェンスという手法でこの曖昧さを解消しました。最終的に、宇宙の波動関数は無境界仮説ではなくトンネル仮説に予言されるものになることを、一定の仮定の下で厳密に示しました。これらの結果は、無境界仮説とトンネル仮説の長年の論争の解決に向けた大きな一歩となることが期待されます。 詳細は関連リンクより京都大学のプレスリリースをご覧下さい。
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2024-09-20
プレスリリース
エネルギー透過には情報が必要 －境界面上の物理に迫る－
九州大学 高等研究院の楠亀 裕哉 准教授（理化学研究所 数理創造プログラム 客員研究員）、カリフォルニア工科大学 教授を兼ねる東京大学 国際高等研究所 カブリ数物連携宇宙研究機構の大栗 博司 教授、テキサス大学のAndreas Karch 教授、Hao-Yu Sun 研究員、Mianqi Wang 大学院生らの研究グループは、2次元の共形場の量子論について、エネルギー透過率、情報量透過率、そして場の量子論のヒルベルト空間の大きさの指標（正確には、高エネルギーでの状態数の増加率）の3つの量の間に、（エネルギー透過率）≤（情報量透過率）≤（ヒルベルト空間の大きさの指標）という明解な不等式が成り立つことを示しました。 詳細は下記関連リンクより、九州大学のウェブサイトをご覧ください。
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2024-09-13
プレスリリース
エムポックス感染者の隔離はどのように終了するのが良い？－隔離終了タイミング検証のシミュレータを開発－
国立大学法人 東海国立大学機構 名古屋大学大学院 理学研究科の岩見 真吾 教授（兼 理化学研究所 数理創造プログラム 客員研究員）の研究グループは、オランダ国立公衆衛生環境研究所（RIVM）および愛媛大学の三浦 郁修 博士らとの共同研究により、エムポックス（クレードⅡ）感染者の隔離を終了するタイミングを検証するためのシミュレータ（シミュレーション用ソフトウェア）を新たに開発しました。 詳細は関連リンクより、名古屋大学 研究成果発信サイトをご覧ください。
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2024-07-24
プレスリリース
タンパク質凝集のコード解読 －アミノ酸配列からタンパク質分子の集まりやすさを予測する－
理化学研究所（理研）生命機能科学研究センター 生体非平衡物理学理研白眉研究チームの足立 景亮 研究員（数理創造プログラム 研究員）、川口 喬吾 理研白眉研究チームリーダー（開拓研究本部 川口生体非平衡物理学理研白眉研究チーム 理研白眉研究チームリーダー、東京大学 大学院理学系研究科附属 知の物理学研究センター 准教授）の研究チームは、タンパク質分子の集まりやすさやタンパク質凝集体の混ざりやすさを、アミノ酸配列に基づいて予測する理論を提案しました。 本研究成果は、膜を持たない細胞小器官の形成機構の解明に貢献し、将来的には、タンパク質のアミノ酸変異が細胞機能に与える影響を予測する理論に発展していくと期待されます。 詳細は、関連リンクをご覧下さい。
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2024-07-11
プレスリリース
データと数学で迫る冬眠の謎 －冬眠の仕組みの一端を数理モデルで解明－
冬眠中の小型哺乳類の体温は、環境温度近くまで低下しますが、この低温状態が冬眠中ずっと継続するわけではなく、環境温度に近い低温と通常の体温の間を何度も変動します。この大きな体温変動は冬眠の重要な部分なのですが、その生理学的な意味は十分に理解されていません。 儀保伸吾（iTHEMS特別研究員）と黒澤元（iTHEMS専任研究員）を含む国際共同研究グループは、高精度の実験データと数学を用いて、冬眠の仕組みの一端を解明しようとしました。そして、複数の種の冬眠中の実験データを再現する数理モデルを見つけました。本研究は、山口良文（北海道大学教授）、イリーナ・グラシェヴァ（エール大学教授）、スビアトスラフ・バクリアンツェフ（エール大学教授）、徳田功（立命館大学教授）との共同研究です。論文は、Nature Portfolioが新しく発行する雑誌「npj Biological Timing and Sleep」オンライン版に掲載されました。 詳細は、関連リンクからプレスリリース記事をご覧ください。
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2024-06-05
プレスリリースリコーと理化学研究所、技術の実用化の兆しを察知する独自のアルゴリズムを開発
株式会社リコー（社長執行役員：大山 晃）と、理化学研究所 数理創造プログラム（iTHEMS：Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences Program／青山 秀明 客員主管研究員、相馬 亘 客員研究員）はこのたび、過去に開発したアルゴリズムを応用し、特許と論文に共通して出現するキーワードを多重解析するアルゴリズムを開発しました。
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2024-05-20
プレスリリース
新たな種類のエニオンを系統的に作る方法を発見 ―量子コンピュータへの新たな応用の可能性―
液体・固体・気体など物質は状況に応じて異なる状態（相）を持つことがあり、相を理解することは物理学で重要な課題です。現代的な相の分類においては、エニオンと呼ばれる分数電荷を持つ準粒子が重要であり、量子コンピュータへの応用の観点からも研究されています。 京都大学 基礎物理学研究所（基研）の戎 弘実 研究員・理化学研究所 数理創造プログラムの本多 正純 上級研究員・基研の中西 泰一 博士後期課程学生（理研大学院生リサーチ・アソシエイト兼任）の共同研究グループは、動き方に制限がかかる新しい種類のエニオンを系統的に記述する理論的枠組みを発見しました。 詳細は関連リンクから京都大学のプレスリリース記事をご覧下さい。
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2023-12-20
プレスリリースサイエンスアート作品「Black Hole Recorder」が渋谷区共催のアートイベントDIG SHIBUYAに出展決定
iTHEMSが外部クリエイターと2021年に制作した、量子ブラックホール理論に基づくサイエンスアート作品「Black Hole Recorder（ブラックホール・レコーダー）」が、SHIBUYA CREATIVE TECH実行委員会と渋谷区共催のアートイベント“DIG SHIBUYA（ディグシブヤ）”の連携プロジェクト（公募）に採択されました。“DIG SHIBUYA”内のプログラムとして2024年1月12日(金)から1月14日(日)の3日間、渋谷区立勤労福祉会館にて展示予定です。 詳細は関連リンクをご覧下さい。
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2023-10-26
プレスリリース
クォーク4個から成る「純粋テトラクォーク」 －加速器実験で見えた新粒子をスーパーコンピュータ「富岳」で解明－
理化学研究所（理研）数理創造プログラムのリュー・ヤン 研修生（研究当時）、土井 琢身 専任研究員、初田 哲男 プログラムディレクターらの国際共同研究グループは、クォーク4個から成る純粋テトラクォーク状態Tccの性質を理論的に解明しました。本研究成果は、素粒子であるクォークがどのように組み合わさって新しい物質ができるのかという、現代物理学の根源的問題の解明に貢献すると期待されます。 詳細は、関連リンクよりプレスリリース記事をご覧下さい。
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2023-10-06
プレスリリース
新型コロナウイルス感染によるクラスター発生確率の計算に成功
国立大学法人東海国立大学機構 名古屋大学大学院 理学研究科の岩見 真吾 教授（兼 理化学研究所数理創造プログラム 客員研究員）らの研究グループは、オックスフォード大学（イギリス）との共同研究で、新型コロナウイルス感染によるクラスターの発生確率の計算に世界ではじめて成功しました。 詳細は、関連リンクより名古屋大学 研究成果発信サイトをご覧ください。
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2023-08-23
プレスリリース
ソバゲノムの解読 －高精度ゲノム解読がソバの過去と未来を紡ぐ－
2050年の世界人口は97億と予想され、イネ、コムギ、トウモロコシなどの三大穀物への食料の依存が問題視されています。これに対し、食料としての価値が高いにもかかわらず研究が遅れ、未開発のポテンシャルが秘められたままの「孤児作物」への関心が増しています。次世代シーケンシング技術による孤児作物のゲノム解読は、その効率的な育種を促進し、飢餓の撲滅や栄養改善などのSDGs達成への重要なステップとなることが期待されています。 ジェフリ・フォーセット（iTHEMS上級研究員）を含む国際共同研究グループは、孤児作物の一つであるソバのゲノム配列を染色体レベルで高精度に解読することにより、ソバのゲノムの進化と栽培ソバの起原を解き明かしました。さらに、予測された遺伝子をゲノム編集技術に依存しない手法で改変しました。その結果、これまで世界に存在しなかったモチ性ソバを開発することに成功しました。またソバの繁殖様式を他殖性から自殖性へ転換させることにより、新たな自殖性ソバの開発にも成功しました。本研究で用いられた育種方法は、ゲノム編集技術に未対応な多種多様な孤児作物の改良に貢献することが期待されます。 詳細は、関連リンクから、京都大学のプレスリリース記事をご覧ください。
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2023-06-22
プレスリリース
極端現象の制御シミュレーション実験 －極端気象制御に向けた新理論－
理化学研究所（理研）計算科学研究センター データ同化研究チームの三好 建正 チームリーダー（開拓研究本部 三好予測科学研究室 主任研究員、数理創造プログラム 副プログラムディレクター）、キウェン・ソン 大学院生リサーチ・アソシエイト（研究当時）、名古屋大学のセルジュ・リシャール 教授の共同研究チームは、低次元の理想実験により、極端な大雨や高温などの極端現象の発生を防ぐ制御可能性を明らかにしました。 本研究成果は、激甚化しつつある台風や豪雨を制御し、極端風水害の脅威を軽減するための理論研究の発展に貢献すると期待できます。 詳細は、関連リンクをご覧下さい。
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2023-06-20
プレスリリース
誤り耐性機能を持たない量子コンピュータの有用性を実証
量子コンピュータは、ある種の問題において、古典的な計算に比べて大幅な高速化を実現することが期待されています。しかし、誤り耐性機能を持った量子回路の実装は未だ困難です。Yantao Wu氏（理研iTHEMS）とIBMおよびUC Berkeleyのチームが共同で発表した最近の論文では、古典コンピュータでは不可能な規模の問題について、誤り耐性機能を持たない量子コンピュータ（IBM-Q 127量子ビット）を用いた計算が可能であることを実証しました。 横磁場イジング模型の時間ダイナミクスにおいて強い量子もつれがある状態では、テンソルネットワーク法などの古典的な近似計算手法が破綻しているにもかかわらず、量子コンピュータが正しい結果を与えることが示されました。これは、誤り訂正機能が無い現在においても、量子コンピュータの有用性を実証するものです。同時に、今回の量子コンピュータの計算結果は、古典的近似計算手法の開発を促進するものであり、量子計算と古典計算の両方のアプローチの進展に寄与します。
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2023-06-14
プレスリリース
リコーと理化学研究所、文献データから技術トレンドの変化点を可視化する独自のアルゴリズムを開発
株式会社リコー（社長執行役員：大山 晃）と、理化学研究所 数理創造プログラム（iTHEMS：Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences Program／青山 秀明 客員主管研究員、相馬 亘 客員研究員）はこのたび、既存の技術文献データから新しいトレンドの変化点を定量的に測定し把握するアルゴリズムを、共同研究により開発しました。 詳細は、関連リンクよりリコーグループのウェブサイトをご覧下さい。
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2023-03-31
プレスリリース
取引ネットワークの相関テンソルによる暗号資産の価格バーストの予測 ―安心して使える暗号資産とデジタル経済の実現にむけて―
暗号資産は、デジタル経済の時代に欠かせない存在となりつつあります。理研と京大の共同研究では、ネットワークの数理科学を駆使することによって、マネーロンダリングや詐欺などの異常事象の検出、価格バーストの予知を行う理論的研究に取り組んでいます。池田裕一（京都大学総合生存学館教授）、アビジット・チャクラボルティ（同特定助教/iTHEMS客員研究員）、初田哲男（理化学研究所数理創造プログラムディレクター）の研究グループは、暗号資産の取引ネットワークに対応する相関テンソルのスペクトルを解析する新規手法を開発して、相関テンソルの最大特異値が暗号資産の価格と有意な負の相関を示すことを発見しました。この発見を用いて、価格バーストの早期指標を提供できる見通しを得ました。 詳細は、関連リンクから京都大学のプレスリリース記事をご覧ください。
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2022-12-02
プレスリリース
極低温の量子流体中に現れる普遍的な力 －量子揺らぎが導く原子超流動体中の分子間力－
万有引力の法則に代表されるように、「物質間に働く力」という概念は、物理学において重要な位置を占め続けてきました。新潟大学 自然科学系（理学部）の本郷 優 助教（理化学研究所 数理創造プログラム 客員研究員）とドイツ・ハイデルベルク大学の藤井 啓資 研究員・Tilman Enss 教授の国際共同研究グループは、極低温の量子流体中に浮かべられた粒子間に、長距離ではファンデルワールス力と呼ばれる分子間力と同じ力が働くことを理論計算から明らかにしました。レーザー技術によって絶対零度近く（数十ナノケルビン程度）まで冷却された原子集団は、量子状態を高精度に制御可能な系として近年注目されており、ミクロな世界における力を調べる上でも格好の舞台となっています。本研究は、極低温で実現する原子超流動体中の不純物粒子に、量子揺らぎに起因した普遍的な長距離力が作用することを新たに明らかにしたものです。 詳細は下記の関連リンクより新潟大学のホームページをご覧ください。
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2022-10-27
プレスリリース
クォーク物質を重力波で探る－中性子星合体後の重力波から超高密度物質の痕跡を読み取る－
理化学研究所（理研）数理創造プログラムのホワン・ヨングジア研修生、開拓研究本部長瀧天体ビッグバン研究室の長瀧重博主任研究員（理研数理創造プログラム副プログラムディレクター）、大阪大学インターナショナルカレッジのバイオッティ・ルカ准教授、東北大学大学院理学研究科の古城徹准教授らの国際共同研究グループは、連星中性子星の合体に対して一般相対性理論に基づいた数値シミュレーションを行い、合体後に放出される重力波の波形から1cm3当たり1兆kgを超える超高密度物質の性質が詳細に読み取れることを示しました。 本研究成果は、重力波天文学において、中性子星の内部構造や超高密度物質の性質の解明に貢献すると期待できます。 詳細は、関連リンクをご覧ください。
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2022-08-29
プレスリリース
新型コロナウイルス感染者の隔離短縮は可能か？－隔離終了タイミング検証のシミュレータを開発－
国立大学法人東海国立大学機構 名古屋大学大学院理学研究科の岩見真吾教授（兼理化学研究所数理創造プログラム客員研究員）は、米国インディアナ大学の江島啓介助教らとの共同研究で、抗原検査により新型コロナウイルス（COVID-19）感染者の隔離を終了するタイミングを検証するためのシミュレータ（シミュレーションのためのソフトウエア）を新たに開発しました。 これにより、決められた回数の抗原検査の陰性結果をもって、早期にCOVID-19感染者の隔離を終了できる、柔軟で安全な隔離戦略が提案できるようになります。 感染者隔離は感染拡大を防ぐ重要な手段です。長期にわたる隔離は二次感染のリスクを下げる一方で、隔離される人やそれを支える社会も様々な負担を被ります。 研究グループは、開発したシミュレータを用いて、"感染性のある患者の隔離を（早く）終了してしまうリスク"と"感染性を失った患者を不要に隔離してしまう期間（隔離に関わる負担）"の計算に成功しました。この結果、リスクと負担を同時に抑えるための個人差を考慮した適切な隔離戦略を、抗原検査を用いて実施する方法を提案できるようになりました。感染予防対策を徹底しつつ社会活動を再開・維持するウィズコロナの時代を迎えるにあたり、抗原検査をうまく利用することで教育活動や社会活動を安全に実施することができるようになります。 現在、臨床・疫学データや経験則に基づいた異なる隔離基準が国ごとに採用されている状況に対して、本研究は、数理モデルに基づいた、日本のみならず世界的に求められている柔軟な隔離ガイドラインの確立に貢献できると期待されます。 詳細は関連リンクより名古屋大学 研究成果発信サイトをご覧ください。
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2022-06-06
プレスリリース
進化・生態ダイナミクスの共通法則 －生物の個体群変化を物理学的な関係式で記述する－
理化学研究所（理研）生命機能科学研究センター生体非平衡物理学理研白眉研究チームの足立景亮基礎科学特別研究員（数理創造プログラム基礎科学特別研究員）、理研数理創造プログラムの入谷亮介研究員、濱崎立資上級研究員（開拓研究本部濱崎非平衡量子統計力学理研白眉研究チーム理研白眉研究チームリーダー）の研究チームは、情報理論・統計物理学の手法を用いることで、進化・生態系の個体群ダイナミクスを扱う理論モデルにおいて幅広く成り立つ関係式を提案しました。 本研究成果は、進化や生態系における複雑な個体数の時間的変化を統一的枠組みによって理解することにつながると期待できます。 詳細は関連リンクをご覧ください。
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2022-05-09
プレスリリース
巨視的な遷移における速度限界の発見 －連続の式に基づく統一的アプローチ－
理化学研究所（理研）開拓研究本部非平衡統計力学理研白眉研究チームの濱崎立資理研白眉研究チームリーダー（数理創造プログラム上級研究員）は、「巨視的な遷移」を伴うような物理的過程において有用となる「速度限界」、すなわち遷移速度に関する不等式を新たに発見しました。 本研究成果は、量子多体系の熱平衡化の時間スケールなどをはじめとする非平衡統計力学へ示唆を与えると同時に、巨視的な量子系の制御など、近年重要となっている量子技術の基礎的な理解に貢献することが期待できます。 続きは関連リンクをご覧ください。
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2022-05-09
プレスリリース
トンガ海底火山噴火のラム波を鮮明に可視化 －ひまわり8号が捉えた波の全貌－
理化学研究所（理研）計算科学研究センターデータ同化研究チームの三好建正チームリーダー（開拓研究本部三好予測科学研究室主任研究員、数理創造プログラム副プログラムディレクター）、大塚成徳研究員（開拓研究本部三好予測科学研究室研究員、数理創造プログラム研究員）の研究チームは、気象衛星ひまわり8号の画像を用いて、2022年1月に発生したトンガの海底火山噴火に伴う音波の一種である「ラム波」を鮮明に可視化する手法を独自に開発しました。さらに、この画像からラム波を自動抽出する手法を開発し、到達時刻分布や地上気圧観測との関係を明らかにしました。 本研究成果は、火山噴火などに伴う大気波動やそれに伴う潮位変動の科学的理解と実況監視、観測データと大気・海洋の大規模計算との融合によるシミュレーションの高度化や将来的な予測手法の開発に貢献すると期待できます。 続きは関連リンクをご覧ください。
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2022-04-01
プレスリリース
理化学研究所数理創造プログラム、東京大学教養学部と京都大学理学部 オンライン授業を用いた新しい大学間連携講義を開設
理化学研究所（理研）数理創造プログラムおよび東京大学教養学部、京都大学理学部は、2022年4月より大学間連携オンライン講義システムを新たに開設し、両学部生を対象として数理科学のさまざまな側面に関する授業を開始します。東京大学、京都大学の教員だけでなく、理研をはじめとする研究機関に所属する若手研究者が連続講義を行い、受講者はそれぞれの大学の科目として履修し、単位を取得できます。この新しい形態の講義により、受講者は学部の早い段階で現代社会の基盤となる数理科学の基礎と応用を最前線の研究者から学ぶことができます。同時に、大学の壁を越えた若手人材の育成が可能となります。授業の中で若手研究者と学生が活発な議論を行うことで、基礎科学研究の発展はもちろんのこと、将来の社会におけるイノベーションを生み出す人材育成にもつながると期待できます。 詳細は関連リンクをご覧ください。
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2022-03-31
プレスリリース
制御シミュレーション実験 －気象制御に向けた新理論－
理化学研究所（理研）計算科学研究センターデータ同化研究チームの三好建正チームリーダー（開拓研究本部三好予測科学研究室主任研究員、数理創造プログラム副プログラムディレクター）、キウェン・ソン大学院生リサーチ・アソシエイトの研究チームは、気象制御に向けた制御シミュレーション実験の新理論を考案しました。 本研究成果は、激甚化しつつある台風や豪雨を制御し、極端風水害の脅威を軽減するための理論研究の発展に貢献すると期待できます。 続きは、関連リンクをご覧ください。
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2022-03-09
プレスリリース
デジタル量子シミュレーションによる高電荷シュヴィンガー模型の負の弦の張力
通常電荷の正負が同じ粒子の間には斥力（反発し合う力）、正負が反対の粒子の間には引力（引っぱり合う力）が働くことが知られています。ところが最近、このような「電荷の正負が反対の粒子間には引力が働く」という「常識」が、特殊な状況下では必ずしも成り立たないということが指摘されていました。 本多正純 基礎物理学研究所助教、谷崎佑弥 同助教、伊藤悦子 理化学研究所協力研究員、菊池勇太 ブルックヘブン国立研究所研究員（現・Cambridge Quantum Computing Japan研究員）らの研究グループは、シュウィンガー模型と呼ばれる1次元量子系において、電荷が反対の粒子間に斥力が働く状況を、数値シミュレーションにより実現することに成功しました。これは量子計算機で用いられるアルゴリズム（量子アルゴリズム）の新たな応用であり、通常の方法では解析が困難だった初期宇宙の時間発展や、有限密度領域における初期宇宙の相構造などの重要な問題の理解に貢献していくことが期待されます。 詳細は関連リンクの京都大学のプレスリリース記事をご覧ください。
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2022-03-07
プレスリリース
シミュレーションで線状降水帯の豪雨予測精度を改善 －もしも最新鋭気象レーダで九州全土を覆えたら－
理化学研究所（理研）計算科学研究センターデータ同化研究チームの三好建正チームリーダー（開拓研究本部三好予測科学研究室主任研究員、数理創造プログラム副プログラムディレクター）、前島康光特別研究員らの共同研究チームは、2020年7月に豪雨をもたらした線状降水帯の予測に対し、最新鋭のフェーズドアレイ気象レーダを仮想的に九州全土に展開した場合の有用性を評価し、線状降水帯による豪雨発生の予測精度を大きく改善できることを示しました。 本研究成果は、地球規模の温暖化により脅威を増す線状降水帯の予測精度の向上や、被害の軽減に向けた新しい予測技術や観測システムの提案につながると期待できます。 続きは、関連リンクをご覧ください。
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2022-01-24
プレスリリース
シグナル伝達による多様な細胞応答の起源 －実験と理論の融合による反応特性の決定
細胞が外界のシグナル分子を受け取る受容体の1つのグループに、ERBB1、ERBB2、ERBB3、ERBB4からなるERBBファミリーがあります。ERBB受容体は、シグナル分子を受け取ると、互いに結合やリン酸化などの反応を行い、これをきっかけに細胞の増殖や分化などの多様な応答が起こります。ところが、4種のERBBの結合反応やリン酸化反応の詳細は計測が難しく、シグナルに対する多様な応答がどのように作り出されるのかわかっていませんでした。 これに対し、京都大学ウイルス・再生医科学研究所の望月敦史教授、 理化学研究所の岡田崇上級研究員、宮城拓研究員（研究当時）、佐甲靖志主任研究員、廣島通夫研究員らの研究グループは、ERBBの組成を様々に変えた細胞と複数のシグナル分子を用いた計測実験を行い、ERBBの可能な反応を全て取り込んだ数理モデルを適用することで、4種のERBBの反応の性質やシグナルによる反応の変化を初めて特定しました。さらに、数理解析を進め、応答の多様性に本質的な役割をになう反応を明らかにしました。ERBBの反応の詳細が分かったことで、将来的には増殖や分化などのシグナル伝達が引き起こす応答を制御できる可能性があります。 詳細は関連リンクの京都大学のプレスリリース記事をご覧ください。
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2021-12-27
プレスリリース
複雑な化学反応ネットワークを単純化する －ホモロジー代数を用いた縮約手法の確立－
理化学研究所（理研）数理創造プログラムの広野雄士客員研究員、岡田崇上級研究員、宮﨑弘安上級研究員、日高義将客員研究員の研究チームは、「ホモロジー代数」という数学の手法を用いて、複雑な化学反応ネットワークを単純化するための新たな縮約手法を開発しました。 本研究成果により、複雑な化学反応ネットワークを、その重要な性質は保ちつつ、より小さなネットワークへと単純化し、効率的に解析することが可能になります。本研究は物理学者、数学者、生物学者から成る研究チームによるもので、分野横断的なアプローチの有効性を示す例となっています。 続きは、関連リンクをご覧ください。
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2021-12-15
プレスリリース
ブラックホールが奏でる「普遍的な和音」 －ブラックホールの揺らぎによる一般相対性理論の検証に向けて－
理化学研究所（理研）数理創造プログラムの大下翔誉基礎科学特別研究員は、ブラックホールの振動パターンのうち、最も励起されやすい振動パターンの「普遍的な組み合わせ」を理論計算から明らかにしました。 本研究成果は、ブラックホール連星の合体直後に伝搬する時空のひずみ（重力波）の観測データによるブラックホールの重さや回転速度の測定や、アインシュタインの一般相対性理論の精密な検証に貢献すると期待できます。 続きは、関連リンクをご覧ください。
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2021-10-20
プレスリリース
熱帯雨林樹木“フタバガキ”の乾燥応答遺伝子の数が増加していた －ゲノム解読から気候変動対策へ－
横浜市立大学木原生物学研究所 清水健太郎 客員教授（チューリッヒ大学教授兼任）、マレーシア森林研究所 Kevin Kit Siong Ng 主任研究員、Soon Leong Lee 遺伝学グループ長、国際農林水産業研究センター 小林正樹 主任研究員、理化学研究所 数理創造プログラム ジェフリ・フォーセット 上級研究員、金沢大学 西山智明 助教、株式会社ヒューマノーム研究所 瀬々潤 代表取締役らの研究グループは、地球環境にとっても輸入木材としても重要な熱帯樹種フタバガキ科樹木のゲノムを解読しました。雨に恵まれた東アジア熱帯に生育しているにもかかわらず、予想外なことに乾燥応答遺伝子が増加しており、熱帯での稀な乾燥の重要性が明らかになりました。地球環境変動によって、熱帯ではエルニーニョ・南方振動と関連する大規模乾燥が深刻化しており、本研究の成果の持続的林業と熱帯雨林保全へ向けた応用が期待されます。 詳細は横浜市立大学のウェブサイトをご覧下さい。
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