広島大学研究Discovery Saga

広島大学放射光科学研究所の奥田太一教授らの研究グループは、米国ウィスコンシン大学ミルウォーキー校との共同研究により、ビスマス(元素記号：Bi 原子番号：83)という金属元素が、原子の並び方が規則正しく整った状態であるビスマス(Bi)結晶の(110)表面に存在する電子状態を、スピン・角度分解光電子分光(Spin-ARPES)(※2)を用いて詳細に観測しました。　その結果、結晶対称性(※3)から本来は打ち消し合って消失するはずと考えられていたスピン偏極(※4)が、実際には大きく残っていることを発見しました。　さらに第一原理計算との比較により、このビスマスの電子状態の中ではもともと逆...

キーワード：金属元素/スピン軌道相互作用/スピン偏極/ビスマス/角度分解光電子分光/光電子分光/対称性/電子線回折/表面電子状態/量子干渉/保存則/放射光/検出器/光電子分光法/波動関数/第一原理電子状態計算/磁性体/電子線/電子分光/電子デバイス/電子状態計算/持続可能/省エネ/電子構造/電子状態/スピン/スピントロニクス/持続可能性/省エネルギー/第一原理/第一原理計算/低消費電力/半導体/量子力学

他の関係分野：環境学数物系科学化学総合理工工学

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発表日：2026年7月23日

DNAでナノ粒子間の“隙間”を制御微量分子を見逃しにくくする高感度分析結晶材料を開発！

～細胞や化学反応の検出・分析などへの応用に期待～

名古屋大学未来材料・システム研究所の田川美穂教授、李旭(りきょく)助教、桒原真人教授、小川智史准教授、同大学大学院工学研究科の池内泰士博士前期課程学生(研究当時)、小澤咲季博士後期課程学生の研究グループは、広島大学持続可能性に寄与するキラルノット超物質国際研究所の新家寛正特任准教授、東北大学多元物質科学研究所の押切友也准教授、九州大学大学院理学研究院の平松光太郎教授との共同研究で、周期的なナノギャップ構造を持つDNA修飾コアシェルナノ粒子結晶の開発と、結晶で生じる表面増強ラマン散乱(SERS)を利用した微量分子の検出を達成しました。...

キーワード：プロファイル/ラマン散乱/光物性/物質科学/閉じ込め/SPring-8/ホットスポット/ラマンスペクトル/周期性/スペクトル/磁場/数値計算/構造形成/キラル/局在表面プラズモン共鳴/金ナノ粒子/結晶構造解析/ラマン/小角散乱/単結晶構造解析/電子線/表面プラズモン共鳴/材料科学/走査型電子顕微鏡/銀イオン/プラズモン/共振器/生体適合性/超格子/表面プラズモン/持続可能/分光測定/還元反応/金属ナノ粒子/材料設計/単結晶/X線小角散乱/シミュレーション/センサー/センシング/ナノスケール/ナノメートル/ナノ粒子/マイクロ/階層構造/金属イオン/結晶化/結晶成長/構造制御/持続可能性/電子顕微鏡/微細構造/微粒子/表面増強ラマン散乱/SEM/結晶構造/インキュベーション/結晶性/層構造/ラマン分光/ラマン分光法/プローブ/構造変化/ゲノム

他の関係分野：情報学数物系科学化学生物学総合理工工学農学

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発表日：2026年6月9日

電子の“スピン”を操る次世代材料の実像を世界初観測

― 省エネ型メモリ開発につながる窒化鉄Fe₄Nの電子状態を解明 ―

広島大学大学院先進理工系科学研究科、持続可能性に寄与するキラルノット超物質拠点(WPI-SKCM2)の木村昭夫教授の研究グループは、広島大学放射光科学研究所(HiSOR)の奥田太一教授、物質・材料研究機構の磯上慎二主幹研究員、増田啓介主任研究員と共同で、次世代の省エネ電子デバイス材料として注目される窒化鉄「Fe₄N」(＊1)を世界で初めて明らかにしました。今回の成果は、次世代の低消費電力デバイスとして期待されるスピントロニクス材料(＊2)の設計指針を与えるものです。　本研究成果は、米国物理学会誌 Physical Review Research に2026年6月8...

キーワード：低消費電力化/スピン偏極/バンド構造/角度分解光電子分光/光電子分光/磁気抵抗/電子線回折/SPring-8/加速器/軟X線/保存則/放射光/検出器/磁場/キラル/シンクロトロン放射/シンクロトロン放射光/磁性体/電子線/超高真空/電子分光/MRAM/スパッタ法/ペロブスカイト/メモリ/強磁性/電子デバイス/持続可能/省エネ/強磁性体/単結晶/窒化物/電気抵抗/電気伝導/電子構造/電子状態/スピン/スピントロニクス/トルク/マイクロ/マイクロ波/持続可能性/低消費電力/結晶構造/SPECT

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発表日：2026年5月8日

広島大学の丸山史人教授が、米国エネルギー省JGI 2026 年度Community Science Program大型研究支援に世界でわずか14 件の採択プロジェクトの一つに日本から唯一採択

～未解明の地下水微生物研究で国際競争を勝ち抜く快挙～

広島大学IDEC国際連携機構の丸山史人教授の研究プロジェクトが、米国エネルギー省（DOE）の合同ゲノム研究所(Joint Genome Institute, JGI)による2026年度コミュニティ・サイエンス・プログラム（CSP）大型研究支援公募において、世界14件の採択プロジェクトの一つに選ばれました。日本からの採択は本件のみで、他の採択者には、プリンストン大学、シカゴ大学、デューク大学、米国やフランスの国立研究所など世界的トップクラスの研究機関の教授らが名を連ねています。また、過去の採択者にも日本国内の研究者がプロジェクトの代表となっている例は確認されていません。CSP大型公募は、エネルギ...

キーワード：スループット/AI/人工知能（AI）/環境浄化/炭素循環/微生物群集/気候変動/データ解析/生物群集/持続可能/水環境/持続可能性/ハイスループット/一細胞/微生物学/ゲノム配列/生態系/微生物生態/バイオエネルギー/生態学/微生物/物質循環/ゲノム科学/ゲノム情報/メタゲノム解析/ゲノム解析/メタゲノム/代謝産物/ゲノム/コミュニティ/遺伝子/細菌

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発表日：2025年9月18日

宇宙の結び目が物質の起源？：トポロジーと宇宙誕生の謎

　我々の宇宙は物質が占めていて、反物質がほとんど存在しないということが知られています。物質と反物質は電荷以外の性質がすべて同じで、宇宙創生のビッグバンで生じる両者の量に違いはないはずなので、なぜ反物質が消えてしまったのかは長い間謎でした。素粒子物理学では、138億年前に誕生して間もない高温の火の玉宇宙が膨張し冷えていく過程で、対称性の自発的破れ解説1と呼ばれる現象が何度も起こったと考えられています。その際、宇宙ひも解説２と呼ばれるひも状の欠陥構造とそれらが複雑に絡み合ったネットワークが形成された可能性が指摘されています。広島大学持続可能性に寄与するキラルノット超物質拠点(WPI-SKCM...

キーワード：結び目理論/CP対称性/アクシオン/トポロジー/ニュートリノ振動/フェルミオン/強い相互作用/結び目/対称性/代数学/大統一理論/統一理論/反物質/非対称性/標準理論/量子異常/素粒子/相転移/ダークマター/ニュートリノ/ブラックホール/暗黒物質/宇宙論/銀河/重力レンズ/重力波/初期宇宙/数値シミュレーション/素粒子物理/キラル/トポロジカル/対称性の破れ/レンズ/持続可能/シナリオ/シミュレーション/スピン/トンネル/トンネル効果/ひずみ/持続可能性/量子力学/機能性/イミン

他の関係分野：数物系科学化学総合理工工学農学

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発表日：2025年7月23日

DNAが光と磁場を感じる？

—生物の新たな光磁気感知メカニズムを提唱！—

　広島大学WPI 持続可能性に寄与するキラルノット超物質拠点(WPI-SKCM2)の岡芳美特任助教および井上克也教授によるグループとドイツのアルベルト・ルートヴィヒ大学フライブルク、埼玉大学および分子科学研究所の共同研究チームは、DNAと生体内に存在するフラビン色素(2)の間でブルーライトを当てた時に起こる反応が、市販の磁気治療器より弱い弱磁場の影響を受けることを示しました。今回の発見は、これまでほとんど着目されてこなかった生体内で起こりうるDNAの光磁気感知のメカニズムを明らかにしたことで、生物がもつ感覚の理解、生活環境下における光や磁場が健康や...

キーワード：オープンアクセス/分析技術/時間分解/地磁気/電子スピン共鳴/スペクトル/磁場/キラル/電子移動/反応機構/光受容/光受容タンパク質/青色光/磁場効果/クロム/レーザー照射/前駆体/可視光/持続可能/紫外線/電子状態/スピン/センサー/ナビゲーション/マイクロ/マイクロ波/レーザー/持続可能性/量子力学/生体内/クリプトクロム/ビタミン/DNA修復/エイジング/寿命/ナノテクノロジー/DNA損傷/アミノ酸/オリゴマー/カチオン/トリプトファン/ラジカル/ラット/活性酸素/電子移動反応/ヘルスケア/生活習慣病/老化

他の関係分野：情報学環境学数物系科学化学生物学総合理工工学総合生物農学

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発表日：2025年5月19日

【研究成果】世界発！理論上は可能とされた“らせん構造”を実現ー分子が自発的につくるナノチューブ構造、未来の材料開発に光ー

　広島大学持続可能性に寄与するキラルノット超物質国際研究所(WPI-SKCM2)の佐藤弘志特任教授と理化学研究所創発物性科学研究センター(CEMS) 創発ソフトマター機能研究グループの相田卓三グループディレクター(東京大学卓越教授)らの共同研究グループは、理論的には可能とされながらも、これまではっきりとは確認できていなかった人工アミノ酸由来の“αヘリックス構造”を、初めて結晶構造として明らかにすることに成功しました。この成果は、分子が自己組織化してナノサイズのチューブ構造を作るという新しい材料設計の可能性を示すとともに、通常は不安定で安定に取り出すことが不可能な化学種を...

キーワード：ソフトマター/自己組織/キラル/らせん構造/自己集合/X線結晶構造解析/結晶構造解析/有機分子/持続可能/材料設計/ガス分離/センサー/ナノサイズ/ナノスケール/ナノメートル/ネットワーク構造/金属イオン/結晶化/持続可能性/ナノチューブ/生体内/X線結晶構造/結晶構造/組織化/アミノ酸/ヘリックス/分子設計/立体構造

他の関係分野：数物系科学化学生物学総合理工工学総合生物農学