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和田有希のホームページへようこそ。放射線計測の技術と物理法則から、雷から宇宙まで自然界における高エネルギー現象の解明に取り組みます。東京大学大学院理学系研究科物理学専攻博士課程3年在学中。日本学術振興会特別研究員DC2。趣味は写真撮影 (風景・飛行機) とピアノ (特にフランスの近代作曲家M.Ravel)。

高校時代までを過ごした岡山県真庭市にそびえ立つ推定樹齢1000年の名木「醍醐桜」
最終更新日:2019年4月26日

和田有希 (わだゆうき / Yuuki Wada)

ORCID: 0000-0001-8953-3345 東京大学 大学院理学系研究科 物理学専攻 馬場研究室 博士課程2年
国立研究開発法人 理化学研究所 仁科加速器科学研究センター 玉川高エネルギー宇宙物理研究室 研修生
独立行政法人 日本学術振興会 特別研究員DC2

〒113-0033 東京都文京区本郷7-3-1
東京大学理学部1号館611号室 馬場研究室

電話番号・FAX・アクセス方法は馬場研究室のHPをご参照ください。

2018.05-


国立研究開発法人 理化学研究所 仁科加速器科学研究センター
玉川高エネルギー宇宙物理研究室 研修生
(所属長:玉川徹)
2018.04-日本学術振興会 特別研究員DC2 2018.04-2018.10

フランス国立科学研究センター APC研究所 客員研究員
(受け入れ研究者:Philippe Laurent)
2017.04-

東京大学 大学院理学系研究科 物理学専攻 馬場研究室 博士課程
(指導教員:馬場彩)
2017.04-2018.03


国立研究開発法人 理化学研究所 仁科加速器研究センター
玉川高エネルギー宇宙物理研究室 大学院生リサーチ・アソシエイト
(所属長:玉川徹)
2015.04-2017.03

東京大学 大学院理学系研究科 物理学専攻 中澤研究室 修士課程
(指導教員:中澤知洋)
2011.04-2015.03東京大学 教養学部 理科一類 / 理学部 物理学科 2010.04-2011.03首都大学東京 都市教養学部 都市教養学科 理工学系 物理学コース 2007.04-2010.03岡山県立津山高等学校 理数科 1991.12岡山県津山市生まれ

日本物理学会
日本天文学会
日本地球惑星科学連合
アメリカ地球物理連合
欧州地球科学連合
 私は高校生の時から素粒子物理実験に興味を持ち、東京大学理学部物理学科へ進学しました。その後、4年生での特別実験で櫻井研究室においてシンチレータでのMeVガンマ線計測を、相原・横山研究室においてMPPCを用いた荷電粒子計測を学びました。これらの過程で理想的な環境で物理法則を明らかにする加速器実験から、自然界で起きている高エネルギー物理現象の観測へと興味を移し、宇宙X線観測を行う牧島一夫名誉教授、中澤知洋講師 (当時) の元で研究を始めました。現在は後任の馬場彩准教授の研究室で研究活動を継続しています。

 雷が轟音と閃光を放つと同時に、あるいは雷雲そのものが上空を通過する際に、数十MeVに達するガンマ線を放出することが観測されている。これは雷雲や雷放電の強電場によって電子が加速され、制動放射ガンマ線 (あるいは制動X線) を放出していると考えられ、まさに雷・雷雲は「天然の加速器」である。数十MeVというエネルギーは地球内部で自然に発生する電磁波としては最もエネルギーが高い。私は京都大学の榎戸輝揚氏、日本原子力研究開発機構の土屋晴文氏、名古屋大学の中澤知洋氏らと協力して、日本海沿岸の冬季雷からの高エネルギー現象を観測するGROWTH (Gamma-Ray Observation of Winter Thunderclouds) 実験に参加している。
 雷放電そのものから放出されるガンマ線は、ガンマ線天文衛星によって宇宙から検出され、地球ガンマ線 (TGF) と呼ばれている。一方で気球実験、ロケット誘雷実験、我々GROWTH実験でも地上で雷に同期したガンマ線を検出している。2017年の我々の観測により、地上方向に放出されたTGFが大気中で光核反応を起こし、中性子、陽電子を放出していたことが明らかとなった (Enoto et al. 2017)。本成果は2017年11月にNature誌に掲載され、雷が原子核反応を起こして同位体を形成するという観点で、世界的に注目を集めた。
 雷雲は時に、放電を伴わず「静かに」ガンマ線を放出することがある。このガンマ線は雷雲とともに移動し、数分から数十分継続すると考えられるが、これまでどこでどのような条件の時に発生し、どれくらい継続し、どのタイミングで消え去るのか、といったことが追いきれていない。またガンマ線と雷放電の関係、すなわちガンマ線が雷の発生を促進しているか否かも大きな論点である。そこで2015年より観測場所を金沢へと広げ、広範囲に検出器を設置する「マッピング観測」計画を始動している。このマッピング観測計画により、雷雲からのガンマ線放射のサイエンスを一網打尽にすることが目標である。
 雷・雷雲からの高エネルギー現象を研究する上で、放射線観測だけではその全体像を把握できない。雷は地球上で発生する身近な現象であり、光学、音、電波、電場、気象レーダーといった様々な手法で観測することができる。私は国内外の研究者と協力し、多角的な視点から雷・雷雲の高エネルギー事象の解明に取り組んでいく。
 さらに将来への計画として、TARANIS衛星に参画している。TARANIS衛星はフランスが主導する雷観測専門衛星で、TGFや高高度発光現象 (TLE) を観測し、研究に飛躍をもたらす計画である。衛星は2019年10月に打ち上げが予定されている。私はXGRE検出器の搭載機器試験を行うため2018年4月から10月までパリのAPC研究所に滞在し、衛星開発を学びながらフランス側のサポートを行う予定である。打ち上げ後もTARANISメンバーとして地上と宇宙の両方向から雷ガンマ線のサイエンスを最前線で追求する。

 太陽質量の数倍程度の恒星がその生涯を終えるとき、中心部が電子の縮退圧によって支えられる白色矮星になる。白色矮星と恒星による連星系の中でも、恒星のガスがロッシュ・ローブを満たし、白色矮星へと降着する系があり、激変星と呼ばれている。白色矮星が強い磁場をもつ強磁場激変星では、降着ガスは白色矮星の磁力線に捉えられ、磁極付近に降着柱を形成して降着する。このときに白色矮星の表面付近で衝撃波が形成され、白色矮星の重力ポテンシャルに応じて降着ガスが加熱され、その温度は数十KeVへと達する。この高温の降着ガスからは数十keVまで伸びる光学的に薄い熱的放射が観測されている。
 激変星は白色矮星が質量を獲得する現象であることから、白色矮星がチャンドラセカール質量を超えて爆発するIa型超新星爆発の候補天体とされる。そのため各激変星の白色矮星質量を正確に求めることで、その質量分布から本当に激変星がIa型超新星の親星となりうるのか、その割合はどれくらいなのかを知ることができる。Ia型超新星は光度が一定であることから「宇宙の灯台」とも言われるが、それを検証するためにもIa型超新星の親星を探ることはトップサイエンスである。
 これまで強磁場激変星をX線衛星で観測し、スペクトルから降着柱の衝撃波における温度、すなわち白色矮星の質量を推定する研究が行われてきた。従来の光学観測のドップラー効果を用いた観測では、軌道傾斜角の不定性を受けるが、この方法はその不定性の影響を受けない。私は激変星であり2-3年に一度の光度変動を起こす矮新星GK Perseiに着目し、光度変動に伴って降着円盤の内縁半径が変化し、これまで過小評価されてきた白色矮星質量を正確に測定することに成功した。また白色矮星の磁場の推定も可能となった。私は他の強磁場矮新星にこの手法を適用し、激変星における降着円盤の影響、および連星系における白色矮星磁場の影響を評価していく。
  • Y. Wada, G. S. Bowers, T. Enoto, M. Kamogawa, Y. Nakamura, T. Morimoto, D. M. Smith, Y. Furuta, K. Nakazawa, T. Yuasa, A. Matsuki, M. Kubo, T. Tamagawa, K. Makishima, H. Tsuchiya, "Termination of Electron Acceleration in Thundercloud by Intracloud/Intercloud Discharge", Geophysical Research Letters, 45, 5700-5707 (2018)
  • Y. Wada, T. Yuasa, K. Nakazawa, K. Makishima, T. Hayashi, M. Ishida, "An Estimation of the White Dwarf Mass in the Dwarf Nova GK Persei with NuSTAR Observations of Two States", Monthly Notices of Royal Astronomy Society, 474, 1564-1571 (2018)
  • T. Enoto, Y. Wada, Y. Furuta, K. Nakazawa, T. Yuasa, K. Okuda, K. Makishima, M. Sato, Y. Sato, T. Nakano, D. Umemoto, H. Tsuchiya, "Photonuclear Reactions Triggered by Lightning Discharge", Nature, 551, 481-484 (2017)
  • Y. Wada, T. Enoto, Y. Furuta, K. Nakazawa, T. Yuasa, T. Matsumoto, D. Umemoto, K. Makishima, H. Tsuchiya, and the GROWTH collaboration, "Mapping Observation Project of High-Energy Phenomena during Winter Thunderstorms in Japan", Thunderstorms and Elementary Particle Acceleration 2018 conference proceedings (2019)
  • T. Enoto, Y. Wada, Y. Furuta, K. Nakazawa, T. Yuasa, K. Okuda, K. Makishima, M. Sato, Y. Sato, T. Nakano, D. Umemoto, H. Tsuchiya, M. Kamogawa, G. Bowers, D. Smith, T. Morimoto, Y. Nakamura, D. Wang, "Multi-point measurement campaigns of gamma rays from thunderclouds and lightning in Japan”, Proceedings of XVI International Conference on Atmospheric Electricity , International Commission on Atmospheric Electricity, (2018)
  • Y. Wada, T. Yuasa, K. Nakazawa, K. Makishima, T. Hayashi, M. Ishida, “NuSTAR Observations of the Dwarf Nova GK Persei in 2015: comparison between outburst and quiescent phase"”, 20th European Workshop on White Dwarfs, Astronomical Society of the Pacific Conference Series, Astronomical Society of the Pacific, 509, 509-514 (2017)
  • 和田有希「雷が引き起こす原子核反応 - 冬の北陸が舞台の高エネルギー大気物理学 -」, じっきょう理科資料 No.85 (2019年4月号), 実教出版, 18-22 (2019)
  • 榎戸輝揚, 和田有希, 土屋晴文「雷放電が拓く高エネルギー大気物理学」, 日本物理学会誌 2019年4月号, 日本物理学会, 192-200 (2019)
  • 和田有希「X線による強磁場激変星の観測」, 天界 2019年2月号, 東亜天文学会, 45-49 (2019)
  • 和田有希, 中澤知洋「カミナリ雲の中に隠れた天然の加速器の破壊」, 東京大学 理学部ニュース 50 (2018年9月号), 6, (2018)
  • 和田有希, 榎戸輝揚「雷による光核反応の発見」, Isotope News 758 (2018年8月号), 28-31, (2018)
  • 「雷が雲の中に隠れた天然の加速器を破壊した!? – 放射線・大気電場・電波観測で挑む高エネルギー大気物理学」academist Journal (2018)
  • 宮崎俊平, 和田有希, 天田直弥, 加茂舜平, 藤田彬, 橋本那音, 高居明弘「フランス航空ツアー体験記(その2) (< 連載> 空と宇宙に学ぶ/学生の挑戦, 学生会員の広場)」, 日本航空宇宙学会誌 63(6), 212-213, (2015)
  • 和田有希, 宮崎俊平, 天田直弥, 加茂舜平, 藤田彬, 橋本那音, 高居明弘「フランス航空ツアー体験記(その1) (< 連載> 空と宇宙に学ぶ/学生の挑戦, 学生会員の広場)」, 日本航空宇宙学会誌 63(5), 167-168, (2015)
  • Y. Wada, T. Enoto, K. Nakazawa, Y. Furuta, T. Yuasa, Y. Nakamura, T. Morimoto, T. Matsumoto, K. Makishima, H. Tsuchiya, "Estimated Number of Avalanche Electrons in a Downward TGF during Winter Thunderstorms", EGU General Assembly, Vienna, Austria, 2019 (Poster)
  • Y. Wada, G. Bowers, T. Enoto, M. Kamogawa, Y. Nakamura, T. Morimoto, D. Smith, Y. Furuta, K. Nakazawa, T. Yuasa, A. Matsuki, M. Kubo, T. Tamagawa, K. Makishima, H. Tsuchiya, "Lightning-triggered termination of a gamma-ray glow in a Japanese winter thunderstorm", AGU Fall Meeting, Washington D.C., USA, 2018 (Poster)
  • Y. Wada, T. Enoto, Y. Furuta, K. Nakazawa, T. Yuasa, T. Matsumoto, D. Umemoto, K. Makishima, H. Tsuchiya, and the GROWTH collaboration, "Recent Updates from Mapping Observation of High-energy phenomena In Japanese Winter Thunderstorms", Thunderstorms and Elementary Particle Acceleration (TEPA) 2018, Aragatsotn District, Armenia, 2018 (Invited; Oral)
  • Y. Wada, T. Yuasa, K. Nakazawa, K. Makishima, T. Hayashi, M. Ishida, "X-ray estimates of white dwarf masses in magnetic cataclysmic variables", 15th Marcel Grossmann Meeting, Rome, Italy, 2018 (Invited; Oral)
  • Y. Wada, G. Bowers, T. Enoto, M. Kamogawa, Y. Nakamura, T. Morimoto, D. Smith, Y. Furuta, K. Nakazawa, T. Yuasa, T. Tamagawa, K. Makishima, H. Tsuchiya, "A gamma-ray glow terminated by leader development of an inter-cloud discharge in Japanese winter thunderstorm", EGU General Assembly, Vienna, Austria, 2018 (Oral)
  • Y. Wada, T. Enoto, Y. Furuta, K. Nakazawa, T. Yuasa, K. Okuda, K. Makishima, T. Nakano, D. Umemoto, H. Tsuchiya, "Initial results from a multi-point mapping observation of thundercloud high-energy radiation in coastal area of Japan sea", AGU Fall Meeting, New Orleans, USA, 2017 (Oral)
  • Y. Wada, T. Yuasa, K. Nakazawa, K. Makishima, T. Hayashi, M. Ishida, "NuSTAR Observations of the Dwarf Nova GK Persei in 2015: comparison between outburst and quiescent phases", 20th European White Dwarf Workshop, University of Warwick, UK, 2016 (Oral)
  • Y. Wada, K. Nakazawa, K. Makishima, T. Yuasa, "Phase-resolved spectroscopy of V1223 Sagittarii with ASTRO-H", ASTRO-H Summer School, Nara Women's University, 2015 (Poster)
  • 和田有希, 榎戸輝揚, 中澤知洋, 古田禄大, 湯浅孝行, 中村佳敬, 森本健志, 松元崇弘, 牧島一夫, 土屋晴文「冬季の雷放電と同期したガンマ線フラッシュの定量評価」, 日本原子力学会 2019年春の年会, 茨城大学水戸キャンパス, 2019年3月
  • 和田有希, 榎戸輝揚, 松元崇弘, 中澤知洋, 古田禄大, 湯浅孝行, 鴨川仁, G.S.Bowers, 中村佳敬, 森本健志, 玉川徹, 牧島一夫, 土屋晴文, 久保守, 松木篤, 米徳大輔, 澤野達哉, D.M.Smith 「雷活動に由来するガンマ線の観測プロジェクト:多地点観測の進展と大気電場・電波との協同観測」, 日本物理学会 第74回年次大会, 九州大学伊都キャンパス, 2019
  • 和田有希, 古田禄大, 榎戸輝揚, 中澤知洋, 湯浅孝行, 奥田和史, 牧島一夫, 佐藤光輝, 佐藤陽祐, 中野俊男, 楳本大悟, 土屋晴文, 「落雷による光核反応の発見:地上観測による中性子と陽電子の検出」, 日本物理学会 第73回年次大会, 東京理科大学野田キャンパス, 2018 (口頭)
  • 和田有希, G.Bowers, 榎戸輝揚, 鴨川仁, 中村佳敬, 森本健志, D.Smith, 古田禄大, 中澤知洋, 湯浅孝行, 玉川徹, 牧島一夫, 土屋晴文, 「雷放電によって破壊された雷雲内の電場加速機構」, 「雷雲と宇宙線の相互作用に伴う高エネルギー現象」, 東京大学宇宙線研究所, 2018 (口頭)
  • 和田有希, 榎戸輝揚, 古田禄大, 松元崇弘, 中澤知洋, 湯浅孝行, 土屋晴文, ほかGROWTHコラボレーション, 「可搬型検出器による雷雲由来の電子加速と高エネルギー現象の多地点観測」, 「東京大学宇宙線研平成29年度共同利用研究成果発表会」, 東京大学宇宙線研究所, 2017 (口頭)
  • 和田有希, 湯浅孝行, 中澤知洋, 牧島一夫, 林多佳由, 石田学,「X線による矮新星GK Perseiの増光期と静穏期の観測」, 「連星系・変光星・低温度星研究会2017」, 名寄市立天文台, 2017 (口頭)
  • 和田有希, 湯浅孝行, 中澤知洋, 牧島一夫, 林多佳由, 石田学, 「矮新星GK PerseiのX線スペクトル解析による白色矮星質量の推定」, 日本天文学会 2017年度 秋季年会, 北海道大学, 2017 (口頭)
  • 和田有希, 榎戸輝揚, 古田禄大, 湯浅孝行, 中澤知洋, 中野俊男, 土屋晴文, 鴨川仁, 米徳大輔, 澤野達哉, 「雷雲ガンマ線の多地点観測プロジェクト: 可搬型検出器の開発と2016年度冬季の観測成果, JpGU-AGU Joint Meeting 2017, 幕張メッセ, 2017 (口頭)
  • 和田有希, 榎戸輝揚, 湯浅孝行, 中澤知洋, 土屋晴文, 中野俊男, 奥田和史, 古田禄大, 牧島一夫, 鴨川仁, 瀧田正人, 米徳大輔, 澤野達哉, 渡會兼也, 米口一彦, 木村光一郎, 北野皓嗣, and the GROWTH collaboration, 「雷雲電場による電子加速のガンマ線観測プロジェクト:小型読み出し系の開発と北陸地方における多地点運用, 日本物理学会 第72回年次大会, 大阪大学, 2017 (口頭)
  • 和田有希, 湯浅孝行, 中澤知洋, 牧島一夫, 林多佳由, 石田学, 「NuSTARによる矮新星GK Perseiの観測:2015年の増光時と静穏期の比較解析」, 日本物理学会 2016年秋季大会, 宮崎大学, 2016 (口頭)
  • 和田有希, 榎戸輝揚, 湯浅孝行, 中野俊男, 中澤知洋, 奥田和史, 古田禄大, 楳本大悟, 土屋晴文,「雷雲ガンマ線の多地点観測に向けた検出装置の小型化と2015年度冬季における北陸地方への展開」, 日本物理学会 第71回年次大会, 東北学院大学, 2016 (口頭)
  • 和田有希, 湯浅孝行, 中澤知洋, 牧島一夫, 「『すざく』によるV1223 Sagittarii の広帯域スペクトル解析」, 日本天文学会 2015年度 秋季年会, 甲南大学, 2015 (口頭)
  • 「雷雲ガンマ線の多地点観測プロジェクト: 可搬型検出器の開発と2016年度冬季の観測成果」JpGU-AGU Joint Meeting 2017 大気水圏科学セクション 学生優秀発表賞, 2017
  • 「ドローンで挑むカミナリ雲で加速された電子の検出」, academistシンポジウムVol.2 「最速プレゼン王決定戦」最優秀賞, 東京都千代田区, 2017
  • プレスリリース:「雷雲に隠れた天然の加速器を雷が破壊する瞬間を捉えた -放射線・大気電場・電波による高エネルギー大気現象の観測-」(2018年5月)
    [京都大学] [東京大学] [理化学研究所] [近畿大学] [金沢大学] [academist journal]
    [Geophysical Research Letters]
  • 「若手が活躍できるチーム作りの秘訣とは? – 雷雲プロジェクトから見えてくる、新しい研究スタイル」academist Journal (2018年5月)
  • プレスリリース:「雷が反物質の雲をつくる -雷の原子核反応を陽電子と中性子で解明-」(2017年11月)
    [京都大学] [東京大学] [日本原子力研究開発機構] [academist journal] [マイナビニュース]
    [朝日新聞] [京都新聞] [Wired] [Nature]
  • 「JpGU-AGU Joint Meeting 2017 で学生優秀発表賞を受賞」太郎坊のそよ風 認定NPO法人 富士山測候所を活用する会 スタッフブログ (2017年7月)
  • 「金沢上空の雷雲は「天然の加速器」か!? - 宇宙物理学者が挑む、カミナリ雲の謎」マイナビニューステクノロジー (2016年11月)