プラズマにおける電磁場計測と非線形ダイナミクスの予測

プラズマにおける非線形現象の計測および予測に関する研究を行っています。プラズマは固体・液体・気体に続く第四の状態とされ、自然界に広く存在するとともに、核融合や材料プロセスなど多くの産業応用に利用されています。プラズマは多数の荷電粒子から構成され、その相互作用は電磁力に支配されるため、強い非線形性を示すことが特徴です。このようなダイナミクスを理解するためには、内部の電磁場構造を正確に把握することが重要です。

現在は、イオンラジオグラフィを用いたプラズマ中の電磁場計測と、その逆問題の解法に取り組んでいます。イオンビームの偏向から電磁場を推定するこの手法は、一意に解くことが難しい逆問題であり、従来の手法では十分な再構成が困難です。そこで、ニューラルネットワークを用いたデータ駆動型の手法を導入し、電磁場の再構成精度の向上を目指しています。また、プラズマの非線形性に起因する不安定現象の予測にも関心を持っています。

また、これまでにプラズマから加速されるイオンビームに関する研究を主に実験的に行ってきました。このような実験研究で培った視点と情報科学的手法を融合させることで、プラズマの複雑な現象の理解と新たな計測・解析手法の開発に取り組んでいます。