磁化プラズマを中心とする連続体の物理や数理に関する理論・シミュレーション研究を行っています

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プラズマとは,多数の荷電粒子が集まった媒質です.特に,個々の荷電粒子が独立に運動しているのではなく,電磁場を介して相互作用しながら,集団的に運動するところに特徴があります.プラズマには,電子の電場による振動や,磁場によるサイクロトロン(旋回)運動,流体としての振動・波動,あるいは物質や運動量,エネルギーの輸送と,非常に幅広い時間・空間スケールがあります.このような媒質を扱うとき,スケール分離によって適切なモデルを作ることが不可欠です.しかし,近年では,このようなスケール分離ができない現象にも興味が集まっています.もちろん,そこでは非線形性も重要な役割を果たします.
私は,単一スケールに焦点が絞られた従来のモデルでは表現しきれない現象を,実効的に表現できる理論的手法やシミュレーション法を開発することに興味をもっています.また,単一スケールに焦点を絞ったために生じた,モデルやその解の特異性を,正しくかつ効率的に扱う理論的手法やシミュレーション法を開発することにも興味をもっています.もちろん,単一スケールに焦点を絞る前の第一原理的なモデルに立ち戻り,スーパーコンピュータでシミュレーションすれば良いという考え方もあります.しかし,私はむしろ,第一原理的なモデルによる研究よりは,実効的な簡約モデルの開発,およびそのモデルによる理論・シミュレーション研究によって,物事の本質を抽出し理解することに重要性を見出しています.
応用としては,磁場で閉じ込めたプラズマを用いた核融合炉の開発研究や,宇宙・天体で観測される現象の解析研究があります.また,開発した理論的手法やシミュレーション法を,中性流体の物理に応用することも考えています.これらの応用には,それら自体に第一義的な研究意義がありますが,私は,他分野と見なされて別々に研究されてきた事柄同士のつながり,更には研究分野間のつながりを作るような視点を重視しています.異なる研究分野で,別々のこととして語られていた事柄が,実は物理的あるいは数学的には同じことだったというのは,しばしばあることだと思います.このような視点からの学術研究が,振り返ってみれば個々の研究分野の幹を太くし,活性化することにつながると考えています.