Willing waves as you wish:
光波と音波のテクノロジー

新惑星の探索
新惑星の探索
シャッター速度より1010倍速く!
シャッター速度より1010倍速く!
レーザー光線
レーザー光線
コウモリは 100000 Hzの音が聞こえる
コウモリは 100000 Hzの音が聞こえる
結晶上のさざ波
結晶上のさざ波
ナノ構造中の音波の反射
ナノ構造中の音波の反射
フォトニック結晶における音波のシミュレーション
フォノニック結晶における音波のシミュレーション
フォトニック結晶中の音波(角度・半径プロット)
フォノニック結晶中の音波(角度・半径プロット)

※写真をクリックすると拡大します。

「波」という言葉を聞くと、 多くの人がサーフィンを思い浮かべると思います。 しかし、以下に示すような2つの特徴をもつ光波と音波が、我々の生活においてもっと重要な役割を果たしているのは間違いありません。

光波と音波は大学での研究にも大いに利用されています。

超高速: 肉眼では100ミリ秒 (1ミリ秒=10-3 s)のうちに起こる現象を見るのも大変かもしれません。ましてや1フェムト秒 (1フェムト秒=10-15 s)のうちに起こる現象を見ることは不可能です。ところが、レーザー光を使えば可能で、我々は世界最短光パルスを発生することに成功しています。

この光パルスを使えば、カメラで超高速な運動のスナップショットを撮ることができるように、分子の動きや原子の周りを回る電子の動きさえもとらえることができます。

高周波数: 人間の耳は 20,000 サイクル/秒 (Hz)の音まで聞くことができます。コウモリは 100,000 Hzの音まで聞くことができます。私たちは、1,000,000,000,000 Hz! (1012 Hz) の音波を使って、ICのようなミクロン(0.000001 m)からナノメートル(0.000000001 m)サイズの構造を観察するのに使っています。これら微小なICは、電子機器や携帯電話などに幅広く使われています。

我々は、音波を使って結晶上を進むさざ波を観察しています。結晶上のさざ波は水面の波と似ていますが、ずっと小さい波です。

超複雑: 規則正しい構造を持った、例えばフォノニック結晶では必然的にブロッホ波と呼ばれる振動パターンが発生します。面白いことに、この振動は電子のエネルギー準位と同じようにバンドを形成し、振動の伝播できないギャップが現れます。我々はこのような新規な構造を持つ物質中の音波の性質を実験、理論の両面から研究しています。

遥か遠方: 宇宙の遥か彼方にある新しい惑星を探しています。そのために、干渉計を用いて遠方から来た光から恒星の光を除く技術の研究を行なっています。